Drei Lüfter batteriebetrieben mit Raspberry Pi steuern

OP #7672208
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Einen schönen Abend,

im Anhang habe ich einen Steckplan für mein Vorhaben, drei Lüfter batteriebetrieben mit meinem Banana Pi M3 zu betreiben, hochgeladen. Die Lüfter sind allesamt 12V. Ich habe bereits probiert diese direkt mit der Batterie zu betreiben und außer dass die Batterie nicht lange hält, war alles in Ordnung. Mein Vorhaben ist es eine 3.5 Zoll HDD mit zwei parallel geschaltenen Kühlern und eine 2.5 Zoll HDD mit einem weiteren Kühler vor zu hohen Temperaturen zu schützen. Da die Einsätze der Festplatte nur sehr selten dies erfordern und mein Banana Pi M3 die Stromversorgung nicht bewältigen kann, habe mich für Batterien als Stromquelle entschieden. Diesen Plan habe ich gewissermaßen durch googlen und chatgpt zusammengebastelt. Ich bin also ein richtiger noob was solche Vorhaben angeht und wollte hier mal um Rückmeldung oder Verbesserung Vorschläge bitten. Jede Kritik und Anregung ist gerne gesehen. Liebe Grüße

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#7672227
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Leider sind da einige Fehler in Deiner Schaltung. So kann und wird sie nicht funktionieren.

Ich sehe 3 Möglichkeiten, wie Du Dein Problem lösen kannst:

1.) Mehr lesen und einarbeiten - es gibt unendlich viele Seiten, die erklären, wie man mit einem GPIO-Port über einen Transistor eine Last schalten kann. Nach 1-2 Tagen Einlesen solltest Du Dein Problem dann selbständig lösen können und hast dazu noch sehr viel gelernt.

2.) Eine dieser praktischen, günstigen Relais-Karten für den Raspi/Banana kaufen, diese genau nach Anleitung anschließen und damit Deine Lüfter schalten. Wenn Du Dich nicht länger einarbeiten möchtest (siehe Punkt 1.), so ist das die Lösung der Wahl.

3.) Hier im Forum darauf hoffen, dass Dir jemand einen Steckplan malt, der genau Dein Problem löst. Die meisten werden das nicht tun, denn es wird hier immer etwas mehr Eigeninitiative erwartet - aber vielleicht hast Du ja auch Glück und es erbarmt sich jemand.

Soweit meine 10 Cent. Es ist zwar nicht die Lösung Deines Problems, zeigt Dir aber den Weg zur Lösung auf.

Viele Grüße

Igel1

#7672230
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Bahtiyar schrieb:

außer dass die Batterie nicht lange hält,

Daher ist das Unsinn.

Die Festplatte läuft ja auch nicht aus Batteriestrom. Und der rPi sicher auch nicht.

Du hast also eine Spannungsversorgung genau dann wenn du sie brauchst, genau dann wenn auch die Platten laufen.

Vergiss die Batterie. Wenn bisher alles mit 5V versorgt wurde, besorge dir 5V Lüfter und bau das so ähnlich auf wie deine Zeichnung: vom rPi über einen Widerstand zur Basis eines Transistors an dessen Kollektor der Lüfter hängt der nach plus führt. Nur die Freilaufdiode solltest du richtiger anbringen.

Warum dein rPi überhaupt die Lüfter steuern soll, ist schleierhaft, liest der rPi die Smart Info der Platte aus um aus deren Temperatur zu entscheiden wann der Lüfter laufen soll ? Bau doch Lüfter mit Temperaturregelung ein und lass die das selber machen.

OP #7672243
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Danke erstmal für die Hinweise und Tipps. Also ich bin ehrlich gesagt schon seit drei Tagen damit beschäftigt eine verwirklichbare Möglichkeit zu finden. Und ich kann mich auch stundenlang nur mit der Theorie befassen. Aber irgendwann drängst mich dazu eben in die Praxis überzugehen. Und leraning-by-doing liegt mir eher. Das mit Relais ist zwar auch eine mögliche Lösung, aber es geht mir auch um den Lernfaktor. Daher ist es auch meine Intention das ganze mit Breadboard und GPIO zu lösen. Ehrlich gesagt habe ich gehofft, dass vielleicht nur eine minimale Änderung meines Schaltplans notwendig wird. So wie ich das jetzt verstanden habe, ist das wohl nicht der Fall. Mein BananaPi versagt auch beim Betreiben eines einzigen 5V Lüfters. Die Platten sind beide am BananaPi angeschlossen und es gibt wirklich nur selten die Notwendigkeit, die Temperatur zu regulieren. Und ja, der BananaPi liest die Temperaturen aus.

#7672249
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Wunderbar.

Dann male mit diesem frischen Wissen einen Schaltplan (keinen Steckplan bitte), den wir Dir gerne kommentieren/verbessern werden (vermutlich aber erst morgen - ich mach jetzt erst einmal Bubu ...).

Viele Grüße

Igel1

PS: ach ja - und dann benötigen wir auch noch die Kenndaten Deiner Lüfter (Hersteller, Modell, Typ, Nennspannung, Nennstrom). Und außerdem müssen wir wissen, welche Transistoren Du in Deiner Bastelkiste verfügbar hast.

#7672259
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Handschriftlicher Schaltplan reicht für den Anfang völlig.

Falls Du ansonsten einen Schaltplan-Editor suchst, wirst Du hier sicherlich fündig:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplaneditoren

Für den Anfang könntest Du z.B. mit "Circuit-Diagram", einem kostenlosen Online-Schaltplan-Editor starten:

https://www.circuit-diagram.org/

Später kannst Du dann ggf. auf Fritzing wechseln - damit kann man Schaltpläne erstellen und gleichzeitig dazu das passende Steckbrett-Layout erstellen.

"Richtige" Schaltplaneditoren, die hier im Forum häufig verwendet werden, sind dann solche Programme wie Eagle oder KiCad oder Target 3001! Aber die benötigen viel Einarbeitung und wären aktuell noch totaler "Overkill" für Dich.

OP #7672410
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Steve van de Grens schrieb:

Erkläre mal, warum du die beiden Dioden eingesetzt hast und warum sie genau dort sitzen, wie du es gezeichnet hast. Danach kann ich helfen, denn vermutlichen Irrtum dahinter aufzuklären.

Die Dioden sollen garantieren, dass der Strom nur in eine Richtung fließt. ...Während ich das hier gerade schreibe, fällt mir auf, dass das keinen Sinn ergibt, wie ich es auf meinem Steckplan dargestellt habe. Ich vermute mal, dass dorthin wo sich die Diode befindet, der positive Anschluss des Lüfters verlaufen müsste.

Gast #7672444
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Bahtiyar schrieb:

Ich vermute mal, dass dorthin wo sich die Diode befindet, der positive Anschluss des Lüfters verlaufen müsste.

Nein. Beim rechten Lüfter hast du es richtig gezeichnet. Beim Linken Lüfter ist die Diode falsch herum gedreht, die Lüfter aber richtig.

Die Dioden sollen garantieren, dass der Strom nur in eine Richtung fließt.

Beide Dioden sind an der gezeichneten Stelle unnötig, weil die Batterie den Strom bereits nur in eine Richtung antreibt.

Hingegen könnten Freilaufdioden je nach Lüfter nötig sein. Die haben aber einen ganz anderen Zweck und müssten anders platziert werden. Google danach.

#7672576
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Es bleibt fragwürdig, denn a) warum sollten die Festplatten, die Du damit wohl kühlen willst, nur gelegentlich der Kühlung bedürfen, und vor allem b) da die Festplatten selbst mit Strom versorgt werden, ist deren Stromquelle die beste aller Stromquellen für Deine Lüfter.

Hier eine Batterie zu verwenden ist aus gleich mehreren Gründen die schlechteste aller möglichen Ideen.

OP #7672645
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Harald K. schrieb:

Es bleibt fragwürdig, denn a) warum sollten die Festplatten, die Du damit wohl kühlen willst, nur gelegentlich der Kühlung bedürfen, und vor allem b) da die Festplatten selbst mit Strom versorgt werden, ist deren Stromquelle die beste aller Stromquellen für Deine Lüfter.

Hier eine Batterie zu verwenden ist aus gleich mehreren Gründen die schlechteste aller möglichen Ideen.

Zu a) die eine Festplatte wird nur für das Streamen von Videodateien übers Netzwerk genutzt. Eine Kühlung ist nur bei lang andauernden Datenübertragungen notwendig. Eine Partition der anderen Festplatte ist als /home Verzeichnis ebenfalls übers Netzwerk für Ubuntu eingerichtet. Die andere Partition enthält nur Daten, auf die ich kaum zugreife. Zu b) werde mich hierzu mal genauer informieren. Eventuell wäre dass eine akzeptable Alternative. Wenn ich nur wüsste wonach ich suchen muss, für so ein Kabel wie ich es im Anhang hochgeladen habe.

Ihr habt auf jeden Fall Recht, was das Betreiben mit Batterien angeht. Und ich würde dann eventuell den USB-Port einer Fritz!Box als Stromquelle nutzen. Dieser liefert aber nur 5V. Stattdessen drei 5V Lüfter zu nutzen ist auch kein Problem. Aber könnte ich überhaupt drei Lüfter mit der Stromleistung eines einzigen USB-Ports betreiben?

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Gast #7672653
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Bahtiyar schrieb:

Aber könnte ich überhaupt drei Lüfter mit der Stromleistung eines einzigen USB-Ports betreiben?

Wenn es nur einen Lüfter und eine Fritzbox gäbe, könnte man das beantworten. Du wirst selbst herausfinden, wie viel Strom die Lüfter brauchen und wie viel die Fritzbox maximal liefert. Drei Zahlen addieren kannst du.

Unabhängig davon kommt es mir sehr komisch vor, dass du Festplatten extra kühlen willst/musst. So etwas hatte ich zuletzt um 1995 herum.

Damals hatte ich aber auch zwei der schnellsten Festplatten gekauft, die man als normaler Mensch kriegen konnte (weil ich einen an der Waffel hatte). Dazu passend einen der leistungsstärksten SATA Controller, der alleine schon mehr kostete als ein durchnittlicher PC. Die Festplatten hörten sich beim Start wie Düsenjets an.

#7672698
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Steve van de Grens schrieb:

Unabhängig davon kommt es mir sehr komisch vor, dass du Festplatten extra kühlen willst/musst. So etwas hatte ich zuletzt um 1995 herum.

vor allem mit drei Lüftern. Ginge es um eine sicherheitsrevante Anwendung, müssten die drei auch überwacht werden. Wenn, dann sollten jeweils einer reichen, wenn sich die Platten in mehr als einem, Gehäuse befinden. Ansonsten nur einer mit einer "popeligen" Temperaturüberwachung (sowas gab es anno dazumal auch für Festplattenlüfter; inklusive diverser Anfragen hier im Forum) - wieder ein Sicherheitsaspekt, es nicht in Software zu realisieren, da die auch mal abstürzt...

Wie machen das eigentlich namhafte NAS-Hersteller? Da stecken meistens mehrere Platten (als RAID) drin, die konstant durchlaufen und u. U. auch zum Videostreamen verwendet werden.

#7672849
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Bahtiyar schrieb:

Mein Vorhaben ist es eine 3.5 Zoll HDD mit zwei parallel geschaltenen Kühlern und eine 2.5 Zoll HDD mit einem weiteren Kühler vor zu hohen Temperaturen zu schützen.

Ich habe diverse externe USB-3 HDDs, keine besitzt einen Lüfter. Die 2,5" versorgen sich von den 5V USB, die 3,5" benötigen eh externe 12V. Wieviel TB brauchst Du insgesamt, daß nicht eine HDD ausreicht?

OP #7672865
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Steve van de Grens schrieb:

Unabhängig davon kommt es mir sehr komisch vor, dass du Festplatten extra kühlen willst/musst. So etwas hatte ich zuletzt um 1995 herum.

Irgendwie wird da überall etwas anderes behauptet. Ich blicke selbst nicht wirklich durch, ob kühlen notwendig ist oder nicht

Harald K. schrieb:

Das ist Unfug. Du hast eine Stromquelle - die, an der die Festplatten angeschlossen sind.

Wie und inwiefern lassen sich denn direkt an der HDD angeschlossen Lüfter steuern?

Peter D. schrieb:

Wieviel TB brauchst Du insgesamt, daß nicht eine HDD ausreicht?

Eine HDD reicht schon alleine nicht aus dem einfachen Grund, weil es voneinander unabhängige Verwendungen gibt. Die eben auch zu selben Zeit gemacht werden könnte.

#7672890
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Steve van de Grens schrieb:

So etwas hatte ich zuletzt um 1995 herum.

Damals hatte ich aber auch zwei der schnellsten Festplatten gekauft, die man als normaler Mensch kriegen konnte (weil ich einen an der Waffel hatte). Dazu passend einen der leistungsstärksten SATA Controller, der alleine schon mehr kostete als ein durchnittlicher PC.

Hm, das passt nicht. SATA wurde von Intel erst ab 2000 entwickelt. https://de.wikipedia.org/wiki/Serial_ATA Davor gab es ATA, und für schnellere Platten SCSI.

#7672894
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Peter schrieb:

Hm, das passt nicht.

Es hat sich schon selbst korrigiert:

Steve van de Grens schrieb:

Steve van de Grens schrieb:

Dazu passend einen der leistungsstärksten SATA Controller

Quatsch, ich meinte natürlich SCSI. Blöder Fehler.

Bahtiyar schrieb:

Eine HDD reicht schon alleine nicht aus dem einfachen Grund, weil es voneinander unabhängige Verwendungen gibt. Die eben auch zu selben Zeit gemacht werden könnte.

Solange sie nicht per USB1.1 an der FritzBox hängt, sollte das kein Problem sein.

OP #7672958
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Harald K. schrieb:

Bahtiyar schrieb:

Wie und inwiefern lassen sich denn direkt an der HDD angeschlossen Lüfter steuern?

Meinst Du, eine Lüftersteuerung weiß, woher ihre Stromversorgung kommt, und funktioniert nur, wenn das eine andere Stromquelle ist, als die, die die Festplatte versorgt?

Was soll diese Frage?

Wenn die Lüfter am BananaPi angeschlossen sind , kann ich ja programmieren, welche Temperatur an der HDD erreicht werden muss, damit die Lüfter in Betrieb genommen werden. Laufen die durchgehend, wenn die direkt an der Festplatte angeschlossen sind? Laufen die ab einer bestimmten Temperatur?

#7673018
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Bahtiyar schrieb:

Irgendwas entgeht mir doch gerade... Wie viel MBit/s bekommt ihr denn über eure Netzwerkfestplatten?

Wenn es dir um MBit/s geht: Nimm keine mechanischen Platten. Dafür sind SSDs einfach besser geeignet.

Du hast bis jetzt nur ein BananaPi erwähnt, die Anwendung kam dann irgendwann mal kleckerweise, aber völlig unspezifisch / undefiniert.

Vielleicht solltest du einfach mal dein Projekt vorstellen. Was hast du vor? Überwelche Datenraten würdest du gerne reden?

Projekte zu temperaturgesteuerten Lüftern gibt es hier im Forum haufenweise. Das hatte ich oben schon erwähnt.

#7673026
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Bahtiyar schrieb:

Wenn die Lüfter am BananaPi angeschlossen sind , kann ich ja programmieren, welche Temperatur an der HDD erreicht werden muss, damit die Lüfter in Betrieb genommen werden.

Und? Wo ist das Problem?

Auch wenn Dein BananaPi nicht an der gleichen Stromversorgung hängt wie die Lüfter, ist es nun wirklich überhaupt kein Problem, die Lüfter durch ihn ein/ausschalten zu lassen.

Im primitivsten Fall könntest Du das mit einem Relais erledigen, im besseren Fall machst Du das mit einem Mosfet, der als High-Side-Switch zwischen Stromversorgung des Lüfters und dem Lüfter hängt, den Du dann mit einem der Ausgänge Deines BananaPi ansteuerst.

Die Massen beider Stromquellen müssen natürlich miteinander verbunden werden, aber das sollte nun wirklich kein Problem darstellen.

Damit hast Du dann auch das Problem gelöst, daß die I/Os Deines BananaPi gar nicht in der Lage sind, direkt einen Lüfter mit Strom zu versorgen, weil deren Ausgangsstrom ein paar Größenordnungen zu klein ist.

Warum für so etwas triviales wie das Ein- und Ausschalten von Lüftern ein BananaPi herhalten muss, warum man überhaupt herkömmliche Festplatten meint, mit einem Lüfter kühlen zu müssen, sind andere Punkte, über die Du ja anscheinend hartnäckig nicht nachdenken willst.

OP #7673070
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Harald K. schrieb:

Auch wenn Dein BananaPi nicht an der gleichen Stromversorgung hängt wie die Lüfter, ist es nun wirklich überhaupt kein Problem, die Lüfter durch ihn ein/ausschalten zu lassen.

