Project: 3x ventilator via USB op verschillende snelheden

[HetGezegde]

Ik ben momenteel bezig met een projectje waarbij ik middels een USB aansluiting op mijn laptop drie dezelfde, kleine ventilatoren op verschillende snelheden wil laten draaien.
Eén ervan dient als extra koeling voor onder mijn laptop, de ander dient als koeling voor mijn muishand en de laatste dient als koeling voor mijn toetsenbord.

Elke koeling zou ik graag apart van elkaar willen kunnen in- en uitschakelen.

Zie hiervoor eventueel deze schets.

Zoals je kunt zien gaat het mij in eerste instantie puur om de aansluiting. De "voetjes" en "houdertjes" wil ik 3D printen en ontwerpen met Sketchup. Dit is geen probleem, hier heb ik geen vragen over xD - gaat me wel lukken - de laptop komt wat hoger te staan.

Ik ben er van op de hoogte dat een PC USB poort 5V, 500mA levert.

Hiervoor wil ik o.a. het volgende gaan gebruiken:
3x 5V ventilator

Ik heb hier een aantal vragen over, puur omdat ik er met m'n kop niet bij kan. Want het aansluiten e.d. is uiteraard niet moeilijk (bij lange na niet), alleen wil ik ervoor zorgen dat de twee op verschillende snelheden draaien en ik dus zal moeten gaan werken met weerstanden, maar hoe? - en belangrijker; hoe weet ik welke weerstanden ik moet gaan gebruiken?

Daarnaast vragen de ventilatoren 0,26A, maar mijn USB poort levert maar 0,50A. Kan dit kwaad? Ik weet dat bijv. een laptop welke 90W aan vermogen vraagt, niet ideaal werkt op een 65W adapter; adapter gaat hiervan kapot. De ventilatoren in mijn opstelling vragen een vermogen (5 * 0.26 * 3 =) 3,9W, terwijl mijn USB poort max 2,5W kan leveren. Hoe tackel ik dit?

Uiteindelijk is ook het uitschakelen niet moeilijk; simpel een schakelaar ertussen. Alleen zit ik dan niet met een probleem dat een andere ventilator harder gaat draaien? - de geleverde stroom is namelijk even groot, dus lijkt het dat er "over" blijft; alleen dat kan niet. Dit wordt dan toch weer verdeeld over de beschikbare c.q. ingeschakelde ventilatoren?

Graag input. Ik wil zelf uiteraard helpen nadenken en gevatte vragen mogen gesteld worden. Ik wil er ook van kunnen leren; ik wil kunnen snappen waarom, dus uitleg is (indien je dit wilt geven) gewenst.

Thanks!

[memphis]

Neem 2 USB poorten om de stroom te verdelen of 2 fans op de ene en 1 op de andere. (USB harde schiven komen ook met kabels met 2 USB pluggen). Of denk gewoon aan een externe voeding. Een simpele USB laadapter van 2A koop je al voor een tientje...
Stroom wordt niet door de voeding gegeven maar door de belasting (lees fan) gevraagd)

Nee, een fan zal niet anders gaan draaien zolang de spanning hetzelfde blijft.

[HetGezegde]

En wat als er meer gevraagd wordt dan er geleverd kan worden? Dat belast dan de adapter neem ik aan?

[kluyze]

1. Je weet dat USB 2.0 officieel maar 100mA levert en door middel van een authenticatie 500mA kan leveren. Er zijn wel poorten die zich niet aan deze standaard houden.

2. Je snapt spanning en stroom niet denk ik aan je verhaal te horen. Tussen spanning, stroom en belasting zit er een natuurkundige wet en dat is die van Ohm. U = I x R.
Een USB poort is een spanningsbron en gaat dus niet een stroom bepaalde leveren, er vloeit een stroom die bepaald wordt door de belasting.

HetGezegde schreef op vrijdag 16 januari 2015 @ 20:54:
Uiteindelijk is ook het uitschakelen niet moeilijk; simpel een schakelaar ertussen. Alleen zit ik dan niet met een probleem dat een andere ventilator harder gaat draaien? - de geleverde stroom is namelijk even groot, dus lijkt het dat er "over" blijft; alleen dat kan niet. Dit wordt dan toch weer verdeeld over de beschikbare c.q. ingeschakelde ventilatoren?

De geleverde stroom is dus niet even groot. Die 100mA of 500mA is de maximale stroom die geleverd kan worden zonder dat het inwendige stuk gaat. Als jij een 250mA fan op een USB aansluit dan levert die USB 250mA en geen 500mA.
Dus als je op een bron 3 ventilators van 250mA in parallel aansluit en je zet 2 ventilators uit, blijft die derde ventilator op 250mA werken.

Maar inderdaad als er meer gevraagd wordt gaat de bron/adapter stuk door de extra warmte die er gegenereerd wordt.

[jeroen3]

Het gebruik van een USB Y kabel is niet conform de standaard. En is riskant omdat je hiermee alsnog één poort kan overbelasten.
Het 100 mA niveau is eigelijk niet van toepassing op poorten direct in de laptop. Dit is pas een probleem op bus powered hubs.

