Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Ansteuerung von 10+ Lüftern


von Rustasian (Gast)


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Hallo,
ich muss für ein Projekt 10 oder mehr 12V PC Lüfter parallel ansteuern. 
Alle sollen mit dem gleichen PWM Signal angesteuert werden.

Ich habe in einem Datenblatt gelesen, dass es zwar einen internen PullUp 
nach 5V in solchen Lüftern geben soll, der Hersteller empfiehlt aber, 
dass PWM Signal mit einem Push/Pull Treiber anzusteuern und nicht nur 
einfach gegen GND schalten, damit das Signal auch ein sauberes Rechteck 
ist.

Das PWM Signal soll von einem Raspberry Pi Pico kommen. Ich nehme an, 
dass ich das PWM Signal nicht direkt von so einem Port treiben kann. PWM 
Frequenz für so einen Lüfter ist ca 25kHz.

Welchen Treiberbaustein kann ich dafür verwenden? Ich habe da gerade 
keinen Überblick was es da geeignetes gibt.

Danke schonmal im Voraus

von H. H. (Gast)


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z.B. 74HCT541.

von Rustasian (Gast)


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H. H. schrieb:
> z.B. 74HCT541.

Laut Datenblatt kann der Ausgang 6mA. Meinst du das reicht für so viele 
Lüfter?

von H. H. (Gast)


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Rustasian schrieb:
> H. H. schrieb:
>> z.B. 74HCT541.
>
> Laut Datenblatt kann der Ausgang 6mA. Meinst du das reicht für so viele
> Lüfter?

Der hat 8 Ausgänge!

von Rustasian (Gast)


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H. H. schrieb:
> Der hat 8 Ausgänge!

Ok, ist ein Argument. Hab ich nicht bedacht. Aber kann ich die 
problemlos parallel schalten?

von H. H. (Gast)


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Rustasian schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Der hat 8 Ausgänge!
>
> Ok, ist ein Argument. Hab ich nicht bedacht. Aber kann ich die
> problemlos parallel schalten?

Ja, wenn auch die Eingänge parallel geschaltet sind.

Entkopplungskondensator nicht vergessen!

von Rustasian (Gast)


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H. H. schrieb:
> Ja, wenn auch die Eingänge parallel geschaltet sind.

Das ist klar, danke. Ich Frage nur, weil es normalerweise nicht so gut 
ist wenn man Halbleiter parallel schaltet.

Ich geh mal wühlen, ob ich noch so einen Baustein rumliegen habe um es 
zu testen.

Danke nochmal

von Jens M. (schuchkleisser)


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Rustasian schrieb:
> Aber kann ich die
> problemlos parallel schalten?

Musst du ja nicht.
Sieben Ausgänge für je 2 Propeller, einer der Treiber als Puffer 
zwischen Pi und den 7 parallel geschalteten Eingängen der anderen 7 
Treiber in dem IC.
Macht 14 Propeller an einem PWM-Pin, ohne das dir der GPIO abfackelt.

Ein HCT241 oder HCT245 ginge auch.

von Rustasian (Gast)


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Die Lüfter hängen alle an einem Strang. Ich kann nicht jeden einzeln 
ansteuern. Hätte ich vielleicht eher erwähnen müssen, sorry.

Bei den Lüftern handelt es sich um Arctic P12 PWM PST. Die kann man 
hintereinander schalten.

von H. H. (Gast)


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Rustasian schrieb:
> Ich Frage nur, weil es normalerweise nicht so gut
> ist wenn man Halbleiter parallel schaltet.

Es handelt sich ja um MOSFETs im Schaltbetrieb, die lassen sich sehr gut 
parallel schalten.

von Boy (tellenboy)


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Rustasian schrieb:
> Bei den Lüftern handelt es sich um Arctic P12 PWM PST.

Hab ich auch. Die verkraften 3.3V ansteuerung auf der PWM leitung.
Ob das mit 10 parallel auch geht weiss ich nicht, denke aber ja.
Notfalls 8 ausgänge des prozessors parallel schalten und als byte 
ansteuern.

: Bearbeitet durch User
von Rustasian (Gast)


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Wie der Zufall will hab ich noch HCT541 in meiner Grabbelkiste.

Ich probiere es dann mal aus, vielen Dank für die Hilfe.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Rustasian schrieb:
> Bei den Lüftern handelt es sich um Arctic P12 PWM PST. Die kann man
> hintereinander schalten.

