Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lüfter mit Transistor schalten


von Pi Neuling (Gast)


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Hallo,
Ich bin neu beim Arbeiten mit einem Raspberry Pi. Ich möchte einen 
Lüfter schalten der 3.3V max 200mA hat. Um zu schalten wollte ich einen 
Transistor nehmen sie Skizze....wie groß muss ich RB bzw. RC wählen und 
welchen Transistor ist zu empfehlen der das schalten kann ohne dabei 
kaputt zugehen. Der Innenwiderstand DC vom Lüfter beträgt 200Ohm.

Danke für die Hilfe.

: Verschoben durch Moderator
von HildeK (Gast)


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Da, wo RC ist, muss der Lüfter hin.
Aber 3.3V, 200 Ohm und 200mA passen nicht zusammen.

von Pi Neuling (Gast)


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Messen zu ich mitm Multimeter 24mOhm Kann dass sein?

von Pi Neuling (Gast)


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Also mega Ohm...

Aber ich muss doch mit RC einen Spannungsteiler machen damit ich von 5V 
auf 3.3V runter komme?

von Pi Neuling (Gast)


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Als Vorwiderstand bekomme ich 8,5Ohm raus stimmt das?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die Skizze sieht aus wie eine Strichmännchen-Bombe, bei der man
nicht weiß ob man den roten oder den blauen Draht durchschneiden soll.

von HildeK (Gast)


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Pi Neuling schrieb:
> Aber ich muss doch mit RC einen Spannungsteiler machen damit ich von 5V
> auf 3.3V runter komme?

Das geht auch mit einem Vorwiderstand für den Lüfter.
Und ich glaube nicht, dass du ein Messgerät hast, das 24 Milliohm oder 
auch 24 Megaohm messen kann ...
Und wenn du als nächstes nach dem Vorwiderstand fragen möchtest: dann 
miss vorher mal den Strom des Lüfters, wenn du ihn direkt an 3.3V laufen 
lässt.
Lüfter haben auch einen Typ und ein Datenblatt, auch das solltest du 
nennen.
Sonst sind deine Fragen nicht zu beantworten ...

von Pi Neuling (Gast)


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Typ vom Lüfter ist 3510  un da steht 5V 0.23A und ich möchte ihn mit 
3.3V betreiben

von Michael M. (michaelm)


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Pi Neuling schrieb:
> Danke für die Hilfe.

Hilfe zur Selbsthilfe: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor

Und Schaltplan zeichnen übst du bitte auch, versprochen?

von HildeK (Gast)


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(5V-3.3V)/0.23A≈7.5 Ohm, evtl. 6.8 Ohm, 0.5W.
Transistor BC337-40, Basiswiderstand 1 kOhm.

Statt des 7.5 Ohm-Widerstandes kannst du auch zwei Dioden 1N400x in 
Reihe nehmen. Das ist vermutlich besser. Gibt halt 3.5V statt 3.3V.

Michael M. schrieb:
> Und Schaltplan zeichnen übst du bitte auch, versprochen?

Immerhin war zu erkennen, dass er Fehler hatte.
Und es gab überhaupt einen ...

von Dietrich L. (dietrichl)


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Pi Neuling schrieb:
> Typ vom Lüfter ist 3510  un da steht 5V 0.23A und ich möchte ihn mit
> 3.3V betreiben

Wenn du einen 5V-Lüfter mit 3,3V betreibst läuft er langsamer. Ein 
Widerstand in Reihe mit den Lüfter würde die Spannung noch kleiner 
machen.

Pi Neuling schrieb:
> Aber ich muss doch mit RC einen Spannungsteiler machen damit ich von 5V
> auf 3.3V runter komme?

Das passt alles irgendwie nicht zusammen...

von HildeK (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Das passt alles irgendwie nicht zusammen...

