5V PWM Lüfter / Raspberry Pi

[G4st (Gast)]

Hallo zusammen,

ich möchte eine universelle 5V Lüftersteuerung für meine Raspberry Pis 
bauen.

Da meine Pis alle unterschiedliche Lüfter haben soll die Lüftersteuerung 
sowohl die Versorgungsspannung via PWM als auch die 4-Pin Lüfter über 
deren PWM Control Eingang steuern.

Wichtig ist, dass ich keinen N-FET an Masse des Lüfters verwenden kann, 
weil sonst mein Tachosignal nicht mehr sauber auswertbar ist.

R1/R2: Auswahl welcher GPIO zur Steuerung verwendet werden soll
R7/R8/R9/R10: Auswahl ob die Versorgungsspannung oder der Control Pin 
des Lüfters gesteuert werden soll.

GPIO vom Raspberry Pi sind 3.3V.

Push-Pull Setup hab ich aus der Noctua PWM Spec.
R4/R5: Sollen Shoot-Through verhindern.

Habe ich irgendwas vergessen/falsch gemacht?
Könnt ihr mal mit eurem Wissen drüber schauen ob das so OK ist?

Viele Grüße
   Der G4st

[G4st (Gast)]

Hallo,

bin mir jetzt nicht sicher wie ich das Desinteresse deuten soll.

Gib es nichts zu meckern? :D

Mir würde noch eine Flyback Schottky parallel zum Lüfter einfallen.

Ist eine 1N5819 dazu geeignet? Gibt es eine SMD Version der Diode?

Viele Grüße
   G4st

[Stefan A. (king-crash)]

Das wird so nicht funktionieren.
An den Gates können maximal 3.3V vom Pi gespeist anliegen. Das macht für 
Q2 +3.3V G-S Spannung und für Q1 -1,7V G-S Spannung. Q2 ist also bei 
einem High-Pegel am Eingang definitiv und Q1 potentiell leitend.

Im Anhang ist mein Vorschlag, das sollte für niedrige Frequenzen 
ausreichend sein. Wenn du die Versorgungsspannung regelst, wüsste ich 
keinen Grund wozu du noch einen PWM-Ausgang haben müsstest. Und so 
nebenbei, haben die Lüfter nicht meist 12V Nominalspannung?

Bevor du anfängst etwas zu löten solltest du ggf einen Blick auf LTSpice 
werfen. Das ist nicht kompliziert und du kannst dir alles ganz entspannt 
anschauen.

[Hack S. (hackspider)]

Hi,

ich habe mir deine Anmerkungen zu Herzen genommen und den diskret 
aufgebauten Push-Pull durch einen fertigen Mosfet Treiber ersetzt.

Zu den 12V: Ja normalerweise haben PC-Lüfter 12V. Die Lüfter für den 
Raspberry Pi haben aber alle 5V.

Warum ich PWM und Versorgungsspannung der Lüfter steuern möchte liegt an 
der Heterogenität meiner Lüfter Auswahl. Einige sind 3-Pin Lüfter manche 
4-Pin. Die 4-Pin Lüfter würde ich gerne mit dem PWM Signal direkt 
steuern und die 3-Pin über die Versorgungsspannung.

Auch der Hinweis mit LTSpice war super. Ich bin eigentlich nie so 
richtig warm geworden mit dem Tool, aber bei der Auswahl für die 
LC-Filter Komponenten hat es enorm geholfen.

Anbei ist der Schaltplan der aktuellen Version. Die einzige Frage die 
ich mir im Moment noch stelle ist: Brauch ich R6 noch wenn der MCP1402 
sowieso schon als Push-Pull arbeitet?

Viele Grüße
    hackspider

[Frank K. (fchk)]

Hack S. schrieb:

> Anbei ist der Schaltplan der aktuellen Version. Die einzige Frage die
> ich mir im Moment noch stelle ist: Brauch ich R6 noch wenn der MCP1402
> sowieso schon als Push-Pull arbeitet?

Gegenfrage: Was ist, wenn JP3 nicht gesetzt ist? Dann würde das Gate 
einfach so in der Luft hängen. Das ist nicht gut. Wenn Du magst, darfst 
Du ihn auf 100k erhöhen, aber einfach so weglassen geht nicht.

fchk

[Hack S. (hackspider)]

Danke Frank für die Gegenfrage, damit hat sich dieses Thema erledigt :)

Ich bin jetzt mit Schaltplan soweit durch und habe den ersten Entwurf 
des PCB Layouts gemacht.

Der verfügbare Platz hat mir ganz schön zu schaffen gemacht. Das X735 
Power Board (http://raspberrypiwiki.com/index.php/X735) lässt mir sehr 
wenig Platz zum Routen.

Könntet ihr nochmal über das Layout schauen ob euch noch Optimierungen 
einfallen?

Viele Grüße
    hackspider

[IchChecksNet (Gast)]

Stefan A. schrieb:
> Das wird so nicht funktionieren.
> An den Gates können maximal 3.3V vom Pi gespeist anliegen. Das macht für
> Q2 +3.3V G-S Spannung und für Q1 -1,7V G-S Spannung. Q2 ist also bei
> einem High-Pegel am Eingang definitiv und Q1 potentiell leitend.
>
> Im Anhang ist mein Vorschlag, das sollte für niedrige Frequenzen
> ausreichend sein. Wenn du die Versorgungsspannung regelst, wüsste ich
> keinen Grund wozu du noch einen PWM-Ausgang haben müsstest. Und so
> nebenbei, haben die Lüfter nicht meist 12V Nominalspannung?
>
> Bevor du anfängst etwas zu löten solltest du ggf einen Blick auf LTSpice
> werfen. Das ist nicht kompliziert und du kannst dir alles ganz entspannt
> anschauen.

Wofür ist eigentlich R3 gut?

[Hack S. (hackspider)]

Solltest du dich auf meiner erste Version beziehen:
Wären des Booten des Pis sind GPIOs als Eingang beschaltet. Da soll R3 
in dieser Zeit das Push-Pull Setup auf einem definierten Pegel halten 
bis der GPIO als Ausgang definiert wird.

Solltest du dich auf meinen aktuellen Schaltplan beziehen:
Tacho Ausgänge sind in der Regel als Open-Drain realisiert. Daher sorgt 
R3 für den High Pegel und der Lüfter zieht je nach Drehzahl das Signal 
auf GND.

Solltest du dich auf die Schaltung von Stefan beziehen:
Muss dir Stefan beantworten.

Viele Grüße
    hackspider

[Hack S. (hackspider)]

Hallo zusammen,

bezüglich Layout Review nehme ich noch gerne alle 
Verbesserungsvorschläge entgegen.

Viele Grüße
    hackspider