Lüfter Untervolten leicht gemacht

[tele]

Lüfter Untervolten leicht gemacht

Vorwort

Wie bereits im Gehäuselüfter FAQ angesprochen,
gibt es eine Möglichkeit Lüfter unter ihrer vorgesehenen Spannung zu betreiben, um den Lüfter langsamer laufen zu lassen.

Dieses Tutorial beschreibt die Möglichkeiten, ohne zusätzliche Bauteile wie Widerstände oder Potentiometer einen Lüfter
hardwareseitig und dauerhaft langsamer zu betreiben.

Achtung: Stromverbindungen NUR bei ausgeschaltetem Rechner verbinden und trennen! Ich übernehme für eventuell entstandene Schäden KEINE Haftung.

1. Theorie

1.1 Warum Untervolten?

Der Hauptgrund für einen Untervoltungsplan wird wohl der Wunsch nach einem geräuschärmeren Rechner sein.
Wobei man Wert darauf legt, vorhandene Lüfter verwendne zu können und keine zusätzlichen Bauteile wie
Widerstände oder Potentiometer verwenden möchte.

1.2 Effekte & Nebenwirkungen

Natürlich hat auch das Untervolten zwei Seiten einer Medallie. Zum einen sinkt zwar durch die geringere
Spannung die Leistung des Lüfters und damit auch das Geräusch, welches durch starken Luftstrom verursacht wird.
Aber im Gegenzug steigt das Geräusch, welches vom Brummen des Motors hervorgerufen wird.

Demnach sollte man einen Lüfter zunächst auf bestimmten Spannungen testen, ob der Geräuschpegel erträglicher ist,
bevor man mit endgültigen Einbaumaßnahmen beginnt.

1.3 Theoretische Vorgehensweise

Um einen Lüfter leiser zu bekommen, kann man ihn entweder mit einer geringeren Stromstärke oder weniger
Spannung betreiben, sodass die Leistung des Lüfters geringer wird. Da man aber recht schlecht den Ampere-Wert
ändern kann, werden fast alle Leistungsreduzierungen über die Spannung erledigt.

Ein Gehäuselüfter wird in der Regel mit 12V Spannung betrieben, welche in den meisten Fällen von Molex-Steckern
bereitgestellt werden.

Da wir aber eine geringere Spannung benötigen, müssen wir Stromversorgungen benutzen, welche eine geringere Spannung
zur Verfügung stellen. In Frage kommen hierbei besonders die Stecker für ATA-Geräte und Diskettenlaufwerke.

Diese stellen vier Anschlüsse zur Verfügung:

• Gelb - +12V
• 2x Schwarz - Masse
• Rot - +5V

Je nachdem wie man nun die Anschlüsse miteinander kombiniert, erhält man verschiedene Spannungen:

• Gelb + Schwarz = 12V
• Rot + Schwarz = 5V
• Gelb + Rot = 7V

1.4 Theoretischer Schaltplan



2. Praxis

2.1 wie bekomme ich die Pins aus den Steckern?

Die meisten Pins in den Stromsteckern für Molex, Diskettenlaufwerke und ATA-GEräte haben einen Widerhaken. Im Stecker
für ATA-Geräte sind es sogar 3.
Wenn man also den Pin ohne große Gewalteinwirkung entfernen möchte, so muss man z.B. mit einer Nadel den Widerhaken
in Richtung Pin-Innenseite drücken.
Darauf lässt sich der Pin einfach aus dem Stecker ziehen.

2.2 Löten, Kleben oder doch anders?

2.2.1 Löten
Der Vorteil von Löten liegt klar auf der Hand: die Kabel sind sauber verbunden und gehen so schnell nicht auseinander.
Allerdings ist es auch die fast endgültigste Variante - will also überlegt sein. Daher ist Löten gut für endgültige
Projekte, aber für Testinstallationen eher ungeeignet.
Außerdem braucht mal für das Löten wesentlich mehr Equipment als für die anderen Varianten.

2.2.2 Kleben
Kleben ist vielleicht ein bischen irreführend. Besser wäre in diesem Fall "mit Klebeband fixieren". Dabei werden die
abisolierten Kabelenden miteinander verdrillt und schließlich mit einem Stück Klebeband fixiert.
Der Vorteil ist der geringe Materialaufwand und die schnelle Deinstallierbarkeit, der Nachteil die recht schlechte
Verbindung.

2.2.3 Stecken
eine weitere Variante der schnellen Verbindung, die aber auch eine recht hohe Verbindungsqualität beinhalten kann,
sind Lüsterklemmen. In Verbindung mit Kabelende-Hütchen ist eine noch höhere Verbindungsqualität und schnellere Deinstallierbarkeit
ebenfalls möglich.
Natürlich braucht man für diese Art der Verbindung ein paar Lüsterklemmen im Haushalt.

3. Für Fortgeschrittene: mit Schalter

Natürlich kann man das ganze noch ein wenig erweitern, z.B. mit einem 1-poligen Schalter mit Ein-Aus-Ein Belegung.



Anmerkungen

• Bitte keine Diskussion im Anhang des Artikels
• Fragen, Wünsche und Anregungen bitte per PM an mich
• Ich übernehme keinerlei Garantie für die Funktion der hier beschriebenen Sache
• Sollte in Verbindung mit diesem Tutorial irgendwelche Schäden entstehen, so übernehme ich keine Haftung oder ähnliches dafür - Durchführung auf eigene Gefahr

[tele]

Hallo,

für alle die gern die Basics über das Betreiben von Lüftern unter ihrer eigentlichen Spannung wissen wollen, habe ich ein neues tutorial geschrieben:

Lüfter Untervolten leicht gemacht

Bitte postet hier im Anschlüss WÜnsche, Verbesserungsvorschläge, Ergänzungen, Lob, Kritik, Richtigstellungen und alles was euch dazu einfällt.

Danke schonmal im Voraus,

Euer tele

[_SpyBytes_]

Gute Arbeit, wirklich lobenswert! Und ich denke es ist für jeden etwas dabei und ebenso leicht verständlich.

MfG _SpyBytes_

[Born from Pain]

Ja, schließe mich _SpyBytes_ an . Gutes Tutorial, gut gemacht.


Gruß
Born from Pain

[bigfoot996]

also die erste "frage" (oder feststellung ) : man kann doch auch ganz einfach wenn man z.b. einen lüfter hat der von haus aus nur 2 kabel hat, die kabel einfach in einen 4pin molex stecker stecken, oder etwa nicht? also das eine z.b. an 12V (gelb) und das andere an masse (schwarz) dann sollte es doch auch gehen oder?!

und man braucht weder lötkolben, zinn ect oder klebeband oder irgendwlche klemmen!


MfG
bigfoot996

[Pirke]

Die Lösung für 7 Volt funktioniert zwar, ist aber glaube ich nicht gerade elegant, da man die 5 V als Masse "missbraucht" und das Netzteil das IMO nicht so recht mag.
Besser ist da natürlich einen Widerstand o.ä. zu verwenden.

[Crystallion]

Zitat von bigfoot996

und man braucht weder lötkolben, zinn ect oder klebeband oder irgendwlche klemmen!

...und Du fixierst die Kabel dann wie ? Oder riskierst Du, dass sich zum Beispiel das Massekabel löst und wild Bauteile auf dem Mainboard "anfunkt" ?

[tele]

ich wüsste spontan auch keine stelle, an der man die losen Kabelenden eines Lüfters einfach so an eine Stromquelle anstecken kann. Die einzigen Stecker, die dafür in Frage kämen, wären die Stromstecker für Diskettenlaufwerke, aber die sind ja dummerweise verkehrt herum. Was man jedoch öfters bei vorgefertigten Lösungen sieht, ist die verdrillung der kabel in einem ATA-Geräte-Stromstecker wie z.B. das hier:

[kerri]

Zitat von tele

Bei den Dingern kann man die Kabel auch nach Deiner Anleitung ohne spezialwerkzeug so tauschen, dass sie die Entsprechenden Spannungen ergeben. Mit ner spitzen Pinzette die Kontakte aus den Plastikteilen rausfummeln (die haben 2 kleine Widerhaken) und in der entsprechend gewuenschten Stellung wieder reinfummeln (vorher die Widerhaken wieder in die richtige Form biegen, geht mit ner Nadel ganz gut). Tauscht man beispielsweise im obigen Bild rot und gelb, bekommt man 12V statt 5V.

Nachteil: die Farben entsprechen dann nicht mehr mit den gelieferten Spannungen. Die Kabel muessen im Maennlein- und Weiblein-Stecker auf die gleiche Art vertauscht werden, sonst verabschieden sich eventuell daran angeschlossene Geraete mit einem kleinem Feuerwerk.

Gruesse, kerri

[Exit]

Tele - wie wäre es zusätzlich noch ein paar Lüftersteuerungen mit aufzunehmen?

Gerade die Zalman Fanmate 2 (circa 5€) bietet sich da als Lösung an, und man kann damit einen Lüfter eigentlich optimal anschließen, falls er doch Probleme hat, mit so wenig Spannung anzulaufen.

[bigfoot996]

Zitat von tele

ich wüsste spontan auch keine stelle, an der man die losen Kabelenden eines Lüfters einfach so an eine Stromquelle anstecken kann. Die einzigen Stecker, die dafür in Frage kämen, wären die Stromstecker für Diskettenlaufwerke, aber die sind ja dummerweise verkehrt herum. Was man jedoch öfters bei vorgefertigten Lösungen sieht, ist die verdrillung der kabel in einem ATA-Geräte-Stromstecker wie z.B. das hier:

na da forne, IN den molex REIN!!! da sind doch so kleine kanäle wo norml die pins der endgeräte reinkommen! da einfach eins in 5 volt und eins an masse nur zum beispiel!


MfG
bigfoot996

[DonSchado]

Zitat von bigfoot996

na da forne, IN den molex REIN!!! da sind doch so kleine kanäle wo norml die pins der endgeräte reinkommen! da einfach eins in 5 volt und eins an masse nur zum beispiel!

Das ist doch Fummelei! Besser ist das anständig mit nem Molex Stecker.
Um die Stecker zu entfernen gibt es notfalls sogar Werkzeug!

siehe da ->

http://www.caseking.de/shop/catalog/default.php?cPath=30_205

Caseking

[ZuckeR]

einfach mit einem Stückchen Draht (z.b. aufgedrehte Büroklammer) die Widerhaken eindrücken, dann kann man die Pins ganz einfach aus den Steckern rausziehen. Diese Methode kostet auch nix, Büroklammern hat man immer irgendwo rumfahren

Man muss die Haken halt wieder zurechtbiegen, wenn man die Pins erneut versenken will, aber das is ja bei jeder Lösung so.

[tele]

Solcher Draht hat natürlich immer den Nachteil, das er recht biegsam ist. Ich verwende am liebsten Klöppel-Nadeln. Die sind so ca. 5cm lang und auch "etwas" grober als normale Nadeln, sodass man auch ohne Verbiegungen etc. Widerhaken aus recht groben ATA-Geräte-Stromsteckern entfernen kann.

[Qndre]

Zitat von Pirke

Die Lösung für 7 Volt funktioniert zwar, ist aber glaube ich nicht gerade elegant, da man die 5 V als Masse "missbraucht" und das Netzteil das IMO nicht so recht mag.
Besser ist da natürlich einen Widerstand o.ä. zu verwenden.

Kann man sehen wie man will. Ein Widerstand bringt Dir Verlustleistug in Form von Wärme. Ob das grad besser ist kommt auf den Strom an, der durch ihn fließt. Bei kleinen Strömen ist das kein Problem, der Zusammenhang zwischen Leistung und Strom ist jedoch nicht linear sondern quadratisch, denn es gilt: P = I² * R

Ich erläutere das mal an einem Beispiel: Ein Papst 8412NGGLE hat eine maximale Leistung von 350 milliWatt und zieht folglich 30 milliAmpere Nennstrom bei Versorgungsspannung von 12 V, hat also einen Innenwiderstand von 400 Ohm. (Das stimmt nicht ganz weil der Lüfter eine Schaltung drin hat, der ihn mit Wechselstrom versorgt, elektronische Kommutierung nennt sich das, das wollen wir hier der Einfachheit halber vernachlässigen. Der Vollständigkeit halber steht unten noch wie man die Frequenz des Wechselstroms durch die Motorspulen ausrechnet.)

Inenn = P / U = 350 mW / 12 V = 30 mA
Rluefter = U / Inenn = 12 V / 30 mA = 400 Ohm

f = rpm / 60 s/min = 1000rpm / 60s/min = 16.67 Hz

Wenn ich den Strom durch ihn halbieren möchte muss ich logischerweise einen Widerstand davorschalten, sodass durch den Gesamtwiderstand der Schaltung (Lüfter und Widerstand in Reihe) der halbe Strom fließt, während über dem Gesamtwiderstand der Reihenschaltung natürlich weiterhin die 12 V an Spannung abfallen.

Rgesamt = U / Ineu = 12 V / 15 mA = 800 Ohm
Rvorwiderstand = Rgesamt - Rluefter = 800 Ohm - 400 Ohm = 400 Ohm

Welch' ein Wunder dass wir zu den 400 Ohm des Lüfters nochmal 400 Ohm in Reihe schalten, um den Strom zu halbieren. Rechnen wir jetzt mal aus, was der Vorwiderstand für Leistung verbrät:

Pvorwiderstand = Ineu² * Rvorwiderstand = (15 mA)² * 400 Ohm = 90 mW

90 milliWatt werden also an dem Widerstand verbraten. Das ist nicht wirklich viel, also könnte man's in dem Fall getrost so machen. Bei Lüftern mit größeren Leistungen könnte es allerdings dem Widerstand zu viel werden. Jetzt wisst ihr auf jeden Fall wie ihr's ausrechnen könnt.

Wie wär's mal wenn jeder den "fettesten" (von der elektrischen Leistung her) Lüfter nennt, den er kennt, zusammen mit der Nennleistung? Von dem mit der größten Leistung können wir hier dann nochmal ein Beispiel durchrechnen und überprüfen, ob es in dem Fall immernoch möglich ist, ihn mit einem Vorwiderstand auf den halben Nennstrom zu drosseln. Falls es bei dem Lüfter auch kein Problem ist könnte man das als "elegantere Lösung" ruhig so stehen lassen.