Doch, schon. Er will einen 5V Lüfter mit 3.3V laufen lassen, hat aber 
wohl nur eine USB-Spannung. Ziel ist es wohl, dass er langsamer läuft...

von Manfred (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Wenn du einen 5V-Lüfter mit 3,3V betreibst läuft er langsamer.

... und vielleicht nicht mehr zuverlässig an.

von batman (Gast)


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Pi Neuling schrieb:
> Aber ich muss doch mit RC einen Spannungsteiler machen damit ich von 5V
> auf 3.3V runter komme?

Regel die Drehzahl doch über PWM. Spart den Widerstand und bringt mehr 
Flexibilität. Würde aber evt. eine Freilaufdiode zum Lüfter setzen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Er will einen 5V Lüfter mit 3.3V laufen lassen,
> hat aber wohl nur eine USB-Spannung.

Zwei 1N400x in Reihe zum Lüfter. Ergebnis davon: Der Lüfter bekommt nur 
noch 3,8V wegen den 2x 0,6V Flußspannung der Dioden. Sind nicht ganz 
3,3V (mit drei Dioden käme man auf 3,2V) aber die Frage ist dann 
wirklich wann der noch zuverlässig anläuft.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Zwei 1N400x in Reihe zum Lüfter. Ergebnis davon: Der Lüfter bekommt nur
> noch 3,8V wegen den 2x 0,6V Flußspannung der Dioden.

Bei >200mA würden es wohl mehr als 0.6V pro Diode sein und da er den 
Lüfter offenbar ein- und ausschalten will, kommen noch 100-300mV vom 
Transistor dazu. Dann passt das schon mit zwei Dioden; das hatte ich ja 
oben schon vorgeschlagen.

> die Frage ist dann wirklich wann der noch zuverlässig anläuft.
Das merkt er schnell und wir werden es dann auch mitbekommen ?.

von MaWin (Gast)


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Pi Neuling schrieb:
> der 3.3V max 200mA hat

Sehr ungewöhnlich.

Schaust du noch mal auf den Lüfter, ein Bild vom Etikett, eine 
Typennummer oder so.

Dein rPi liefert zwar nur 3.3V an den Ausgängen (und keine 200mA sondern 
eher 5mA), wird aber mit 5V an USB versorgt

Dein Lüfter bekäme also auch 5V ab. Wenn es wirklich ein 3.3V Lüfter 
sein sollte, ist das etwa viel.

Ein Transistor, der nur 5mA Basisstrom bekommen kann, hat auch 
Schwierigkeiten, die 200mA zu schalten. Es muss ein Transistor mit hoher 
Stromverstärkung sein, wie ZTX1047A.


Damit du dem rPi nicht mehr als 5mA aus dem GPIO entnimmst, muss vor die 
Basis ein Widerstand von 510 Ohm oder 560 Ohm oder 470 Ohm.

Wenn der Lüfter wirklich nur 3.3V verträgt, ist der Vorschlang, in Reihe 
vom Lüfter 2 Dioden a la 1N4001 (oder 1N4150 oder 1N4004 oder S1A oder 
BA157 oder ...) zu schalten eine gute Idee, und die Freilaufiode nicht 
vergessen.
1
+5V--|>|--|>|--+
2
 |   1N4001    |
3
 |           Lüfter
4
 |   1N4001    |
5
 +-----|<|-----+
6
               |
7
GPIO--510Ohm--|< ZTX1047A high gain Transistor
8
               |E
9
             Masse

von Manfred (Gast)


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HildeK schrieb:
>> Zwei 1N400x in Reihe zum Lüfter. Ergebnis davon: Der Lüfter bekommt nur
>> noch 3,8V wegen den 2x 0,6V Flußspannung der Dioden.
>
> Bei >200mA würden es wohl mehr als 0.6V pro Diode sein

Würde hätte könnte dürfte ... sowas nehme ich gerne zum Anlass, mal das 
Meßgerät anzuklemmen.

Fix zur Hand sind 1N4004, 1N4005 und EM513 älterer Bauart (NOS):
Schon bei 20mA habe ich knapp 700mV, bei 200mA sogar 800mV.

Passt obenherum gut zur Kurve im Datenblatt, berücksichtigt natürlich 
weder Erwärmung noch Serienstreuung!

MaWin schrieb:
> Sehr ungewöhnlich.
> Schaust du noch mal auf den Lüfter,
Pi Neuling schrieb:
> Typ vom Lüfter ist 3510  un da steht 5V 0.23A

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Wenns wirklich nur um Schalten geht könnte man auch einen 3,3V logic 
level FET nehmen. Den kann man quasi leistungslos ansteuern und braucht 
das ganze Geraffel mit dem Basisstrom nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Ben B. schrieb:
> und braucht das ganze Geraffel mit dem Basisstrom nicht.

Dafür muss man sich mit diversen Spannungen auseinandersetzen und zum 
Beispiel merken, dass noch lange nicht jeder Logic-Level MOSFET geeignet 
ist. Einfach wird das nicht.

Wie dem auch sei, beide Varianten habe ich in keinem Buch erklärt. Auch 
wie man die Widerstände auslegt: 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf
Kapitel 2.2 und 3.4

von HildeK (Gast)


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Manfred schrieb:
> Würde hätte könnte dürfte ... sowas nehme ich gerne zum Anlass, mal das
> Meßgerät anzuklemmen.

Ich nehme halt den Bauch und lag doch gar nicht so falsch ?.

Außerdem ist das an der Stelle völlig unkritisch und am Transistor 
bleibt auch noch was hängen.
Kritisch ist höchstens, dass er nicht anläuft. Sollte das der Fall sein, 
kann er den beiden Dioden noch eine Parallelschaltung aus hochohmigem R 
und einem etwas fetteren Elko hinzufügen und der Lüfter bekommt beim 
Einschalten einen kräftigeren Schubs.
Und in der Anwendung sind auch die -2mV/K durch Erwärmung egal - eher 
gut: der Lüfter läuft, wenn es warm wird, einen Deut schneller (100mV 
mehr bei um 50K steigender Temperatur).

Ben B. schrieb:
> Wenns wirklich nur um Schalten geht könnte man auch einen 3,3V logic
> level FET nehmen. Den kann man quasi leistungslos ansteuern und braucht
> das ganze Geraffel mit dem Basisstrom nicht.

Naja, wenn der Basisstrom zu knapp ist, dann kann man auch eine Diode 
weniger nehmen und treibt dann den Transistor nicht so perfekt in die 
Sättigung. Dann verheizt eben der die 150mW.
Recht hast du trotzdem ?.

von Manfred (Gast)


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HildeK schrieb:
> Manfred schrieb:
>>  ... sowas nehme ich gerne zum Anlass, mal das
>> Meßgerät anzuklemmen.
> Ich nehme halt den Bauch und lag doch gar nicht so falsch ?.

Dagegen ist nichts einzuwenden. Es ist aber auch kein Fehler, den 
Bauchumfang mal nachzumessen?

> Und in der Anwendung sind auch die -2mV/K durch Erwärmung egal - eher
> gut:

Auch damit hast Du vollkommen recht!

Was mich halt umtreibt, ist die Frage, ob aktuell gefertigte Dioden 
eventuell günstiger liegen - die Flußspannung ist ja eher störend als 
gewollt.

von Stefan F. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Was mich halt umtreibt, ist die Frage, ob aktuell gefertigte Dioden
> eventuell günstiger liegen - die Flußspannung ist ja eher störend als
> gewollt.

Solange unsere Halbleiter aus Silizium bestehen, wird sich daran wohl 
kaum großartig etwas ändern. Die Spannung ergibt sich aus dem 
verwendeten Material.

von HildeK (Gast)


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Manfred schrieb:
> Was mich halt umtreibt, ist die Frage, ob aktuell gefertigte Dioden
> eventuell günstiger liegen - die Flußspannung ist ja eher störend als
> gewollt.

