20.5 Lüfterregelung

Eine Lüfterregelung im Atari zur Geräuschreduzierung.

Wenn stören nicht die allgemeinen Lüftergeräusche in Atari Computern und in der Hauptsache an Orinalen Atari Festplatten?

Es gibt Dinge über die man ziemlich ausführlich diskutieren kann, und es gibt welche, bei denen man erst überhaupt nicht anzufangen braucht, hierzu zählen eben auch diese dort verwendeten Ventilatoren.

Weder der Typ des eingebauten Lüfters, noch das Kaufdatum eines Atari-Gerätes spielen hierbei eine besondere Rolle - das Gerät ist einfach mal nur laut.

Da ich noch die letzten warmen Monate des letzten Jahres abgewartet habe, und ich auch nicht jeden Tag meine Zeit damit verbringe solche Anleitungen zu schreiben, kommt es eben halt erst jetzt genau richtig zur warmen Jahreszeit.

Es spricht also alles dafür ca. 15,- DM für eine Lüfterregelung dranzuhängen, und diese eben in den Atari oder die entsprechende Festplatte einzubauen. Viele Leute werden sicher bedenken wegen der Atari-Garantie haben, die ja bei einem Eingriff in das Gerät erlischt, und der eigentlichen Arbeit, die nicht Fachmännern natürlich schwerer fällt.

Die beste Lösung ist wenn man jemanden damit beauftragt der sich damit auskennt.
Der ganze Einbau in ein Gerät dauert ca. eine halbe Stunde.

Vom Prinzip her sind alle hier genannten Möglichkeiten auf -jeden- Lüfter der irgend wo in irgend einem Computer eingebaut ist, direkt übertragbar. Von dem Mist mit in Reihe geschalteter Widerstände ist Abzuraten. Das ist zwar billig, geht schnell, bringt aber gar nichts mehr wenn dieser Widerstand ausfällt oder der Lüfter bei zunehmender Verschmutzung des Flügelrades nicht mehr anläuft. Im Ernstfall kostet sie das den Chip, auf dem dieser Lüfter mit der "Billigheimermethode" angewendet wurde.

Abbildung 1 - so setzen Sie den Regler korrekt ein

Ich benutze also wie schon erwähnt eine Lüftersteuerung eines Elektronikversenders, in diesem Fall ein Bausatz für 15,- DM aus dem ELV-Magazin, es eignet sich natürlich auch jede andere Lüftersteuerung. Conrad-Elektronik bietet zu diesem Zweck ebenfalls solche Steuerungen auch fertig an. Selbstredend tut es auch eine Steuerung auf einer Lochrasterplatine die man sich eben aus Einzelteilen selber angefertigt hat. Einen passenden Schaltplan finden Sie hier in diesem Artikel weiter unten

Abbildung 2 - Eine einfache Lüfterregelung

Meine Schaltung kann auf einer 4*4 cm Lochrasterplatine aufgebaut werden.
Es gibt kein Platinenlayout dazu, dafür passt das kleine Teil einfach überall rein

Einen Selbstbau steht nichts im Weg, hier halbiert sich der Preis da die elektronischen Einzelteile im Prinzip jeweils nur Pfennigartikel sind. Unterschiedlich von Schaltung zu Schaltung ist einzig der Bauteileaufwand. Noch wesentlich einfacher hält sich die Sache bei Verwendung eines der neueren Papstlüfter, hier befindet sich die Temperaturregelung gleich im Motorgehäuse des Lüfters. Man spart sich so auf jeden Fall die gesamte Arbeit mit der Reglerplatine, obgleich diese Lüfter mit ca. 55 DM um einiges teurer sind. Dafür braucht man dann aber nur den alten Lüfter gegen den neuen geregelten zu ersetzen

Enthält ein Gerät einen Lüfter sollte man diesen auch nicht wegen den Geräuschen komplett aus dem Gerät entfernen, manche Leuten machen das ja so, einige warme Tage mit erhöhten Temperaturen sprechen aber immer dagegen. Auch erscheint mir der Einsatz eines Festspannungsreglers, z.B einem 7808, nicht besonders geeignet da dieser Regler eben zusätzlich auch noch reichlich warm wird. Selbstverständlich Funktioniert auch das in der gezeigten Art u. Weise wie es in Abbilung 1 zu sehen ist. Nicht zu Empfehlen ist es ganz ohne Lüfter zu arbeiten wenn sich im Atari z.B noch Hardwarebeschleuniger oder ähnliches befindet. Lösungen mit Widerständen in der Lüfterzuleitung sind nicht zu Bevorzugen, da es hier bei einer falschen Berechnung des Widerstandes ausfälle geben kann. Gerne werden solche 'billige' Lösungen an verschiedenen Stellen propagiert. An heißen Tagen kann der Luftdurchsatz eben dann nicht mehr ausreichend sein. Ein Wärmestau und Temperaturbedingte aussetzer des Rechners wären sicher die Folge einer falschen Sparsamkeit.

