Raspberry Pi DC voltage regulator?

[Fidelity]

Hi Tweakers! Hopelijk kunnen jullie mij met dit vraagstuk verder helpen.

Huidige situatie:
Ik heb een rij met 8x (computer) 140mm ventilatoren. Deze koelen goed, maar als nadeel maken ze wat geluid. Dus wat ik nu doe is elke avond voor het slapengaan de ventilatoren omlaag draaien om ze vervolgens de volgende ochtend weer omhoog te gooien.

Ik doe dit via een 'Regulator Adjustable Variable Control With Potentiometer', link.



Aan deze regulator hangt weer een kabeltje die naar een soort PWM splitter gaat. Die split de 4-pins kabel naar 8 aansluitingen (link).


De reden hierachter is zodat ik de kabels van deze fans niet op hoefde te knippen en ze later dus weer kan inzetten als daadwerkelijke PWM/computer fans. Met het PWM signaal gebeurt dus verder niets, alleen het voltage wordt hiermee geregeld. De fans zitten niet op een computer aangesloten verder.

Dus in het kort; er komt 12v in. En via de draaiknop komt er een lager voltage uit waardoor de fans zachter gaan draaien.


Gewenste situatie:
Ik zat te denken of het niet mogelijk is om dit te automatiseren. Bijvoorbeeld via een Rpi (of ander goedkoop bord) en daar een cronjob of Python script aan hangen. Is het tussen 10:00 en 23:00? Dan 100% voltage (dus 12v), anders omlaag naar zo'n 30%.

Ik heb op Google gezocht naar een "raspberry pi dc voltage regulator" maar ik ben eigenlijk niet heel bekend met electronica op dat gebied. En geen idee of er überhaupt iets bestaat wat je digitaal kunt reguleren op zo'n manier.

Hoe pak ik dit het beste aan? En uiteraard zo goedkoop (of simpel) mogelijk. Zijn er desnoods betere oplossingen naast een Rpi met bijvoorbeeld Sonoff oid.

[ Voor 9% gewijzigd door Fidelity op 12-10-2021 13:58 . Reden: Plaatjes inline toegevoegd ]

[Septillion]

Erg goedkoop en makkelijk, pas een ESP8266. Daarmee stuur je een mosfet aan en dan heb je wat je nu ook hebt. Via de Wifi kan je NTP binnentrekken en dan de duty cycle aanpasen.

Heb je alleen ESP8266 (WeMos D1 mini ofzo), een (logic) mosfet, een DCDC voor de 5V en een pull down weerstandje nodig. En daar je over een Pi en cronjob begint moet je waarschijnlijk even wennen aan wat meer op hardware (kernel-loos) programmeren in C++. Maar programma gaat niet zo lastig zijn

[Fidelity]

Septillion schreef op dinsdag 12 oktober 2021 @ 14:04:
Heb je alleen ESP8266 (WeMos D1 mini ofzo), een (logic) mosfet, een DCDC voor de 5V en een pull down weerstandje nodig

Hmmm als ik dit lees zit ik niet in over het programmeren. Maar meer in over het 'DIY electronica' gehalte... liever een bordje waar alles op zit en ik met minimaal effort dit (qua electra) voor elkaar heb. Mosfet en pull down weerstandjes gaan mijn kennis te boven helaas.

Een WeMos D1 mini heb ik toevallig al jaren in de kast liggen, vermoedelijk om die reden haha... Het hoeft zeker niet plug & play te zijn. Maar solderen en onderdelen los bij elkaar zoeken is voor mij niet te doen.

[DataGhost]

Ik ben misschien heel raar, maar ik laat mijn computer zelf regelen hoe hard de fans draaien (dmv PWM) adhv de temperatuur van componenten. Je kan toch gewoon een curve maken die bij weinig gebruik en dus lage temperatuur (bijv. 's nachts dus) de fans ook langzaam afregelt? Dan heb je er overdag ook geen last van als je machine staat te idlen.
Gemist dat de fans niet in een PC zitten.

[ Voor 6% gewijzigd door DataGhost op 12-10-2021 14:10 ]

[Fidelity]

DataGhost schreef op dinsdag 12 oktober 2021 @ 14:09:
ik laat mijn computer zelf regelen hoe hard de fans draaien (dmv PWM) adhv de temperatuur van componenten

Helaas kan dat niet. De temperatuur is altijd hetzelfde. Maar s'avonds heb ik gewoon last van het geluid als ik in bed lig. Dus daarom moet het tijd afhankelijk zijn en niet temperatuur afhankelijk.

[DataGhost]

Dan toch zoiets als septillion zei. Ik zou overigens gewoon het PWM-signaal regelen, niet het voltage. Dat kan volgens mij met een simpele transistor aan die ESP.

[Fidelity]

Digitaal het PWM signaal regelen zou inderdaad ook nog een optie zijn! Alleen dan komen we weer bij het punt; zijn daar kant en klare bordjes voor. En zo ja, hoe heten die of waar kan ik dat vinden. Zelf samenstellen + solderen is geen optie helaas

[Septillion]

Echt soldeerloos ga je niet vinden denk ik. Maar het is letterlijk maar een aar draadjes en al miljoenen keren voorgedaan op het internet

Meer dan dit is het niet:


Alleen ook nog een DCDC 5V module ervoor en een logic mosfetje zoeken. Type hangt vooral af van waar je zou willen bestellen.

