PWM Lüftersteuerung

  • Hallo Zusammen,


    ich habe einen Pi 4B zum Geburtstag geschenkt bekommen und beschäftige mich nun seitdem damit.


    Momentan steht der Pi noch im Wohnzimmer, weshalb ich den Lüfter in Abhängigkeit von der Last schalten möchte, damit das Geräusch nicht permanent präsent ist. Da dieses Thema immer wieder aufkommt, habe ich verschiedenstes Beiträge und Foren durchforstet und mich schlussendlich dafür entschieden dieser Anleitung zu folgen (https://www.raspberry-buy.de/T…lung_am_Raspberry_Pi.html).


    Da ich mir in Sachen Elektrotechnik leider absolut nicht sicher bin, wollte ich das ganze erstmal auf einer Steckplatine aufbauen.




    Ich habe einen 10kOhm Widerstand und einen NPN (B547C) Transistor verbaut. Wie beschrieben habe ich zum testen den grünen Jumper auf Pin 1 bzw. 17 gelegt und siehe da, der Lüfter dreht nicht.


    Bei dem Lüfter handelt es sich um einen Lüfter aus dem Ninkbox Set von Amazon mit 5V und 0,2A (Spezifikation auf Nachfrage beim Verkäufer).


    Vielleicht kann mir jemand den Fehler in meiner Schaltung erklären, das wäre super!


    Vielen Dank im Voraus und beste Grüße,


    Ole

  • Dein Transistor ist falschrum angeschlossen. Du musst von 5 V auf den Lüfter (rotes Kabel), vom Lüfter (schwarzes Kabel) zum Collector (linker Anschluss des Transistors, wenn du auf die flache Seite schaust und die Beinchen nach unten gehen) und vom Emitter (rechter Anschluss) zu GND gehen.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

    • Official Post

    Wenn ich das richtig sehe, dann ist Du bei dem NPN den Emitter mit dem Kollektor vertauscht. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm


    Bei der Hitze kann ich allerdings kaum klar denken, sieh deshalb besser selber nochmals genauer nach!



    //Edit: Da war ich knapp zu spät, aber wenigstens nicht falsch.

  • Hallo,


    vielen Dank für die schnelle Hilfe! Dass der Transistor Falschrum angeschlossen ist, hätte ich auch selber erkennen müssen. :/


    Ich habe die Schaltung nun wie folgt geändert.



    Sobald der Pi angeschaltet wird, zuckt der Ventilator kurz, das war's allerdings auch schon. Kann es sein, dass der Widerstand zu groß gewählt wurde?


    Gruß,


    Ole

  • Der Widerstand sollte für den Transistor halbwegs passen: 2,7V / 10000 Ohm = 0,00027A => 270uA Basistrom. Der Transistor hat einen Verstärkungsfaktor von typisch 600. Rechnen wir mal mit 500, für etwas Reserve. Somit wäre der Schaltbare Kollektorstrom : 27uA * 500 = 135000uA => 0,135A.

    Die 2,7V ergeben sich aus den 3,3V des GPIO minus 0,6V Basis/Emitterspannung des Transistors.


    Allerdings ist alles ziemlich knapp bzw. unterdimensioniert: Der Transistor kann dauerhaft max. 100mA schalten. Der Basisstrom sollte im Schaltbetrieb um den Faktor 10 höher sein als "notwendig" (1KOhm). Aber zumindest drehen sollte sich der Lüfter (für einige Zeit), wenn Du den GPIO auf High (=3,3V) schaltest. Der Transistor könnte aber auch beim Betrieb sterben, da ja der Lüfter mehr Strom zieht als der Transistor (dauerhaft) verträgt.

    Bitte achte darauf: Der Vorwiderstand sollte nicht unter 1K gewählt werden, da sonst der Strom für den GPIO zu hoch ist!

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

  • Der BC547C kann etwas mehr als 100 mA, aber für einen 200 mA 5V Lüfter grenzwertig bis garnicht geeignet. (Kühlkörper erforderlich)

    Bevor ich einen Halbleiter verwende, schaue ich immer in sein Datenblatt.