Mit dem zunehmenden Alter und der Verschmutzung des Lüfters kann kein sicherer Anlauf gewährleistet werden kann. Eine Reglung 'dreht' beim Einschalten eben solange die Spannung hoch bis der Motor sicher läuft, sofern kein defekt des Motors vorliegt. Erst danach beginnen die meisten fertigen Reglerschaltungen die Drehzahl des Lüfters auf die vorhanden (gemessene) Temperatur einzustellen.

Auch gibt es bereits Schaltungen die den Lüftermotor zusätzlich überwachen und auch ein akkustisches Signal aussenden wenn es zum Ausfall des Lüfters kommen sollte

Die Reglerplatine sollte auf keinen Fall irgendwelche Bauteile berühren oder gar irgendwo auf die Computer-Chips ect. aufgeklebt werden. Teilweise werden die Chips doch ganz schön warm, das aufkleben einer Platinenhalterung ect. würde also nur den Wärmeabtransport behindern. Ferner sollte man bei Einbau gleich daran denken, daß in das Gerät nachträglich noch recht große Erweiterungskarten eingesteckt werden können. Also nicht jetzt schon wertvollen Platz verbauen!(!nl)

Der Temperatursensor wurde von mir vorher von der Reglerplatine entfernt und mit zwei Drähten passend verlängert; so daß er näher am Netzteil zum liegen kommen kann. Das dürfte sicher die wärmste Stelle im ganzen Gehäuse sein. Der Sensor ist bei meiner Lösung mit einem winzigen Tropfen Heißkleber an der Netzteilplatine fixiert, man will ja keine Spaziergänger im Rechner haben, und ist von der Platine weg nach oben leicht nach oben gebogen.

Weiterhin hat man immer die Möglichkeit auf komplett Temperaturgesteuerte Papst-Lüfter zurückzugreifen. Diese gibt es in allen denkbaren Baugrössen und Kosten idR ca. 50 DM. Diese Lüfter eignen sich auch sehr gut um laute Billiglüfter in Schaltnetzteilen rasch zu ersetzen.

Abbildung 3 - Die Verschaltung eines geregelten Papst-Variofan.

Zu jeden VarioFan wird ein passender NTC-Widerstand geliefert der nach obigen Schema verdrahtet wird. Das ist bei den meisten VarioFans völlig identisch. Es ist kein Problem das bei dem Papst-Lüfter auch der Sensor fest mit dem Lüfter verbunden ist, es genügt auch für den Falle, sollte der Sensor direkt im Abluftstrom sitzen, zu einer vollständigen Reglung!
Es bleiben die beiden üblichen Anschlußleitungen für die Versorgungsspannung übrig die an den ensptechenden Stellen im Computer angeschlossen werden.

Bei Computern ist es ratsam die Luft aus dem Gehäuse zu saugen, nicht hineinblasen lassen. Es kommt so weniger Dreck aus der Umgebung in den Rechner

Eine weitere Schaltung

Von : Sieghard Schaefer @ BB (Mi, 30.10.91 17:43)

Hier finden Sie eine weitere einfache Schaltung um einen lauten 12Volt Lüfter in der Drehzahl zu regeln

12V o-*---*----*---------------,
      |   |    |               |
      |  ,-,   | +            /-\        P1 : Trimmpoti 470k
      '->| |  ===            | M |       R1 : 12k
      P1 | |  === C1          \_/        R2 : 18k
         '-'   |               |         R3 : 47R
          |    |           T1  *----,    C1 : 47uF, 20V
          |    |  ,___,      |/  R3 |    D1 : 1N4148 o.ä.
          '----*--|___|--*---|     ,-,   T1 : BC238 o.ä.
               |   R2    |   |\    | |   M  : Original-Lüfter 40mm
              ,-,        |     V   | |
              | |       _|_    |   '-'   Mit dem Trimmpoti P1 läßt sich die
           R1 | |    D1 /_\    |    |    Drehzahl einstellen, durch R3 wird
              '-'        |     |    |    ein Stillstand des Lüfters verhindert.
               |         |     |    |    C1 bewirkt ein 100%iges Anlaufen des
0V o-----------*---------*-----*----'    Lüfters. D1 ist zum Schutz von T1 da.
                (c) SSCH 7.10.90

Über den Trimmpoti habe ich den Lüfter ganz leicht runtergedreht, damit er nicht mehr im Bereich der Resonanzfrequenz im Gehäuse läuft. Die Schaltung passt auf eine ca. 10*15mm kleine Lochrasterplatine. Läuft seit einem Jahr absolut problemlos und hat an Bauteilen höchstens DM 5.- gekostet.

Aufgeklebte Lüfter oder Kühlkörper entfernen

Löten sie immer zuerst die Anschlußleitungen ab. Markieren sich sich die Lötstellen für + und - auf der Platine.