@DataGhost En dat is dus gewoon PWM. Doet hij overigens nu ook al.

En ja, ik haat ook Fritzing maar vond deze even snel en voor nu misschien wel duidelijker.

[ Voor 7% gewijzigd door Septillion op 12-10-2021 14:20 ]

[DataGhost]

Kant-en-klaar inregelbaar op tijd? Waarschijnlijk niet want dat is een best niche en specifiek doel. Tenminste, voor PWM-fans. Als ik zo de PWM-spec bekijk kan je volgens mij gewoon een PWM-capable pin van zo'n ESP direct aansluiten op de PWM-pin van je fan, zolang je er maar een 25KHz signaal op zet tussen 0V en 5V. Buiten een voeding (evt gewoon een USB-connector) heb je daar geen verdere componenten voor nodig.

[DataGhost]

Septillion schreef op dinsdag 12 oktober 2021 @ 14:19:

@DataGhost En dat is dus gewoon PWM. Doet hij overigens nu ook al.

Ja hoor, maar als ik het goed begrijp zijn het PWM-fans dus hoef je alleen maar dat signaal te driven, niet de hele motor want die logica zit al in de fans zelf.

[Septillion]

@DataGhost Klopt, maar meeste laten zich met PWM op de spanning ook wel regelen. Blijkt ook uit het feit dat het nu werkt.

Maar direct de PWM aansturen van een PWM fan (4-pin) is zeker ook een optie. Maar moet je inderdaad rekening houden dat de frequentie dan specifiek is. Wel inderdaad nog minder solderen

[ Voor 6% gewijzigd door Septillion op 12-10-2021 14:24 ]

[Fidelity]

Klopt, het zijn PWM fans. Maar omdat er geen potmeter > PWM signaal bord bestaat voor zover ik weet, heb ik gekozen om alleen het voltage te regelen met een potmeter. Maar ik kan de fans aan constante 12v hangen en dan wel iets met dat PWM signaal doen.

Alleen tja... die electronica wordt lastig haha... Rpi is ook geen optie? Ik zie hier iemand die een PWM signaal gebruikt om zijn Rpi fan te bedienen:
https://github.com/tedsluis/raspberry-pi-pwm-fan-control

Dat is niet helemaal wat ik zoek. Maar hij sluit het PWM signaal direct op de Rpi pinnen aan zonder verdere toeters en bellen?

[DataGhost]

Het kan prima met een raspberry pi maar dat is echt vette overkill voor iets wat je met een ESPtje van een paar euro kan regelen. Een AtTinyX5 van een paar cent kan het ook. Als jij er graag 10-40 euro tegenaan gooit voor een full-blown computer die alleen maar wat pulsjes hoeft te geven, be my guest

[Fidelity]

Mwah een Rpi heb ik hier nog liggen Zelfs nog een oude Rpi1 geloof ik. Dus dat zou zeker een optie zijn!
Vraag mij dan alleen af of het daadwerkelijk een kwestie is van 1 kabeltje en wat programmeerwerk. Of dat ik dan mijn fans om zeep help. Aangezien jullie het hierboven over PWM frequentie hebben?

[DataGhost]

Een ESP8266 kan het misschien niet trouwens, een ESP32 als het goed is wel, vanwege de frequentie. In hoeverre die uitmaakt bij een PWM-fan weet ik niet precies, de spec zegt target 25KHz, range 21-28KHz. Mechanisch gezien zal dat voor de motor belangrijk zijn omdat die anders gek kan lopen of stil kan blijven staan. Maar normaal werkt een PWM-fan zonder PWM-signaal, dus ik verwacht dat er nog een chipje tussen zit die enkel iets doet met signalen tussen 21 en 28KHz. Ik verwacht dus dat de fan gewoon voluit blijft lopen als je frequentie daar teveel van afwijkt.

Ik ga hier geen bindende uitspraken over doen maar zolang je binnen de specs blijft (dit is bijv. zo'n document) qua voltages en frequenties zal er niks mis moeten gaan. Als je een Rpi hebt liggen kan je inderdaad gewoon daarmee aan de slag gaan om iets te bouwen. Als dat werkt kan je hetzelfde nogmaals bouwen op een goedkoop chipje zoals een ESP32, waarin je ook gewoon WiFi/NTP en alles hebt zitten maar dan tegen een fractie van de kosten en energiegebruik van een Rpi, plus dan heb je je Rpi weer vrij voor andere projecten.

En 1 kabeltje... je moet ook de GND nog aan elkaar knopen dus het zijn er minimaal twee als dat nog niet elders gebeurd was

[ Voor 5% gewijzigd door DataGhost op 12-10-2021 14:42 ]

[Septillion]

Of je nu een RPi pakt of een ESP, wat je moet verbinden blijft hetzelfde...

Als je iets meer tijd in de software wilt steken zou via PWM (direct aansturen van de fan) prima moeten lukken met zowel een Pi als een ESP. Echt exact net zo veel draden als je de ESP ook uit de USB voedt. Wil je de ESP uit dezelfde voeding voeden als de fans is het echt 2 draadjes meer. Dus naar mijn idee zit het probleem puur in je hoofd door het meer onbekende

En volgens mij zou een ESP8266 dat ook prima moeten kunnen. Misschien moet je er alleen wat dieper induiken. Want ja, frequentie is belangrijk, die PWM stuurt in de meeste fans niet simpelweg een DC motor aan namelijk.