[elims]

Hi,

da mein Mainboard keine Lüfterregelung per Software unter Linux mitmacht bin ich gerade dabei selber eine USB-Lüfterregelung zu bauen. Die ersten Tests waren sehr viel versprechend. Basis ist eine Arduino Physical Computing Platform. Lässt sich gut über USB programmieren und nachher auch steuern. Lüfter wird über 32kHz PWM geregelt. Lediglich das Auslesen des Tachosignals hat noch nicht geklapp. Der LM35 Temperatursensor gibt genaue Termperaturen zurück.

Die Temperaturen will ich eigentlich aus dem MoBo auslesen und dann eine Software über den Arduino den Fan regeln lassen. Da ich die Software eh selber schreiben muss, wollte ich mal eure Meinung zum Thema optimale Fansteuerung und Regelkurven wissen. Eine Steuerung mit mehreren Stufen und Schaltschwellen will ich nicht machen. Der Fan soll stufenlos geregelt werden.

Ich werf einfach mal ein paar Möglichkeiten in den Raum:

• Regelung auf feste Temperatur mit PID-Regler
  
• Linear plus Hysterese damits nicht anfängt zu schwingen
  
• Das selbe mit temperaturabhängiger Hysterese
  
• CPU-Auslastung mit einbeziehen und thermische Last antizipieren

Ziel der Regelung soll sein, möglichst wenig Lärm über einen weiten Bereich zu erzeugen.

So sieht der Prototyp im Moment aus:


P.S.: Bitte keine PWM Diskussion ;-) Mein Fan macht keine Nebengeräusche dabei. Außerdem ist das Schaltungstechnisch sehr viel einfacher.

[Fluxon]

Ein Arduino ist wohl ein wenig Overkill für einen Lüfter, aber die Ausbaufähigkeit und die Möglichkeiten die einem damit zur Verfügung stehen sind nicht schlecht, das gebe ich zu.

elims sagte am 13.05.2009, 21:52:

P.S.: Bitte keine PWM Diskussion ;-) Mein Fan macht keine Nebengeräusche dabei. Außerdem ist das Schaltungstechnisch sehr viel einfacher.

Zumindest kann die Steuerung mit PWM dein Tachosignalausleseproblem erklären, da der Sensor, der für das Tachosignal zuständig ist, so nicht permanent mit Strom versorgt wird und das ein möglicher Grund ist, warum es nicht funktioniert.

Zum Rest sei dir ein Artikel in der C't 10/09 empfohlen, indem alle notwendigen Gedanken zu Steuerung sehr gut beschrieben sind. Ich schick dir den Artikel gerne per Email, da es mir zu viel ist, alles hier aufzuschreiben.
Schick mir mal ne PN mit deiner Emailadresse, wenn du die C't nicht da hast.

Die grundlegende Regelkurve wird darin zwar nicht behandelt, aber vielleicht kannst du dir damit selbst ein Bild machen, was am sinnvollsten ist.

mfg,

Fluxon

Dieser Beitrag wurde von Fluxon bearbeitet: 13. Mai 2009, 21:38

[ähM_Key]

Besorg dir nen anständigen Lüfter und lass den konstant laufen

Ansonsten sollte es ein PI, wenn nicht sogar nur I-Regler tun.
Viel Spass beim Einstellen...bei den Zeitkonstanten

[elims]

@ Fluxon:
Der Arduino lag grad da, deswegen. Aber selber eine ATmega Schaltung zusammenlöten wäre imho noch mehr overkill. Und die Arduinos sind so unglaublich praktisch.

Das Tachosginal wird in der Tat durch das PWM gestört. Laut Specs ist das Tachosignal open collector wird also gen Masse geschaltet. Die Leistungsstufe ist im Moment als low side switch ausgeführt; klaut dem Tachosignal also immer die Masse. Werde das bei Gelegenheit mal zu einer high side switch umbauen. Dann hoffe ich das es geht.

@ ähM_Key:
Im Moment läuft ein S-Flex 1200 mit Vollgas durch. Schon leise, aber das mit Abstand lauteste am ganzen Rechner. Ist noch zu laut.

Das Problem bei den ganzen Reglern ist, dass sie immer versuchen einen Zielwert einzustellen. Wenn ich also 50°C als Zieltemperatur eingebe, dann ist der Lüfter unter 50°C aus und regelt dann darüber aber stärker als er müsste.

Ich favorisiere im Moment die lineare Regelung mit Hysterese. Und die Hysterese mach ich abhängig von dT zwischen Kühlertemp zu gemessener Raumtemp. Verhindert unnötig hohe Drehzahlen und sorgt dafür, dass im Fall mit moderater bis weniger Auslastung die Drehzahl auch schnell wieder fällt.

[TXG]

wenn du mit dem µC schon die möglichkeiten dazu hast, würde ich gleich auf eine zieltemperatur-regelung setzen. dann ist der lüfter im idle aus (was ja optimal ist) und regelt entsprechend hoch. die entsprechende zeitkonstante kannst du ja mit ein paar tests herausfinden.

mfg,
lukas

[migmicha]

Die Frage lässt sich so nicht beantworten. Es gibt zu viele Dinge, die man unter Ansichtssache einordnen kann und es kommt auf die Position bzw. Hardware an.
Z.B. würde ich nie eine Lüfterabschaltung realisieren, ich finde es blöd.
Wenn man nach den internen Sensoren geht, hat man zudem das Problem, dass die von Mainboard zu Mainboard nicht gleich sind.


Bei mir sieht es deshalb so aus, dass 55°C an den Spannungswandlern normal sind, viel tiefer komme ich auch bei 12V am Lüfter nicht.
Bei 65°C ist meine T_tot definiert, ab 68°C an dem Sensor verrechnet sich der Prozessor.
Dazu kommt, dass mein Prozessor entweder bei <1GHz/~20W rumdümpelt oder bei >1600MHz/ >50W schuftet.
Meine Regelkurve ist zwar parabelförmig /quadratisch, allerdings durch die beiden Punkte so steil, dass es praktisch ein/aus gleich kommt.

MfG Micha

[elims]

Da ich eh vorhabe an die beiden Kühlkörper noch einen externen Sensor anzuschließen, kann ich mal überprüfen wie sich die Coretemps im Vergleich zum Kühlkörper verhalten. Und beim Mainboard ist erst mal nur meines relevant :-).

Bei der Lüftersteuerung meines Laptops hab ich gelernt, dass es geräuschmäßig günstiger ist schon relativ früh den Lüfter anzuschalten. Wartet man zu hohe Temperaturen ab, dann dreht der Lüfter schnell sehr hoch. Gerade bei kleiner bis mittlerer Auslastung scheint es günstiger zu sein, wenn schon leicht ein Lüfter geht um das starke aufheizen zu verhindern. Thermische Systeme sind immer recht träge. Hab ich erst mal hohe Temperaturen muss ich stark kühlen um da wieder runter zu kommen. Das spricht für mich sehr stark gegen einen Temperatur Setpoint.

--
elims

Dieser Beitrag wurde von elims bearbeitet: 14. Mai 2009, 18:00