Varvtalreglering 12V datorfläkt

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
MartinRi
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 maj 2022, 09:27:54

Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MartinRi »

Hej Forumet,
Jag är ny här och skall försöka bygga en varvtalsreglering till en 12V-fläkt. Jag har dammat av mina gamla el-kunskaper från gymnasiet och gjort ett kopplingsschema som jag tror är rätt, se bifogad bild (rätta mig gärna om jag tänkt fel). Nästa steg är att dimensioner/välja ingående komponenter och då behöver jag hjälp av någon kunnig.
Önskan är att en lysdiod tänds när strömmen slås på och att varvtalet/spänningen för fläkten regleras med en potentiometer.
Strömkällan är en transformator med märkningen Input: 100-240V (AC) 50/60Hz Max 0.55A. Output: 12.0V (DC) 0-1.7A.
Fläkten är en 12V datorchassifläkt. Jag har hittat lite olika varianter med effekt mellan 1 till 3.36W (till exempel nominell ström 280mA => P=3.36W och nominell ström 160mA => P=1.92W)
Motståndet vid lysdioden har jag dimensionerat efter R1 = (U krets - V f)/If som jag hittat på https://el.st/?lysdiod. Jag får det till att ett 470 Ohm blir bra. Stämmer det?
Potentiometern jag tror passar är en linjär 1kOhm med märkeffekten 0.2W, kanske skall den ha större motstånd 5kOhm?
Det låga effektmotståndet gör att jag även behöver en transistor. Jag har inte hittat hur jag skall välja transistor men minns att det bör vara en NPN. Ett förslag är ”2N6488 TO-220 NPN 80V 15A” (finns på https://www.electrokit.com/produkt/2n64 ... n-80v-15a/) som verkar tåla 15A och 80V. Kanske är den för stor? Jag har ingen kunskap om hur man väljer rätt transistor.
Behöver jag även ett motstånd i kretsdelen för potentiometern? Jag tänker på R2 i skissen. Hur stor skall den vara för en 1kOhms potentiometer?

Jag är tacksam för all input och ser framemot att få lära mig mer om elektronik.
Kopplingsschema_magnetomrörare 220505.JPG
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Wihelm
Inlägg: 588
Blev medlem: 18 juni 2019, 17:30:19
Ort: Nybro

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av Wihelm »

Datorfläkt styr man normalt med PWM. https://sv.wikipedia.org/wiki/Pulsbreddsmodulering
Så slipper man bränna effekt med linjärreglering.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av Icecap »

En transistor kan knappast bli "för stor" för detta jobb. Men krafttransistorer har ofta lägre förstärkning och DET kan knasa till saker.

Men ur utbildningssyfte:
Fläkten fungerara bara ner till en minimal spännning. Eller ska vi kalla det "lägsta brukbara spänning".

Denna spänning behövs för att man kan räkna ut förhållanden mellan potentiometern o motståndet.

Låt oss använda 6V i detta fall, det vill betyda att potentiometern o motståndet ska ha samma motståndsvärde.

Vid lägsta hastighet kommer fläkten att få hälften av energin o transistorn den andra hälft (6V till varje), alltså kan transistorn behöva kylas litegrann. Anta att strömmen är det samma oavsett hastigheten, då har man reserv o går inte just till gränsen.

Sedan var det potentiometern. Det ska ge den nødvendiga bas-ström till transistorn - o den beror på transistorns beta, alltså strömförstärkning. Ids inte kolla datablad men gissar på 100.

Och med en icke-aktiv reglering bör man räkna med att potentiometern ger ut 10x den nödvendiga styrström för att det inte ska bli seriöst olinjärt, alltså ska strömmen genom potentiometer & motstånd vara 28mA (280mA/beta*10).

Det är ganska mycket för ett potentiometer o redan här är lösningen mycket tveksam.

Lösningen kan vara att använda en darlington-koppling, då minskas styrströmmen avsevärd, kanske med en faktor 200 eller mer. Och då ger styrströmmen MYCKET mer mening.

Men på bekostnad av utgångsspänningen, varje diodsträcka tappar ju ca. 0,7V.

Men 28mA/200 = 0,14mA - en ström som definitivt fungerar bra med potentiometer.
Potentiometer & motstånd ska alltså vara på (12V/0,14mA =) 85k tillsamman, det ger 42k till varje.

Detta är inte ett standardvärde, närmsta under är 39k.

Och då fläkten drar ström i pulser ska det vara en kondensator mellan emitter o GND. Kanske 10μF till 47μF.

Krafttransistorn bör vara med kapslingen TO-220, den är enkel att montera med en kylyta.

Och det var väl nog om det enkla kretslopp.
Användarvisningsbild
MadModder
Co Admin
Inlägg: 29905
Blev medlem: 6 september 2003, 13:32:07
Ort: MadLand (Enköping)
Kontakt:

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MadModder »

Jag skulle ha använt ett motstånd till lysdioden på 560 Ohm. Lysdioden håller längre och du ser knappt någon skillnad i ljusstyrka mellan 17 och 21mA. Kanske 680 Ohm t.o.m.

Du måste ha ett motstånd mellan potentiometern och transistorns bas, annars bränner du upp potentiometern när du vrider upp den helt mot 12V.
Du kan även sätta ett motstånd under mot minus för att bestämma en lägsta spänning.

Ja, den transistorn är för kraftig. Inte för att den tål mycket, utan för att den har en för låg förstärkning, hfe. Den kan ligga så lågt som 20 enligt databladet.
Du skulle ju iofs kunna sätta en småsignaltransistor innan i darlingtonkoppling, men du tappar ett spänningsfall till då, så totalt ca 1,4V som fläkten aldrig kan få.