Ja, es gibt Unterschiede. Mit 'aktuell' oder 'alt' hat das aber eher 
nichts zu tun.
Man kann ja mal mit LTSpice verschiedene Dioden mit dem selben Strom 
beaufschlagen. Aber da bin ich mir nicht sicher, wie gut die Modelle 
sind und selbst wenn sie gut sind: es sind typische Zahlen.
Oder eben, wie du, messen. Aber auch da erhält man nur den Wert dieses 
einen Exemplars, über die Serie und die verschiedenen Hersteller kann 
man trotzdem keine allgemeingültige Aussage machen.
Jedenfalls hat in LTSpice eine ES1D wesentlich weniger Flussspannung 
(≈600mV) als eine 1N4148 (≈800mV), bei z.B. jeweils 50mA Strom.
Aber gerade bei dieser Anwendung - dem Lüfter etwas weniger Spannung zu 
geben - würde ich nicht mal nachmessen ... ?

von Jörn P. (jonnyp)


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Er hat einen 5-Volt Lüfter und will ihn mit 3,3V betreiben.
Da braucht es nix. Lüfter an die 3,3V und gut is (falls er anläuft).
Falls er so anläuft mal eine Diode in Reihe mit dem Lüfter. Wenn er 
immer noch anläuft, dann läuft er auch mit einem Transistor an Stelle 
der Diode.
Die Diode geht dann als Freilaufdiode parallel zum Transistor.

von batman (Gast)


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Nur dass er wohl schlecht 3,3V vom USB-Port bekommt - nach seiner Skizze 
zu urteilen.

von HildeK (Gast)


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Jörn P. schrieb:
> Er hat einen 5-Volt Lüfter und will ihn mit 3,3V betreiben.
Richtig erkannt.
> Da braucht es nix.
Doch, er braucht 3.3V, hat aber nur 5V mit ausreichend Strom.
> Lüfter an die 3,3V und gut is (falls er anläuft).
die er nicht hat, und er will ihn auch ein- und ausschalten.

von Thomas K. (thomas_k779)


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Hallo, ich habe genau dasselbe vor.
Nur dass ich einen alten Laptop habe bei dem die Lüftersteuerung defekt 
ist.
Der Lüfter ist ein 5V Lüfter von Sunon mit 0.45W, wenn ich ihn an den 5V 
der USB Ports anschliesse läuft er, ist aber deutlich zu laut.
denke mal dass 3.3V reicht, habe das mit einem Labornetzteil probiert 
und da ist die Lautstärke deutlich angenehmer.
Habe jetzt nicht soviel Ahnung von Widerständen, habe das mit der 
Farbkodierung nie richtig verstanden.
Würde einen passenden Widerstand kaufen, aber welchen bräuchte ich 
hierfür?

Gruß

von Stefan F. (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Der Lüfter ist ein 5V Lüfter von Sunon mit 0.45W
> Würde einen passenden Widerstand kaufen, aber welchen bräuchte ich
> hierfür?

Das musst du ausprobieren. Man kann es nicht sicher vorher sagen. Fange 
mit Werten um 50 Ω (mit 0,5 W) an.

Allerdings hängt der Bedarf an Lüftung sehr von der Auslastung des 
Rechner ab. Zum Beispiel kann eine amok laufende Webseite die 
Wärmeentwicklung schnell auf das 10-Fache treiben. Mit einem 
ungeregelten Lüfter wirst du vermutlich nicht lange klar kommen.

von Thomas K. (thomas_k779)


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Stefan F. schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>> Der Lüfter ist ein 5V Lüfter von Sunon mit 0.45W
>> Würde einen passenden Widerstand kaufen, aber welchen bräuchte ich
>> hierfür?
>
> Das musst du ausprobieren. Man kann es nicht sicher vorher sagen. Fange
> mit Werten um 50 Ω (mit 0,5 W) an.
>
> Allerdings hängt der Bedarf an Lüftung sehr von der Auslastung des
> Rechner ab. Zum Beispiel kann eine amok laufende Webseite die
> Wärmeentwicklung schnell auf das 10-Fache treiben. Mit einem
> ungeregelten Lüfter wirst du vermutlich nicht lange klar kommen.

Das ist ein sehr alter laptop auf dem Windows 95 war.
Der Lüfter sitzt eher vor dem Netzteil als vor dem Prozessor.
Ich glaube auch nicht dass der Prozessor irgend eine art von 
Temperaturerkennung hat.
Jedenfalls ist der Lüfter mir mit 5V zu laut, so laut war er nicht als 
er noch funktioniert hat.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Falls der Lüfter nicht von selbst anläuft, könntest du die beiden Dioden 
noch mit einem 1000uF Elko überbrücken. Parallel dazu noch einen 1k 
Widerstand, damit sich der Elko auch wieder entladen kann.

von Stefan F. (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Ich glaube auch nicht dass der Prozessor irgend eine art von
> Temperaturerkennung hat.

Umso wichtiger ist dann eine Regelung außerhalb des Prozessors.

von Thomas K. (thomas_k779)


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Ich glaube ich habe die perfekte Lösung.
In dem Schacht in dem der Modemadapter saß habe ich genug platz für eine 
Lüftersteuerung.
ist ca 5cm lang, 5cm breit und 1.5cm tief.
ich denke mal da sollte diese platine passen?
https://www.amazon.de/-/en/Heemol-pieces-controller-switch-self-recovery/dp/B0B4PBR63S
Item size: 32 x 32 x 15 mm.

oder gibt es clevere Lösungen mit automatischer regelung über 
Temperaturfühler?

Habe mal ein Bild angehängt wir dieser Schacht ausschaut.

von Stefan F. (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> gibt es clevere Lösungen mit automatischer regelung über
> Temperaturfühler?

Gibt es. Dem Platz dafür solltest du ausnutzen.

von J. T. (chaoskind)


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Stefan F. schrieb:
> Wie dem auch sei, beide Varianten habe ich in keinem Buch erklärt.

Herrlicher Typo :D

von Thomas K. (thomas_k779)


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Stefan F. schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>> gibt es clevere Lösungen mit automatischer regelung über
>> Temperaturfühler?
>
> Gibt es. Dem Platz dafür solltest du ausnutzen.

Temperatursensoren für Arduino etc finde ich, aber nichts was auch 
gleichzeitig einen Lüfter regeln kan..

von Stefan F. (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Temperatursensoren für Arduino etc finde ich, aber nichts was auch
> gleichzeitig einen Lüfter regeln kann

Was willst du mit Arduino?

Suche nach "temperaturabhängige lüfterregelung 5v"
https://www.google.com/search?q=temperaturabh%C3%A4ngige+l%C3%BCfterregelung+5v&tbm=isch

von Thomas K. (thomas_k779)


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Stefan F. schrieb:


> Was willst du mit Arduino?

Gar nichts. das würde gar nicht passen.
Habe dass hier gefunden, allerdings kein 5V und auch PWM,
brauch es für einfachen DC Lüfter (2 wire)
https://www.amazon.de/Temperature-Controller-Control-4-Wire-Speed/dp/B07YCGYHLV

von Thomas K. (thomas_k779)


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von Stefan F. (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Der Lüfter ist ein 5V Lüfter von Sunon mit 0.45W

Das sind 0,1A

Thomas K. schrieb:
> was wäre hier mit?
> https://www.ebay.de/itm/385261339262

Da steht: "niedriger als 0,1A Lüftersteuerungseffekt ist schlecht"
Passt also leider nicht.

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