    Und in dem Fall könnte der Halbleiter durch die Verwendung der falschen Anschlüsse auch schon zerstört worden sein.



    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Danke für die Rechnung dahinter, das hilft mir das Ganze besser zu verstehen. :thumbup:


    Gemäß der Rechnung würden am Kollektor ja 0,135A rauskommen, der Lüfter ja aber 0,2A benötigen. Das würde eventuell die viertel Drehung erklären die er schafft.


    Leider tue ich mich noch etwas schwer mit dem lesen der Datenblätter. Wenn ich nun den BC547C durch den 2N3904 (Hfe 300 & Ic 200mA) tausche und den Widerstand von 10kOhm auf 4kOhm reduziere, müsste ich ja sowohl die 0,2A für den Lüfter erhalten, als auch die Dauerlast von 0,2A einhalten, oder?


    Ich hatte gleich ein paar mehr Widerstände und Transistoren gekauft, kosten ja nix und ich hab mir schon fast gedacht, dass der ein oder andere dran glauben muss.


    Generell möchte ich das Thema "zu Fuß" erledigen, um die Logik zu verstehen. Allerdings scheint es auch schon fertige hardware Lösungen dafür zu geben, taugen die generell etwas, oder sollte man da lieber die Finger von lassen?

  • Beim Anlaufen braucht ein DC "Bürsten" Motor wesentlich mehr Strom.


    Ein Transistor brennt bei Überlastung durch, ein MOSFET nicht.


    Du solltest keine "Kleinsignal"-Transistoren verwenden, auch der 2N3904 ist mit max. 200 mA beschränkt.


    Möglicherweise ist ein ULN2003 / 2803 - Transistorarray das was Du suchst. Hat eine max. Belastung von 500 mA/Kanal, und Du kannst auch 2 Kanäle zusammenschliessen. Für weitere Basteleien hast Du noch weitere Treiberstufen frei.



    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Der Lüfter ist wohl schon gekauft, wenn ich das richtig rauslese.


    Aber ansonsten noch ein anderer Weg für die Zukunft, falls du mal wieder die Anforderung hast, ist ein PWM Lüfter.

    Da kannst du dann die Geschwindigkeit des Lüfters in Abhängigkeit der Temperatur regeln und hast ebenfalls eine geringere Lärmbelastung. Jedoch nicht nur Ein/Aus.


    Für Anregungen hierzu, siehe hier

  • Beim Anlaufen braucht ein DC "Bürsten" Motor wesentlich mehr Strom.

    Ah okay, gibt es eine Möglichkeit diesen anfänglichen Mehrbedarf zu berechnen?

    Möglicherweise ist ein ULN2003 / 2803 - Transistorarray das was Du suchst. Hat eine max. Belastung von 500 mA/Kanal, und Du kannst auch 2 Kanäle zusammenschliessen. Für weitere Basteleien hast Du noch weitere Treiberstufen frei.

    Ich habe mir mal ein paar Informationen bezüglich eines ULN2003 durchgelesen und verstehe das Prinzip denke ich. Allerdings wüste ich nicht, wie ich einen korrekten Schaltkreis drum herum aufbauen müsste. Außerdem würde das Ganze ja nachher auf eine Platin gebracht werden müssen, damit es sauber verarbeitet ist und dauerhaft eingesetzt werde kann, oder?

    Der Lüfter ist wohl schon gekauft, wenn ich das richtig rauslese.

    Ja genau, habe so ein komplett Set geschenkt bekommen.

  • Guten Morgen,


    vielen Dank erstmal. Ich glaube RTFM hat Recht, ich werde mich erstmal mit den Grundlagen beschäftigen anstatt das Pferd von hinten aufzuzäumen.


    Momentan läuft mein Pi nur über die passive Kühlung, was vorerst auch ausreichend sein wird denke ich.


    Guten Start in die Woche!