Voltage 24V ventilator verlagen met weerstand

[A Lurker]

Ik wil graag een ventilator wat langzamer laten draaien middels een weerstand. Andere opties zijn niet reëel dus ik wil me beperkten tot de volgende situatie:

24V 0.1A ventilator
graag wil ik het voltage wat er over de ventilator staat verlagen met zo'n 4V tot 8V.

Dus moet de weerstand een spanningsval van 4V tot 8V bewerkstelligen.

Een ventilator is in feite een motor; en de weerstand varieert. Is het voor het grotere plaatje van vooral het vermogen die de weerstand voor zijn kiezen krijgt ok om de gemiddelde weerstand van de ventilator te stellen op 24V/0.1A = 240Ohm?

Want dan kan ik verder rekenen met wat de gewenste weerstand ongeveer moet zijn.

4V verlaging zou een weerstand van ongeveer 50 Ohm vereisen:
want, dan is er totaal 290Ohm en is de spanningsval V2 over de weerstand

R = R1 + R2
met R = 290 Ohm, R1 = 240 Ohm, R2 = 50 Ohm

R2/R * 24V = V2
50/(240+50) *24V =~ 4.13V

Dan gegeven de stroom van de ventilator betekent het een stroom op 24V van 0.1A. Dan is het zo dat de weerstand maximaal 0.413W aan warmte moet afvoeren?

Ik wou dan voor de zekerheid een 2W weerstand aanschaffen, omdat ik geen gevaren wil qua warm wordende weerstanden, en die 0.1A van de fan een fabrieksopgave is, geen meting. En natuurlijk even kijken hoeveel ohm ik kies, 47Ohm of even kijken wat 100Ohm zal doen, en dan nogmaals de berekening doen of het vermogen van de weerstand toereikend is.

Klopt deze berekening zo of zijn er problemen?

[3dmazter]

Kun je niet gewoon minder volt geven ipv 24 verlagen met weerstanden?

[A Lurker]

3dmazter schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:01:
Kun je niet gewoon minder volt geven ipv 24 verlagen met weerstanden?

"Andere opties zijn niet reëel dus ik wil me beperkten tot de volgende situatie:"

[3dmazter]

Potmeter er tussen?

[Twazerty]

Spanning verlagen kan ook met een stabilisator. Bv de LM317. Wellicht een beetje overkill en niet zo energie-efficiënt. Bv https://www.pcfelectronic...-step-down-converter.html

[Frank__B]

Je beredenering is in principe correct als je er vanuit gaat dat de ventilator een ohmse weerstand is. Maar:

• Je totale weerstand is nu 290 ohm, dus je stroom is ook geen 0,1A meer maar ongeveer 0,083A. Je weerstand moet dan 0.342W dissiperen;
• De motor reageert niet als weerstand. Bij opstarten zal deze meer stroom nemen dan wanneer deze op snelheid is. Ook de hoeveelheid lucht die hij verwerkt heeft invloed op het vermogen (denk aan een stofzuiger die je dicht houdt).

Dat laatste zal er wel voor zorgen dat de regelkarakteristiek niet ideaal is. Soms is het gewoon een kwestie van simpelweg proberen. Ik verwacht niet al te veel problemen (behalve dat 50 ohm weerstanden niet zo gangbaar zijn, dus dat zal 47 ohm worden). En als tip: zet je weerstand vlak voor of na je ventilator, dan blijft deze iets koeler

[Boudewijn]

Een potmeter kan het vermogen mogelijk niet kwijt. Ik zou idd met een lm317, of een 78xx ic spelen. Of wellicht pwm'en, of heb je dat bewust buiten de scope van je oplossint gelaten?

Het lastige is dat je ventilator niet-Ohms is. Dwz dat een verlaging van de spanning niet evenredig is aan de verlaging van vermogen/arbeid die geleverd wordt.

[A Lurker]

Frank__B schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:20:
Je beredenering is in principe correct als je er vanuit gaat dat de ventilator een ohmse weerstand is. Maar:

• Je totale weerstand is nu 290 ohm, dus je stroom is ook geen 0,1A meer maar ongeveer 0,083A. Je weerstand moet dan 0.342W dissiperen;
• De motor reageert niet als weerstand. Bij opstarten zal deze meer stroom nemen dan wanneer deze op snelheid is. Ook de hoeveelheid lucht die hij verwerkt heeft invloed op het vermogen (denk aan een stofzuiger die je dicht houdt).

Dat laatste zal er wel voor zorgen dat de regelkarakteristiek niet ideaal is. Soms is het gewoon een kwestie van simpelweg proberen. Ik verwacht niet al te veel problemen (behalve dat 50 ohm weerstanden niet zo gangbaar zijn, dus dat zal 47 ohm worden). En als tip: zet je weerstand vlak voor of na je ventilator, dan blijft deze iets koeler

Klopt inderdaad dat de stroom ook weer verlaagt door de weerstand, bedankt voor de toevoeging daarvan. Zelfs al zou de fan in werkelijkheid 0.15A doen op 24V zit ik onder de streep nog aardig veilig met mijn 2W weerstand, dat is fijn om te weten . Ik ga er gewoon een aantal kopen (heb nog 0 weerstanden in mijn collectie) en 47 Ohm en 100 Ohm proberen. Het is maar dat de ventilator net wat minder hard draait, en als het uiteindelijk gewoon nog soepel loopt is het prima.

[Boudewijn]

Twazerty schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:17:
Spanning verlagen kan ook met een stabilisator. Bv de LM317. Wellicht een beetje overkill en niet zo energie-efficiënt. Bv https://www.pcfelectronic...-step-down-converter.html

Het vermogen gewoon in een weerstand opstoken is ook niet heel energie-efficient. Wel kosten-efficient qua componenten

[Umbrah]

Gezien het voltage gok ik: 3D printer? Ik zal niet zo snel, zeker bij een motor, met weerstanden aan de gang gaan. Afhankelijk van het soort fan is het ook niet nodig, veel fans hebben namelijk PWM regeling of iets soortgelijks ingebouwd, en afhankelijk van wat voor apparaat/aansturing er in zit, kan je dat vrij eenvoudig inregelen.

Ben het er mee eens dat een simpele step-down converter misschien overkill is, zeker bij dergelijke belasting, maar een weerstand kan afhankelijk van de situatie ook lastig uitvallen. Misschien zou je idealiter, als je meer dan enkel een 24V lijn tot je beschikking hebt, iets met een andere lijn kunnen doen en gebruik maken van een potentieel verschil. Voordat PC fans namelijk PWM waren deden we regelmatig het kunstje dat we het kunstje "geel + rood" ipv "geel + zwart" deden. Waarom? Geel = 12V, rood = 5V, zwart = 0V. Met geel + rood krijg je dan 7V. Veel fans in die tijd konden daar mee omgaan. Natuurlijk met PWM helemaal niet meer nodig, maar wie weet wat je kan met je apparaat. Zorg er wel voor dat er werkelijk een relatief potentiaal verschil is, dus dat het niet zoiets is als een Voron waar zowel een 24V als een 5V voeding in zit, zonder gebrugde nullen.

In theorie kan dit ook een extra soldeer/contact/risico plek voorkomen, zeker omdat uit mijn ervaring boven gemiddeld veel 24V fans werkelijk "bewegen" ipv stilstaande dingen zijn. Lees 3D printers

[A Lurker]

Boudewijn schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:28:
Een potmeter kan het vermogen mogelijk niet kwijt. Ik zou idd met een lm317, of een 78xx ic spelen. Of wellicht pwm'en, of heb je dat bewust buiten de scope van je oplossint gelaten?

Klopt; ik heb niet superveel ervaring op dit gebied maar mijn vooronderzoek kwam uit op dat alle alternatieven een of meerdere voor mij grote nadelen hadden. En de weerstand is goedkoop, simpel, compact, ik begrijp precies hoe ik dat moet monteren, en zolang hij 'zwaar genoeg' is ook geen probleem qua warmte. Tenminste ik ga dus voor die 2W. Als ie alsnog heel warm wordt dan gooi ik dit idee ook overboord. Het komt ook niet zo nauw; vandaar mijn brede range van 4-8V verlaging middels de weerstand.

[Boudewijn]

Dan is die 47 Ohms weerstand prima. De tip om hem te koelen in de luchtstroom is ook een goeie. Succes

[A Lurker]

Umbrah schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:33:
Gezien het voltage gok ik: 3D printer?

Bingo!

Umbrah schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:33:
Misschien zou je idealiter, als je meer dan enkel een 24V lijn tot je beschikking hebt, iets met een andere lijn kunnen doen en gebruik maken van een potentieel verschil.

Heb ik geprobeerd maar het bord heeft eigenlijk voor 95% van alle aansluitingen 24V, enige is een probe op 5V maar dat heb ik gebruikt om naar 19V te gaan en toen startte de printer niet meer op. De fans werkten prima, stukje stiller, dus ik had het wel goed aangesloten. Uit de PSU zelf komt ook 24V. Dat bord zet nauwelijks wat om. Het is helaas geen Prusa die ook nog gewoon 5V of -5V aanbiedt her en der op de aansluitingen

Ik hoop dat we over een paar jaar ook gewoon stillere 24V fans hebben, de meesten zijn 3000+ en dan wordt het al snel te luid voor mij, werkelijk waar heel aliexpress afgestruind (want probeer maar eens in de EU een 24V fan te kopen, die kosten vaak echt een fortuin). Printer moet 's nachts aan kunnen staan zonder 's ochtends een boze missus naast me te hebben

(Ik liet de hele casus in begin bewust achterwege omdat je dan helemaal de oplossingrichting open gooit, maar sommige mensen zijn gewoon goed met de context er gewoon bij bedenken zo blijkt)

[ Voor 28% gewijzigd door A Lurker op 17-01-2024 13:47 ]

[memphis]

Ventilatoren lager laten draaien middels een weerstand is veel gedaan. Je berekeningen zullen je in ieder geval in de juiste richting brengen maar voor de gewenste waarde zal je misschien iets meer met andere waardes moeten spelen.

[Umbrah]

Probe poorten zijn altijd een beetje vaag, overigens: net zoals endstop poorten - pinout van m'n RatRig poorten en multimeter doormeten was best wel wat tijd.

Heb zelf in m'n RatRig naast de Pi (ergo: losse 12V voeding, en in de voeding eigenlijk gewoon 6 rails: 230V AC L+N, PE, 5VDC, 0VDC, 24VDC. Printer werkt met een CAN-BUS config, dus naast de octopus die wél een losse 12V/24V/5V/3.3V rail heeft, helaas alleen 24V (want: maar 4 kabeltjes naar de toolhead toe) op de kop. Klopt dat daar ook wel 5/3.3V zit, maar idd: voor probes/endstops en niet iets waar je een fan op wilt zetten.

Maar in dit geval is het vrij makkelijk, heb gelukkig ook PWM op het toolboard zitten, en PWM op het mainboard (nogmaals: octopus is een fijn board). En dan zal ik je eigenlijk aanraden: zoek een geldige PWM op je board, en gebruik je firmware om de fan een bepaalde snelheid/situatie te geven. Klipper is vrij eenvoudig daar in, marlin niet, maar het belangrijke is: het geeft je vrijheid en configuratie die je met een weerstand (en soldeerwerk, wat bros is waardoor je het uberhaupt niet op een plek wilt wáár een printer fans heeft die herrie maken - bij de electronica leg je maar een paar 12CM fans aan om de stepperdrivers te koelen!)

Ik heb 3 fans op m'n toolhead, en afhankelijk van wat ik print wil ik ze alle drie kunnen aansturen. Eenmaal standaard (40*40*10, juist van noctua afgestapt omdat ik meer koeling wou) op de heatbreak, en 2x 50*15 blowers op de toolhead (zou naar 40*28 moeten gaan want dat is de huidige trend en meetbaar beter maar nogmaals: stofzuiger geluid heb ik al in m'n serverpark, hoeft niet bij een printer).

Alles in PWM puur omdat ik met PLA welliswaar niet veel heatbreak cooling nodig heb en dus 'rustiger' kan draaien, maar mocht ik ASA willen printen en de printer afsluiten in iets enclosure-achtigs dan ga ik echt alles willen doen om die heatbreak te koelen omdat ik anders binnen no-time een verstopte hotend heb. De reden ook dat merken als Prusa tegenwoordig óók thermistors in de heatbreak zetten overigens.

Mijn advies is dan ook: vind een PWM bus, en ga lekker firmware spelen. Dan houd je vrijheid die je met een weerstand niet hebt.

Zeker voor een printer waar de weerstand niet alleen je probleem is, maar ook signaalkwaliteit, beweging, en extra hitte die de situatie van de weerstand ineens kan veranderen, is simpeler beter. Geloof me. M'n eerste printerbouw was ik uiteindelijk ook te veel tijd bezig met spaghetti, en dat is de reden dat ik nu "zo veel mogelijk software, en die CAN-bus" als methode hanteer. Makkelijker in het onderhoud, en ik garandeer je: je krijgt onderhoud!

[ Voor 9% gewijzigd door Umbrah op 17-01-2024 13:57 ]

[A Lurker]

Umbrah schreef op woensdag 17 januari 2024 @ 13:56:
...

Dank voor je uitgebreide antwoord. De reden waarom ik toch weerstand hou (letterlijk en figuurlijk) is omdat de situatie bij mij toch wat anders ligt. Allereerst betreft het de fan voor het mainboard. Dit is standaard een 4010 24V maar die blaast gewoon hard terwijl hij niet voldoende koelt (er zijn al mensen met mijn printer met oververhitte drivers; het is een Sovol SV06 overigens). Ik ga dus voor een grotere 24V fan die zelfs op 16-20V nog veel meer lucht zal verplaaten. Ik hoef daar dan nooit meer iets aan te tweaken; de nieuwe fan doet 5-10x meer airflow en zelfs op een iets lager voltage zal dat nog een ruime factor verbetering overhouden. Dat moet genoeg zijn voor de koeling. Mocht het in de zomermaanden niet zo zijn print ik dan wel wat slomer .

Die PWM is er inderdaad wel maar die is dus al in gebruik door de de part cooling fan. Andere PWMs betwijfel ik of die er nog zijn (de hotend fan draait namelijk gewoon altijd voluit).

Ik heb al wat kroonsteentjes geplaatst voor het een of ander, dus het is toch al spaghetti. Maar het zit niet in de weg, kan gewoon overal goed bij, en ik wil een behuizinkje maken voor de kroonsteentjes zodat ik dat gewoon ook netjes afgedekt heb.

Het klopt; design for change is een goede. Altijd. Dat heb ik ook hoog in het vaandel.


Update:
Weerstanden binnen en wat uitgeprobeerd. Mijn berekeningen kwamen aardig in de buurt, 47Ohm levert een spanning van 20.4V op de ventilator op, bij 100 Ohm zit ik op 17.0V. Die laatste geeft voor mij de beste verhouding lawaai en airflow. Echter wordt deze wel vrij heet, ik verbrand mijn vinger nog net niet, dus ik denk dat ik er 2 van 47Ohm in serie doe.

[ Voor 11% gewijzigd door A Lurker op 23-01-2024 17:29 ]