Lüfterregelung für einen Kühlschranklüfter

Platine für Lüfterregelung “Zhiyu 1X4L an-1248 conf v2-E”

Das kleine Platinchen bekommt man für unter 10€ beim großen Fluß und kann eigentlich alles, was man braucht, und ist umfangreich konfigurierbar. Erwartungsgemäß wird keine Anleitung mitgeliefert, also echte Chinaware. Im Netz findet man aber eine Anleitung.

• Kurzer Druck auf die +/- Taste schaltet den Anzeigemodus um.
• Kurzer Druck auf die OK Taste zeigt die Grundgeschwindigkeit des Lüfters (in Prozent) an, die sich dann mit + oder – verändern läßt.
• Langer Druck auf die OK Taste wechselt in den Programmiermodus. Nacheinander werden dann die einzelnen Parameter angezeigt. Mit OK wechselt man zum nächsten Wert bzw. verläßt am Ende den Modus wieder:
  • Lxx: Starttemperatur des Lüfters, oder Temperatur, ab der die Drehzahl steigt
  • Hxx: Temperatur, bei der die maximale Drehzahl errreicht wird
  • Cxx: Falls größer Null wird der Lüfter unterhalb dieser Temperatur abgeschaltet. Bei C=0 läuft der Lüfter immer mit der Grundgeschwindigkeit.
• Wird das Gerät bei gedrückter OK Taste eingeschaltet, kann man die PWM-Frequenz zwischen 20 kHz und 2,5 kHz umschalten (Anzeige F) und die Lüfterkennlinie invertieren (Anzeige P). Erneuter Druck auf die OK Taste speichert die Einstellungen.

Wichtig ist noch, das der Lüfter bei PWM-Signal auf Masse stehen bleiben muß, damit eine Abschaltung funktioniert. Das ist aber bei vielen PC-Lüftern nicht der Fall. Man kann dies aber leicht mit einer kleinen Schaltung mit einem MOSFET nachrüsten, die den Schaltausgang nützt und dem Lüfter die Spannung abdreht. Die von mir genutzten Lüfter Artic P12 PWM PST bleiben bei einer Taktung von 5% und weniger stehen. Die Lüfterelektronik ist auch so klug, bei Anlegen der Versorgungsspannung oder Anstieg der Taktrate aus dem Stillstand einmal mit etwas erhöhter Drehzahl anzulaufen. Bei einer Taktrate von 10% läuft der Lüfter mit etwa 130 U/min – was unhörbar ist. Praktisch ist das integrierte Y-Kabel, man kann beide Lüfter bequem hintereinanderschalten.

Einbau der Platine in eine Frontplatte

Das Platinchen ist natürlich für den Einbau in einen PC gedacht, da schraubt man es irgendwo fest und stellt einmal alle Parameter ein. Ich hätte es aber gerne optisch ansprechend mit Frontplatte. Da stört natürlich die Kabelführung vom vorne, und die Taster kann man auch nicht bedienen. Also besorgt man sich im Baumarkt ein Stück eloxierte Aluminiumplatte und sägt ein passendes Stück von 100x50mm zu. Zum Umbau beötigt man folgende Bauteile:

• 3 Taster
• 1 Molex Stiftleiste
• 1 Molex Crimpgehäuse – 1×4-polig
• 4 Molex Crimpkontakte
• 1 Einbaurahmen für Arduino 7 Segmentanzeigen 3643AS
• passendes 4-pol. Kabel

Leider paßte keiner meiner Einbaurahmen aus der Bastelkiste. Ich habe dann festgestellt, das Einbaurahmen für LED Anzeigen fast nicht mehr zu bekommen sind. In der großen Bucht gibt es aber aus 3D-Druck passende Rahmen, ich habe hier eines für eine vierstellige LED-Anzeige genommen, damit man die Status-LEDs noch sehen kann. Eine rote Scheibe wird nicht mitgeliefert, hier konnte ich aber auf vorhandene Bestände zurückgreifen. Die LEDs sind sehr hell, mit einer doppelt gelegten Scheibe paßt es aber.

Das Auslöten der kleine Buchsen geht mit einem normalen Lötkolben leicht, auch die Schraubklemme für die Spannungsversorgung. Beim Molexstecker ist natürlich eine Entlötstation besser, aber es geht auch mit eingespannter Platine, da man ja nach und nach alle Pins ziehen kann. Auch zum Auslöten der Taster ist genug Platz vorhanden. Die neuen Taster sind etwas breiter in den Anschlüssen, ich mußte diese etwas kürzen, da ich schon die Frontplatte fertig gebohrt hatte. Sonst könnten man sie problemlos mit etwa ein Millimeter mehr Abstand zur LED-Anzeige wieder auflöten.

Ob sich der Aufwand lohnt, muß jeder selber entscheiden. Ich denke aber, daß bei fertigen Kühlschranklüftern eine einfache Regelung über die Spannung und nicht über PWM erfolgt. Vielleicht kann das mal jemand in den Kommentaren erklären.

NTC Widerstände

Als Sensor benutzt die Schaltung einen NTC-Widerstand mit 10KΩ bei einer Temperatur von 25° Celsius. NTC-Widerstände haben einen sehr großen nutzbaren Temperaturbereich, der negative Temperaturkoeffizient ist aber über den ganzen Meßbereich nicht konstant und nimmt für steigende Temperatur ab (Boullart 1985). Die Genauigkeit der Messung ist aber sehr gut, man muß halt nur im auswertenden Programm entsprechenden Aufwand zur Umrechnung treiben. Es gibt aber passende Rechenschemen, da NTCs gerne in wissenschaftlichem Messungen genutzt werden (Corporation 2006),(Bennett 1972). An Hand der folgenden Tabelle kann man aber für den genutzen NTC die Temperatur bei einem gemessenen Widerstandswert ablesen: