Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lüftersteuerung im PC


von Knut (Gast)


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Moin,

ich habe mir gerade ein PC-System aufgebaut. Jetzt möchte ich die 
Geäuse-Lüfter nur dann einschalten, wenn es nötig ist 
(Lärmunterdrückung).

Das Gehäuse ansich bietet bereits die Möglichkeit, einen Lüfter der in 
der Front eingaubt ist per Drehknopf zu regeln. Ich würde auf der 
Rückseite aber auch gern noch einen Lüfter installieren.

Ich dachte mir mit einem µC irgendwie Rückschluss auf die Temperatur im 
inneren zu schließen und je nach bedarf die (beiden) Lüfter zu regeln 
und mit roten und blauen LEDs die Temperatur optisch sichtbar zu machen.

Is natürlich Spielkram, ganz klar.

Erste Option wäre, die Innentemperatur direkt zu messen. Man könte aber 
auch die Lüfterdrehzahl des CPU Lüfters abgreifen und dem proportional 
die anderen Lüfter steuern.

Was meint ihr?


Bitte keine "Das gibts fertig..." Antworten.




Gruß
Knut

von Sven H. (dsb_sven)


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Die Lüfterdrehzahl könntest du entweder über eines der drei Drähte, die 
zum Lüfter gehen, abgreifen, oder mit ner Lichtschranke selber 
feststellen.

Einen weiteren Lüfter zu steuern, mit Hilfe eines µCs ist recht einfach. 
Du bekommst viele verschiedene µCs mit PWM Ausgängen, die sowas 
(normalerweise noch mit minimaler externer Beschaltung, da der 
Controller meist nicht genügend Strom liefern kann) ansteuern können.

Wenn du die Temperatur messen willst, nimmst du entweder nen 
temperaturabhängigen Widerstand (NTC / PTC) oder irgendeinen anderen 
Temperaturfühler.

Oder, jetzt kommts, du Simulierst mit dem µC einen Lüfter, den du aufs 
Mainboard steckst. Also, du wertest die Ansteuerung durch das MB aus 
(die haben ja meist so was schon fertig drin ;-) ) und simulierst fürs 
Mainboard einen laufenden Lüfter. Und aus den Informationen, die du aus 
dem Steuersignal vom MB bekommst, berechnest du dir die Ansteuerung für 
deine eigenen Lüfter...

von Knut (Gast)


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Sven H. schrieb:
> Einen weiteren Lüfter zu steuern, mit Hilfe eines µCs ist recht einfach.

Jo, µC is kein Problem, ich suche nur nach Anregungen für das "wie".

Sven H. schrieb:
> Also, du wertest die Ansteuerung durch das MB aus
> (die haben ja meist so was schon fertig drin ;-) ) und simulierst fürs
> Mainboard einen laufenden Lüfter.

Is halt die Frage ob der Standart Gehäuselüfter geregelt ist, glaube 
eher nicht?!

von M. M. (miszou)


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Hi

wenn es auch ohne Mikrocontroller sein darf, gibt es hier einige 
Anregungen.

http://www.modding-faq.de/index.php?artid=2000

Gruß MISZOU

von Marcus B. (raketenfred)


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Hi

dein Vorhaben klingt sehr stark nach einer einfachen Bascom-Lösung:

du schnappst dir einen Atmega 32- der hat genug, kann genug etc.

Dann baust du einen Spannungsteiler mit Temperaturwiderständen 
*NTC/PTC* .
Die Spannung des Teilers liest du mit Hilfe des ADC ein, berechnest 
die Temperatur(Formel steht bei WIkipedia oder so) und musst dann selber 
dir stricken wie die Temperatur zur Drehzahl abhängt. Wenn du dann weißt 
wie flott die Drehzahl sein soll(Prozentual zum Maximum) dann nimmst du 
einen PWM -Ausgang, an den du den Motor wie ein Relais dran 
hängst(Transistor+Vorwiderstand, Dioden sollte auch nicht schaden).

Dann solltest du ein gutes Grundgerüst dafür haben.

Die dicken Begriffe eignen sich gut zum Suchen und einlesen ins Thema

gute Seiten dafür:
mikrocontroller.net
http://www.rn-wissen.de/ (Bascom lastig, recht einfach aber verständlich 
beschrieben)

von Udo S. (urschmitt)


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Du solltest bedenken, daß eine ganze Reihe von Bauteilen auf dem 
Motherboard auf gute Kühlung angewiesen sind. Wenn du jetzt an einem 
beliebigen Punkt die Temperatur misst, sagt das recht wenig über die 
Temperatur irgendwo an einer anderen Stelle aus (vor allem 
Spannungswandler und Chipsatz auf dem Mainboard.
Vor allem ein Messen nur der CPU Temperatur ist völlig ungenügend.
Es ist daher ein gutes Design, wenn man zumindest einen großen Lüfter 
mit Minimaldrehzahl die Luft nach hinten absaugen lässt oder wahlweise 
von der Seite (je nach Gehäuse) direkt auf das Mainboard blasen lässt. 
Dazu eignen sich etwas hochwertigere Lüfter mit 10, 12 oder 14cm 
Durchmesser.
Ich empfehle dir die Bauvorschläge für flüsterleise PCs der c't 
durchzulesen.
Die Gehäuselüftung komplett abzuschalten ist meines Erachtens absolut 
nicht zu empfehlen.

von Knut (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Die Gehäuselüftung komplett abzuschalten ist meines Erachtens absolut
> nicht zu empfehlen.

Ja, danke für den Hinweis. Also den µC Kram + Hardware is alles kein 
Problem. man kann ja auch anstelle von ganz ausschalten nur so langsam 
vor sich hin seuseln lassen.

Udo Schmitt schrieb:
> enn du jetzt an einem
> beliebigen Punkt die Temperatur misst, sagt das recht wenig über die
> Temperatur irgendwo an einer anderen Stelle aus (vor allem
> Spannungswandler und Chipsatz auf dem Mainboard.

Ja, deswegen bin auch eher abgeneigt davon.


Oder, eine weitere Möglichkeit wäre, den Front Lüfter über den 
Drehregler zu regeln, wie bereits vorgesehen, und den hinteren Lüfter im 
Gehäuse nur dann zuzuschalten wenn die Raumtemperatur im Gehäuse zu groß 
wird. Der hintere Lüfter saugt dann die Wärme aus dem Gehäuse, wärend 
der Frontlüfter immer kontinuierlich Frischluft liefert.

M. M. schrieb:
> wenn es auch ohne Mikrocontroller sein darf

Um Himmels Willen ;-)

Marcus B. schrieb:
> du schnappst dir einen Atmega 32

Ich dachte für sowas simples eher an einen Tiny mit 8k Flash, reicht 
locker aus!



Gruß
Knut

von Lehrmann M. (ubimbo)


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Knut schrieb:
> Ja, danke für den Hinweis. Also den µC Kram + Hardware is alles kein
> Problem.

Das denken viele. Danach posten sie hier monatelang Frage und 
Fehlerbeschreibungen. Überschätz dich da mal nicht. Bascom ist im 
Gegensatz zu Hochsprachen wie C zwar rel. einfach aber man muss trotzdem 
den Mikrocontroller verstehen. Und das lernt man nicht innerhalb von ein 
paar Stunden. Ich empfehle dir zuerst mal ein paar LEDs zu nehmen und 
die mit dem Mikrocontroller deiner Wahl anzusteueren. Nur blinken 
lassen. Danach kannst du anfangen dich damit zu beschäftigen wie man 
Signale einliest. Dazu brauchst du mit Sicherheit ext. Interrupts und 
einen Timer.

Sven H. schrieb:
> Die Lüfterdrehzahl könntest du entweder über eines der drei Drähte, die
> zum Lüfter gehen, abgreifen, oder mit ner Lichtschranke selber
> feststellen.

Die Lüfter haben ein Drehzahlsignal. Die Lichschrankenidee ist absoluter 
Müll.

Knut schrieb:
> man kann ja auch anstelle von ganz ausschalten nur so langsam
> vor sich hin seuseln lassen.

Dann würde ich mich mit PWM beschäftigen. Da wirst du sehr schnell 
merken, in welchem Rahmen du die Drehzahl regeln kannst, was 
Minimaldrehzahlen sind und was für PWM-Frequenzen sich eignen. Ich kenne 
einen Kollegen der hat seine Bachelorarbeit über Lüfter (insbesondere 
solche PC Lüfter) und deren Regelung geschrieben. 80 Seiten nur über 
dieses Thema und die abertausende Probleme die dabei auftreten. Ich 
schau mal vll. find ich die Arbeit noch. Nicht unkritisch ...

von Knut (Gast)


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Lehrmann Michael schrieb:
> Überschätz dich da mal nicht. Bascom ist im
> Gegensatz zu Hochsprachen wie C zwar rel. einfach aber man muss trotzdem
> den Mikrocontroller verstehen.

Ich finds echt geil, ich habe mit keiner Silbe auch nur angedeutet das 
ich mit µC (AVR) und C (gut, hab ich nicht erwähnt) Probleme haben 
werde.
Nein, da heißt es gleich wieder:

Lehrmann Michael schrieb:
> Das denken viele. Danach posten sie hier monatelang Frage und
> Fehlerbeschreibungen. Überschätz dich da mal nicht.