(Disclaimer: Natürlich keine Gewähr für irgendwas!):

- durch Anbohren des Kühlkörpers oder Auf-/Einklemmen einen ca.10 cm langen stabilen Stahldraht (3-4mm) am Kühlkörper befestigen (die Verwendung einer Zange war mir immer zu unsicher, da man bei dem erforderlichen, zügigen Arbeiten leicht abrutschen könnte)

- der "Hebel" muß dabei so angebracht sein, daß er später das Drehen des Kühlkörpers auf der Klebe-Fläche ermöglicht, ohne sich die Finger zu "verbrennen"!

- den Kühlkörper mit einem Heißluftgebläse auf hoher Einstellung (ca. 150 Grad C) solange erhitzen, bis die Klebefläche weich wird und sich der Kühlkörper auf der Klebefläche "rotierend" abdrehen läßt

- schnelles Arbeiten verhindert zuverlässig eine zu große Erhitzung des Chipinneren, der Kleber wurde *spätestens* bei etwa 100 Grad C so weich, das der Kühlkörper sich sicher abdrehen ließ...

- Die Klebestelle ist hinterher komplett zu Reinigen. Dazu gibt es Lösemittel für Klebstoffe. Ein neuer Lüfter & Kühlkörper kühlt nur korrekt wenn er sauber und plan auf der Chipoberfläche befestigt wird. Dabei sollten auch kein Luftspalt zwischen Chip u. Kühlkörper entstehen.

- Zum erneuten befestigen verwendet man ausschliesslich Wärmeleitkleber aus dem einschlägigen Fachhandel.

Technical..

Modern fans have a miniature blob of electronics inside, to control the brushless DC motor in the core. I am not sure that this electronics would like very much to be supplied a reduced voltage..

The electronics serve to switch the field polarity of the coils, so that they are constantly being repelled from the surrounding circular magnet. The magnet has N-S-N-S poles, and a Hall effect sensor detects the change of magnetic field and thus allows the coil switching to be correctly timed. The coils are fixed, so the magnet and thus the fan blades are forced to rotate.

The fan won't appreciate too little a voltage, it will simply stall or just not start. I'd favour pulsing it on and off, varying the on/off ratio to vary the speed, or a 47R or so resistor in series with it. Too small a pulse or too high a resistor and it won't start.

An better way is to use an external electronic they managed the start up and the power regulation of the fan if it is running. Integrated temperatur controled simple electronics are welcome. You found schematics in german part upper. They are all testet well and they all long time works as in my own hardware. I doasn't use any computer, external hard drive or some else with an non regulated fan.

Makes real silent offices.. :)

Spending a bit of money on a good quality fan will help, a proper ball-bearing one will surely bring its own rewards. Most better are liquid holded fans.

Various ideas were mentioned here on the subject of reducing or removing fan noise.

But, are you sure that all this is good to do?

- I am inclined to think that the grille over the fan would in fact muffle the noise somewhat, not increase it, so removing the grille may have the effect opposite to one desired.

- AFAIK (at least some of) the fans have a miniature blob of electronics inside, to control the brushless DC motor in the core. I am not sure that this electronics would like very much to be supplied a reduced voltage. (But it works, some modified hardware sounds good after long time)

- If the thermostatic control circuit turns the fan on/off intermittently this may, respecting Murphy's law, result in fluctuating temperature in the computer box. This is in fact a closed-loop-control situation and I suspect that a mistuned loop may even, if one is unlucky, result in larger temperature swings than in the "uncontrolled" variant. Btw. temperature cycling increases fatigue risks in chips and solder joints.

- The fan uses 12V DC. This creates a (small) load on the power supply but this load may be neseccary for the power supply to operate properly (especially if one tries it out of the computer). A warning about this can be found on Netzteil part of this archive.

Cooling fans DO become noisy after a while on a quite regular basis, and need replacement. They are, in fact, expendables. They also need an occasional cleaning because the accumulated dust may cause imbalance which causes additional noise.

Oiling the shaft of a noisy fan with light silicone oil may reduce noise for a while, but this should be considered a temporary measure.

Small cooling fans tend to come in two form factors, say "thick" and "thin", e.g. the fan fitting for a MegaST come in about 10mm and 20mm thickness. I would suggest using the thicker fan because the distance between shaft bearings is wider, and the loads caused on the bearings by residual dynamic mass imbalances are smaller. I have used twice on anyones MegaST the "thin" cooling fans and their life was not very long before they became noisy. Then I found a "thick" fan and it lasts here for a long time now.

Another simple way is to buy an ready to use regulated Papst Variofan. They only had 3 wires to connect as you found in schematics below. They all had ball-bearing shafts an they are all real silent. This manufacure had an good name in germany. No resistor, external electronic ore some else needed. Simple to replace.

They produce fans for any device.