Parallel.
Und so kurz wie das Käbelchen ist sollte es kein Problem sein an der 
Stelle des Steckerklumpens eine kleine Platine zu setzen mit dem 
Treiberchip.

von Rustasian (Gast)


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Steckerklumpen? Die werden nicht in Sternschaltung oder so 
zusammengesteckt sondern in Reihe. Ausgang von einem ist der Eingang vom 
nächsten. Dabei fällt zwar der Taktausgang von der Drehzahlüberwachung 
weg, aber damit kann ich leben.

Die Lüfter werden auch in einer langen Reihe montiert, bis zu 12 Stück 
nebeneinander. Damit ich nicht haufenweise Kabel zu jedem einzelnen 
Lüfter legen muss hab ich die Variante mit den Verlängerungssteckern 
gewählt.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Rustasian schrieb:
> Die werden nicht in Sternschaltung oder so
> zusammengesteckt sondern in Reihe.

Die sind parallel ;)
Und das Bild bei Arctic zeigt ein langes Kabel am Lüfter, das am Ende 
den Stecker fürs Mainboard hat und ein kurzes Schwänzchen mit dem 
Stecker für den nächsten Lüfter.
Danach sind alle Lüfterkabel-Stecker nah beieinander.
Aber vielleicht sind wie so oft die Bilder im Internet falsch und/oder 
nichtsagend.

von Rustasian (Gast)


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Ja, natürlich hast du Recht. Elektrisch werden sie parallel geschaltet. 
Ich meinte jetzt eher aus elektromechanischer Sicht.

Und ja, die "Verlängerung" ist relativ kurz. Etwas kürzer als ein Lüfter 
breit ist. Es sollte aber trotzdem ausreichen, damit bis zu 12 Lüfter 
hintereinander zu schalten ohne zusätzliche Kabel zu verlegen.

Netter Nebeneffekt: die PST Version ist günstiger als die normale ohne.

von Rustasian (Gast)


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Boy schrieb:
> Die verkraften 3.3V ansteuerung auf der PWM leitung

Die Frage ist eher, ob der Controller die 5V durch den Pull Up 
Widerstand verkraftet. Deshalb will ich einen Puffer dazwischen.

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


Angehängte Dateien:

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Moin,
ich trenne gerne den Lastkreis vom Steuerkreis. Hier ein Beispiel, das 
ich aus einer bestehenden Schaltung raus kopiert habe. Zum Verstehen 
sollte es reichen. Der Optokoppler dient zur Trennung und zum 
Pegelwandeln. Ein guter Wert ist sicher 2 bis 5 mA zum OK.
Gruß Carsten

von Teo D. (teoderix)


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Carsten-Peter C. schrieb:
> Moin,

Mahlzeit,

der TO, will keine Last schalten!

Die PC PWM-Lüfter unterschiedlichster Couleur, die ich bisher 
"verarbeitet" habe, ziehen auf der PWM-Steuerleitung bei 5V, um die 
-0,3mA/+0,5mA.

von Rustasian (Gast)


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Eine galvanische Trennung würde die Spannungsversorgung auch aufwändiger 
machen. Ich bräuchte zwei getrennte Netzteile oder zumindest einen 
galvanisch trennenden Spannungswandler, der die Versorgung für den 
Controller bereitstellt.

Und 0,5mA * 12 sind schon 60mA. Da würde der HCT541 schon gar nicht mehr 
ausreichen, auch nicht mit 8x Ausgänge parallel (bin gestern Abend nicht 
mehr zum testen gekommen). Also brauche ich doch was mit mehr Bumms.

von H. H. (Gast)


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Rustasian schrieb:
> Und 0,5mA * 12 sind schon 60mA.

Rechne nochmal nach!

von Rustasian (Gast)


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facepalm ok, sorry. Kommt davon wenn man neben der Arbeit schnell was 
schreibt. Man sollte sich 2 Sekunden Zeit nehmen und auch sein Gehirn 
einschalten.

von Norbert (Gast)


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Also ich will mich ja nicht all zu weit aus dem Fenster lehnen,
aber zumindest die Datenblätter die ich gelesen haben zeigen das ein 
einzelner Pin des RP2040 für 2,4,8 oder 12mA konfiguriert werden kann.
Da muss man nicht mit irgendwelchen ICs herum clownen.
Und wenn man höhere Spannung braucht, dann reicht ein simpler TUN völlig 
aus.

von Rustasian (Gast)


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Kannst du mir bitte helfen? Mir ist die Abkürzung "TUN" nicht geläufig

von H. H. (Gast)


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Rustasian schrieb:
> Kannst du mir bitte helfen? Mir ist die Abkürzung "TUN" nicht
> geläufig

Das ist Elektor-Sprache aus den 1970ern: Transistor Universal NPN.

Gemeint sind NF-Kleinleistungstransistoren wie z.B. BC547 oder 2N3904.

Damit hättest du aber eben keinen Push-Pull Ausgang.


https://www.elektormagazine.com/assets/files/1976/covers/EN1976090481.pdf.jpg

von Rustasian (Gast)


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Ah, danke. Hab sowas vermutet.

Ne, es wurde in einem Datenblatt ausdrücklich empfohlen, einen Push/Pull 
Treiber zu verwenden.

Den Port vom Pico will ich, wie oben erwähnt, nicht verwenden weil ich 
nicht weiß ob der die 5V von dem internen PullUp in den Lüftern 
verträgt.

von Norbert (Gast)


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Rustasian schrieb:
> Ah, danke. Hab sowas vermutet.
>
> Ne, es wurde in einem Datenblatt ausdrücklich empfohlen, einen Push/Pull
> Treiber zu verwenden.
>
> Den Port vom Pico will ich, wie oben erwähnt, nicht verwenden weil ich
> nicht weiß ob der die 5V von dem internen PullUp in den Lüftern
> verträgt.

Na wenn die schon einen internen PullUp haben, dann wäre Push/Pull aber 
Quatsch.
Einfach einen npn aus der Grabbelkiste drunter, Basiswiderstand 'n paar 
hundert Ω, fertig.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Rustasian schrieb:
> Den Port vom Pico will ich, wie oben erwähnt, nicht verwenden weil ich
> nicht weiß ob der die 5V von dem internen PullUp in den Lüftern
> verträgt.

Bist du dir sicher das es den wirklich gibt und du hier nicht was 
verwechselst?

Ich glaube nicht das da extra jemand einen Spannungsregler für die 5V 
einbaut. Der Lüfter bekommt ja nur 12V zu sehen. In den verschiedenen 
Spezifikationen ist sowas auch nicht zu finden.

- https://www.glkinst.com/cables/cable_pics/4_Wire_PWM_Spec.pdf
- 
https://www.analog.com/media/en/analog-dialogue/volume-38/number-1/articles/how-to-control-fan-speed.pdf
- 
https://noctua.at/pub/media/wysiwyg/Noctua_PWM_specifications_white_paper.pdf

Ansonsten: Welche Pins von deinem µC 5V tolerant sind kannst du bequem 
im Datenblatt nachlesen:-)

von H. H. (Gast)


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Irgend W. schrieb:
> Ich glaube nicht das da extra jemand einen Spannungsregler für die 5V
> einbaut.

Eine Z-Diode.

von Rustasian (Gast)


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Das Dokument von Noktua, letzte Seite. Darauf hab ich mich bezogen. Ich 
hab es nur nicht mehr gefunden.

von Rustasian (Gast)


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Irgend W. schrieb:
> In den verschiedenen Spezifikationen ist sowas auch nicht zu finden.

Du solltest die Dokumente, die du verlinkst, besser lesen.

In dem ersten steht zB zum PWM Signal:

> This signal must be pulled up to a maximum of 5.25V **within the fan**

Ich hab auch im Raspberry Pi Pico Datenblatt noch nichts über eine 
mögliche 5V Toleranz der IO Ports gefunden (was nicht heiß, dass es 
keine gibt).

Am Wochenende werde ich mal einen Prototyp bauen und testen, aber mit 
HCT541.

Nochmal danke für die Hilfe

von Sauron (Gast)


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Rustasian schrieb:
> ich muss für ein Projekt 10 oder mehr 12V PC Lüfter parallel ansteuern.
> Alle sollen mit dem gleichen PWM Signal angesteuert werden.

was du suchst, nennt sich "Lüfter Hub"

https://www.google.com/search?q=l%C3%BCfter+hub&client=firefox-b-d&sxsrf=ALiCzsYriVBgWjHtZQBelm6wxyoHnbv9dg:1662306514590&source=lnms&tbm=shop&sa=X&ved=2ahUKEwiM_ryqvvv5AhV4hf0HHQv0BV4Q_AUoAXoECAEQAw&biw=1664&bih=810&dpr=1.15#spd=17816731514108524418

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