Echt cool, du weißt doch gar nicht was ich kann und was nicht.
Wenn ich einen Frequenzumrichter programmieren kann (XMega+C) werde ich 
garantiert auch n Lüfter mit zwei LEDs wohl grad noch schaffen.

Damit sollte die Fachliche Kompetenz in Sachen durchführung geklärt 
sein, ok?
Ich will hier auch keine Lösungen, sondern Anregung zur Sache.


Gut, noch jemand irgendwelche Anregungen um die Lüfter nur wenn nötig 
laufen zu lassen?


Knut

von Michael_ (Gast)


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Warum wieder so kompliziert?
Auf den Hauptplatinen gibt es einen oder mehrere Anschlüsse für 
zusätzliche geregelte Lüfter.
Dazu gibt es Programme wie SpeedFan, wo man die Drehzahlen der Lüfter 
einzeln regeln und die Temperaturen anzeigen kann. Ich habe das auf 
einem Laptop, geht prima.

von Knut (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Auf den Hauptplatinen gibt es einen oder mehrere Anschlüsse für
> zusätzliche geregelte Lüfter.

Ich habe nur einen Anschluss. Ich möchte das aber in Hardware mit ner 
LED-Anzeige machen.

Michael_ schrieb:
> Warum wieder so kompliziert?
Knut schrieb:
> Bitte keine "Das gibts fertig..." Antworten.



Knut

von Michael N. (garril)


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Also ich würde auch zu einem NTC/PTC greifen (sollte halt im richtigen 
Bereich möglichst genau sein).
Lüfter würde ich an sich nie ausschalten sondern immer so auf 
Minimaldrehzahl (musste halt mal mit PWM testen, so dass man ihn auch 
nicht hört) laufen lassen (dann dreht der Lüfter nicht plötzlich voll 
hoch und der Durchsatz langt vielleicht schon).
Des Weiteren einen möglichst großen Lüfter benutzen, der schafft mehr 
bei geringerer Drehzahl als ein kleiner (-->leiser)

Technisch würde ich sagen, den Temperaturfühler per ADC auslesen und den 
Lüfter per PWM steuern.
Zu den LEDs:
Ich würde nur eine RGB-LED verwenden.
Je nach Temperatur kannst du dann beispielsweise die Farbe von blau 
(kühl) zu rot (warm) langsam ändern.
Wenn du möchtest machte noch nen Schalter hin, mit dem du das ganze 
Stromlos machen kannst (Dann leuchtet die LED grün). Das wäre dann der 
Video-guck-Betrieb ;)
Bevor es das rauchen anfängt aber wieder einschalten^^ Lass das mit dem 
Schalter lieber weg...
Bei der RGB eine ganz billige nicht so helle nehmen sonst bekommste 
Augenkrebs vom reingucken (oder auch per PWM runterregeln)

edit: Das hier ist ganz interessant:
Beitrag "Temperaturmessung mit NTC"

Ps: Wenn die Steuerung fertig ist, will ich se mal sehen :) Habe mir 
auch schon mehrmals überlegt so eine zu bauen

von Konrad S. (maybee)


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Der ATtiny25/45/85 hat schon einen Temperatursensor eingebaut. Ein Pin 
für PWM, ein Pin für Drehzahl. GND, VCC und Reset übriglassen. Bleiben 
noch drei Pins für die Lichtorgel. Zusammen mit einem 4-Pin-Lüfter 
(haben leider fast alle eine Mindestdrehzahl) braucht es nichtmal 
zusätzliche Elektronik.

von Der andere Chris (Gast)


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PWM ist bei den meisten aktuellen PC-Lüftern eine ziemlich blöde Idee. 
Es gibt hier auch schon etliche Threads mit allen erdenklichen Details 
dazu.

von sBronco (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hab sowas grad in der mache,
Touch GLCD, 6 Regelkanäle mit PWM2Spannung, Drehzahlüberwachung, USB, 
etc., etc., das ganze mit einem Mega128 und als Sensoren kommen DS18S20 
zum Einsatz.
Ist bereits das zweite derartige Teil, das erste ist in meinem Rechner 
verbaut, neu dazu kommt jetzt noch die Drehzahlüberwachung, ein 
Piezo-Buzzer und der FT232 für USB.
Bin im Moment am schreiben einer Routine, die die Minimale 
Anlaufdrehzahl der Lüfter je Kanal ermittelt, das soll zwar leise sein, 
die Lüfter aber trotzdem garantiert anlaufen, egal ob 230er oder 120er 
Lüfter.

von Marcus B. (raketenfred)


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Hi

konnte deinen Wissenstand nich genau einschätzen, bin davon ausgegangen, 
dass du Anfänger bist- wenn due weißt was du tust, dann natürlich einen 
der genau passt- der Atmega war einfach nur ins Blaue hinein mit den 
Standardmitteln geschossen.

von Konrad S. (maybee)


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Der andere Chris schrieb:
> PWM ist bei den meisten aktuellen PC-Lüftern eine ziemlich blöde Idee.
> Es gibt hier auch schon etliche Threads mit allen erdenklichen Details
> dazu.