Im primitivsten Fall könntest Du das mit einem Relais erledigen, im besseren Fall machst Du das mit einem Mosfet, der als High-Side-Switch zwischen Stromversorgung des Lüfters und dem Lüfter hängt, den Du dann mit einem der Ausgänge Deines BananaPi ansteuerst.

Die Massen beider Stromquellen müssen natürlich miteinander verbunden werden, aber das sollte nun wirklich kein Problem darstellen.

Damit hast Du dann auch das Problem gelöst, daß die I/Os Deines BananaPi gar nicht in der Lage sind, direkt einen Lüfter mit Strom zu versorgen, weil deren Ausgangsstrom ein paar Größenordnungen zu klein ist.

Warum für so etwas triviales wie das Ein- und Ausschalten von Lüftern ein BananaPi herhalten muss, warum man überhaupt herkömmliche Festplatten meint, mit einem Lüfter kühlen zu müssen, sind andere Punkte, über die Du ja anscheinend hartnäckig nicht nachdenken willst.

Danke dein Vorschlag mit dem Mosfet sagt mir sehr zu. Wenn es obsolet ist, seine HDD zu kühlen. Dann verzichte ich aber drauf. Ich könnte nunmal in Erfahrung bringen, dass das Kühlen die Lebensdauer erhöht. Aber wenn dem so nicht, dann kann ich mir ja die ganze Arbeit sparen. Der BananaPi muss nicht nur dafür herhalten, er hat auch andere Aufgaben...

Gast #7673078
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Bahtiyar schrieb:

Irgendwie wird da überall etwas anderes behauptet. Ich blicke selbst nicht wirklich durch, ob kühlen notwendig ist oder nicht

Wenn du sie anfassen kannst, ohne dass es weh tut, dann sind sie nicht zu heiß.

Bahtiyar schrieb:

Wie und inwiefern lassen sich denn direkt an der HDD angeschlossen Lüfter steuern?

Da bieten sich Lüfter an, die ihre Drehzahl selbst regeln. Dazu haben sie einen Temperaturfühler entweder im Luftstrom oder über in Stückchen Kabel abgesetzt.

Gast #7673080
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Bahtiyar schrieb:

Eine HDD reicht schon alleine nicht aus dem einfachen Grund, weil es voneinander unabhängige Verwendungen gibt. Die eben auch zu selben Zeit gemacht werden könnte.

Peter D. schrieb:

Darum kümmert sich doch das OS. Ich kann z.B. 4 VLC-Player öffnen und 4 Filme von einem Datenträger gleichzeitig abspielen.

Je nach Anwendung kann die Performance durch viele Kopf-Bewegungen drastisch in den Keller gehen. Beim Laden/Speichern von komprimierten Videos sehe ich allerdings kein Problem. Früher in den 90er Jahren war das anders, deswegen hatte ich diese zwei "Düsentribwerke" damals gekauft.

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#7673088
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Bahtiyar schrieb:

Danke dein Vorschlag mit dem Mosfet sagt mir sehr zu. Wenn es obsolet ist, seine HDD zu kühlen. Dann verzichte ich aber drauf. Ich könnte nunmal in Erfahrung bringen, dass das Kühlen die Lebensdauer erhöht.

Würde die permanent auf Höchstleistung in warmer Umgebung laufen, würde eine Kühlung sicherlich die Lebensdauer pos. beeinflussen. Aber wenn die nur gelegentlich dahingegehend gestresst wird, in normal temperierter Umgebungsluft agieren kann, und nicht gerade warm eingepackt ist (ein normales USB-Plattengehäuse ist da noch keine warme Einpackung), bringt eine Extra-Kühlung eher gar nix.

Gast #7673097
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Bahtiyar schrieb:

Laufen die (Lüfter) durchgehend, wenn die direkt an der Festplatte angeschlossen sind? Laufen die ab einer bestimmten Temperatur?

Mir ist es ziemlich unangenehm, wenn ein Lüfter wiederholt an und aus geht (je nach Temperatur). Man gewöhnt sich nicht an das Geräusch. Besser ist ein ständig laufender Lüfter, der seine Drehzahl nach Bedarf regelt. Im Idealfall läuft er ruhig und gleichmäßig. Daran gewöhnt man sich, so dass man es irgendwann nicht mehr bewusst wahrnimmt.

Die mir gekannten selbst-regelnden Lüfter gehen nie ganz aus.

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