Veilig kan het met een extra bron, zoals een goedkope adaptervoeding welke minder dan 10 euro kost. En deze kunnen ampere's.

Mogelijk is het energiverbruik van draaiende ventilatoren minder dan 260 mA. Als je zorgt dat ze sequentieel opstarten kan het misschien wel op één USB poort. Meten is weten. De startstroom van 3 tegelijk is waarschijnlijk te hoog.
Wanneer je een USB poort overbelast schakelt deze uit of gaat hij kapot. Afhankelijk van de prijs en kwaliteit van de hardware. Windows geeft hier overigens netjes een melding van als de hardware het ondersteund.

[ Voor 5% gewijzigd door jeroen3 op 16-01-2015 21:56 ]

[HetGezegde]

Okey duidelijk. Ik neem 1 USB kabel en verdeel deze over de ventilatoren. Ik sluit deze aan op een 1A of 2A adapter van mn telefoon.

Maar nu de verachillende snelheden nog. Hoe krijg ik dat voor elkaar? Met weerstanden werken?

[Ploink]

Met weerstanden werken is een optie, maar sommige ventilatoren lopen niet goed aan als je een te grote weerstand gebruikt om het toerental sterk te verlagen. Dit is een kwestie van experimenteren.

Je kan ook een diode gebruiken om de spanning te verlagen. Een weerstand verlaagt ook de spanning, maar bij aanlopen verbruikt de fan meer waardoor de spanning nog verder zakt en de fan mogelijk niet goed aanloopt.
Bijvoorbeeld, de bekende 1N4001 (of 1N4002-1N4007) diode verlaagt de spanning met ca.0.75V. Dit is enigszins afhankelijk van de stroom, maar veel minder dan bij een weerstand. Dus met 1 diode loopt de fan op 4.25V, met 2 diodes (in serie) op 3.5V, ongeveer.

Ventilatoren zijn er in alle soorten en maten, je kan ook verschillende fans zoeken met een verschillend toerental. Bij dezelfde luchtverplaatsing zal een grote fan gemiddeld minder (en minder irritant) geluid produceren dan een kleine.

[memphis]

Simpel opzetje met een potmeter:

[timberleek]

Als je toch voor een adapter gaat, neem dan gewoon een 12v adapter. Dan kun je normale computer ventilatoren gebruiken ipv die je nu hebt (die aardig duur is en weinig lucht verplaatst). Dat geeft je een stuk meer keuzemogelijkheden.

[HetGezegde]

Okey thanks allemaal voor de input. Ik ga wat experimenteren.
En een grotere ventilator (wil ze wel op 5V laten werken) is misschien een betere optie. In ieder geval om 2x te gebruiken naast de laptop.

[timberleek]

Waarom perse op 5v als ik vragen mag?

Denk dat je het jezelf alleen maar lastig maakt aangezien 12v fans veel couranter zijn.

[Kaalus]

timberleek schreef op zondag 18 januari 2015 @ 18:08:
Waarom perse op 5v als ik vragen mag?

Denk dat je het jezelf alleen maar lastig maakt aangezien 12v fans veel couranter zijn.

Dan zou de TS zelfs met een 5v relais aan USB de fans kunnen schakelen, en kunnen draaien vanaf een 12v voeding

[timberleek]

relais? blergh gewoon een transistor/fetje

[Brahiewahiewa]

IHA "dim" je ventilatoren met PWM; als je warmte gaat verstoken in een weerstand, bijt je jezelf in je start.

En euh: toetsenbord koeling? WTF?

[memphis]

Het vermogen wat er verloren gaat in een voorschakelweerstand of transistor met een lineaire regeling is pinuts en is een PWM regeling veel te ingewikkeld. Bij ee halve spanning op de fan (waar het vermogen voor een voorschakelweerstand het hoogst is) is het vermogen nog maar een kwart, dus een 300mW per fan.

[HetGezegde]

Dus als ik drie dezelfde ventilatoren gebruik en bij één een weerstand plaats, dan zal deze ventilator langzamer draaien. De rest blijft op dezelfde snelheid draaien en het uiteindelijk benodigde (geleverde) vermogen zal lager zijn.
Correct?

Ik zou het geheel toch graag met een USB adapter voor tablets/smartphones willen aansturen; vandaar 5 volt.
Als dit met transistors omgezet kan worden van 5v naar 12v, dan ook geen probleem. Alleen heb ik hiervoor wel een grotere stroomsterkte nodig bij de 5v bron, om hetzelfde vermogen te behouden (ervan uitgaande dat ventilatoren hetzelfde vermogen hebben).
Ook correct?

[timberleek]

Ja die weerstand zal de ventilator waar hij in serie mee staat minder hard laten draaien. Puur omdat de weerstand een deel van het vermogen afsnoept. Maar ik vraag me af of je het nodig hebt, volgens mij verplaatsen die fans al heel weinig lucht.

Omzetten van 5 naar 12 volt kost je waarschijnlijk net zo veel als een 12v adapter. Dat is niet echt reëel. Dat de stroomsterkte dan omhoog gaat (aan de 5v kant) is inderdaad waar.