Ja, und es wird eine Menge durcheinander geworfen. So ist zu lesen, dass 
die Drehzahlmessung bei einem PWM-Lüfter problematisch wäre. Dem ist 
aber nicht so.

Man muss nur sehen, dass "PWM-Lüfter" einen Lüfter meint, der einen 
4-Pin-Anschluß hat und im PC-Bereich üblicherweise als CPU-Kühler 
eingesetzt wird. So ein Lüfter wird permanent mit 12V versorgt. Sein 
Tacho-Anschluß ist ein Open-Collector, den man einfach an einen Eingang 
mit aktivierten Pull-Up des AVR legt. Das Tacho-Signal liefert zwei 
Impulse pro Umdrehung. Den PWM-Eingang des Lüfters legt man einfach an 
den PWM-Ausgang des AVR. Einfacher geht es doch wohl gar nicht mehr.

Damit wird gern ein 3-Pin-Lüfter mit Tacho-Signal verwechselt, der seine 
Versorgungsspannung über eine PWM-Ansteuerung gepulst erhält. Dass hier 
die Ermittlung der Drehzahl nicht ganz so trivial ist, ist 
nachvollziehbar, da das Tacho-Signal hierbei natürlich auch mit der 
Versorgungsspannung gepulst wird.

Das größte Problem sehe ich in der Nicht-Verfügbarkeit von Datenblättern 
für die leicht erhältlichen Lüfter. Es scheint kaum 4-Pin-PWM-Lüfter zu 
geben, die sich von Stillstand bis Maximaldrehzahl regeln lassen. In der 
Klasse der 12-cm-Lüfter ist oft 300 UPM die minimal erreichbare 
Drehzahl.

von sBronco (Gast)


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die 3 Pin Lüfter werden nicht direkt mit der PWM gepulst, sondern über 
einen LowPass >> Op >> FET mit Spannung versorgt, wenn man das richtig 
dimensioniert, wird der Lüfter ständig versorgt, nicht gepulst, da 
klappt dann auch die Auswertung des Tachosignals.
Ich werte damit einen Lüfter aus, der bei 3.2V schlappe 200 Umin bringt.


für die 4 Pin Lüfter gibt es ein Datenblatt von Intel.
Da steht dann zB. drin:

PWM Frequenz 21- 28KHz
Minimum Fanspeed = 30%

von MaWin (Gast)


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> Jetzt möchte ich die Geäuse-Lüfter nur dann einschalten,
> wenn es nötig ist

Vernünftig, bloss wann ist es nötig ?

> Erste Option wäre, die Innentemperatur direkt zu messen.

Nicht völlig abwegig.

Du hast das Problem, daß elektronische Bauelemente mit steigender 
Temperatur weniger lange leben.

Man könnte sagen: Es ist dann nötig, wenn einzelne Bauelemente so warm 
werden, daß ihre erwartete Lebensdauer unter 10 Jahre sinkt.

Dann musst du Rechner schon gleich nach dem Einschalten kühlen, denn so 
lange Dauerbetrieb halten die wenigsten Rechner durch, zuerst fallen 
meistens die unsäglichen Lüfter aus. Dann gibt es einige bei denen Elkos 
ausfallen. Und ein Netzteil, welches ganz ohne Kühlung bleibt, geht 
vielleicht schon nach 1 Stunde kaputt. CPUs throtteln neuerdings wenn 
sie überhitzen, aber trotzdem sollte so was natürlich nicht passieren.

Man müsste also mehrere (alle) Bauteile messen und wenn das erste eine 
kritische Temperatur erreicht, den Lüfter einschalten, der dieses 
Bauteil kühlt.

Es ist jedoch schwierig, die kritischen Bauteile zu erkennen. Im 
Netzteil sind viele, um die CPU sind einige, die Graphikkarte hat 
welche, und wenn man mit der Thermographikamera reinguckt, findet man 
vielleicht irgendeinen blöden Widerstand zwischen 2 Anschlüssen, der 
sehr heiss wird.

Du kannst also immer nur auf Gut Glück kühlen.

Die Gehäusetemperatur für den Gehäuselüfter ist keine blöde Idee, 
allerdings würde ich versuchen, mit nur einem Lüfter auszukommen, der 
CPU, Netzteil und das Gehäuse kühlt, dafür braucht man ein 
Luftströmungskonzept, und diesen Lüfter überwachen, falls er kaputt 
geht.

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