[edit]
Icecap hann skriva lite innan… :D
MartinRi
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 maj 2022, 09:27:54

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MartinRi »

Wihelm skrev: 6 maj 2022, 04:26:08 Datorfläkt styr man normalt med PWM. https://sv.wikipedia.org/wiki/Pulsbreddsmodulering
Så slipper man bränna effekt med linjärreglering.
Hej Wihelm,
Japp, jag vet att man styr 4-pinns PC-fläktar med PWA. Till mitt bygge skall använda en axiell fläkt för 12VDC som bara har två kablar för inkoppling. Tänkte att det borde gå men en enkel koppling enligt ovan, borde givetvis angett att den är axial fläkt och inte en "datorfläkt"...
Palle500
Inlägg: 4484
Blev medlem: 6 juni 2015, 14:53:06

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av Palle500 »

Du kan styra fläkten med extern PWM. Fördelen är att det inte blir så mycket värmeförluster. Men visst är det kul och lärorikt att bygga egen seriereglering.
Om du vill köpa något färdigt så finns det olika kretskort, tex detta med PWM för 12 V max 500 mA
https://www.electrokit.com/produkt/dc-m ... ed-dimmer/
IMG_3495.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
prototypen
Inlägg: 11072
Blev medlem: 6 augusti 2006, 13:25:04
Ort: umeå

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av prototypen »

Jag har bara en invändning mot motståndet för lysdioden, det där kommer lysa som bara den.....
För att indikera att strömmen är på räcker det med ett motstånd på 10 kΩ ( 10000 ohm) eller däromkring.
Lysdioder har blivit effektivare (sedan jag började med elektronik)

Protte
MartinRi
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 maj 2022, 09:27:54

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MartinRi »

Tack för all input!
Det blir till att köpa en byggsats (https://www.electrokit.com/produkt/dc-m ... ed-dimmer/) på en PWM för DC-motorstyrning och koppla in en lysdiod så jag vet att strömmen är på. Tänkte mig en 500mcd lysdiod med en 560 ohms resistor kopplat efter brytaren.
Kopplingsschemat enligt nedan/bilaga:

Det jag skall bygga är en magnetomrörare så jag kan göra "förkultur" på jästen till ölbryggningen :badgrin:
Allt byggs i i en låda också ställer man E-kolven ovan på med en "magnetloppa" i som sedan roterar med magneterna som limmats på fläkten.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av Icecap »

En 500mcd LED lyser VÄLDIGT mycket!
O matar du den med 17mA är det över-rikligt!

Om det är en normal högeffektiv o den inte ska skina genom solljus duger 3-5mA ofta mycket väl.
MartinRi
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 maj 2022, 09:27:54

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MartinRi »

Ok, tack!
Nej, jag vill inte att den skall lysa mer än solen :D
Jag vill egentligen bara ha en "indikatorlampa" på att strömmen är på...
Byter jag dioden till en med lägre ljusstyrka eller minska jag strömmen (ökar resistansen)?

Väljer jag samma diod och minska strömmen till 4 mA behöver jag en resistor på 2.5k Ohm, eller? Effektförlusten blir då P = U*I = 10*0.004 W = 40mW

Hittade en annan grön lysdiod med denna data:
  • Ljusstyrka = 70mcd
  • Ström = 20 mA
  • Framspänning = 2V
Effektförlusten blir då P = U*I = 10*0.02 W = 0.2W

Tacksam för input :)
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av Icecap »

LEDns intensitet står i proportion till strömmen genom den.
5mA borde vara rikligt så ändra 560Ω till 2,2kΩ.

Ett modstånd tål en viss maximal effekt avsatt i det, mindre än det är totalt OK.

En LED på 20mA är faktisk en som TÅL max 20mA - och därför bör köras på lägre värde.

Men en viktig grej många överser är att en "stark" LED (mycket cd för strömmen) ganska väl kan ha en begränsat strålvinkel (spotlight) men att de 2 olika LED kan skicka ut samma mängd ljus, den ena då som spotlight o den andra som floodlight.

Det har betydelse för synsvinklar osv.
MartinRi
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 maj 2022, 09:27:54

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MartinRi »

Tack.
Väljer jag den röd lysdioden och ett motstånd på 2.2 kOhm får jag alltså ungefär 125mcd i ljusstyrka (500mcd / (20mA / 5mA)). Är det rimligt för en indikatorlampa?
Vinkel framgår inte för den röda (se https://www.electrokit.com/produkt/led- ... flat-topp/) men för den gröna är den 40 grader (se https://www.electrokit.com/produkt/led- ... fus-70mcd/).
Användarvisningsbild
prototypen
Inlägg: 11072
Blev medlem: 6 augusti 2006, 13:25:04
Ort: umeå

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av prototypen »

Det finns tre faktorer som spelar in.
Effektiviteten på lysdioden.
Strömmen som bestäms av motståndet.
Vad du själv tycker är rimligt.

Jag tycker att 1-5 mA är rimligt för en dussin-LED som bara ska indikera något.

Sitter apparaten i solljus då kan vi behöva 20 mA.

Protte
MartinRi
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 maj 2022, 09:27:54

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av MartinRi »

Så här får det bli :)
Magnetomröraren kommer att stå inomhus i ett normalupplyst rum så det blir nog bra.
Jag har inte kunnat hitta vad "cd" motsvara i något man enkelt kan relatera till så nu blir det till att testa praktiskt.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Wihelm
Inlägg: 588
Blev medlem: 18 juni 2019, 17:30:19
Ort: Nybro

Re: Varvtalreglering 12V datorfläkt

Inlägg av Wihelm »

Vilken ström man skall mata LED med för lagom ljus måste man testa fram med den LED man skall använda. Koppla LED till en potentiometer och ställ in den till det är lagom och mät sedan vilket motstånd potentiometern har.
Skriv svar