Regolatore tensione per ventole grosse dimensioni senza spendere una cifra

[Jo3]

Buonasera.

Sara capitato a tutti di voler realizzare un regolatore di tensione per ventole basato su un potenziometro.
La teoria di tale circuito e nota a tutti e ovviamente tale circuito e applicabile a quasi tutti i tipi di ventole, ma nel caso di ventole di grosse dimensioni (12x12 con potenze da 4W e superiori), ci si accorge che i prezzi del componente fondamentale (il potenziometro) si aggirano sui 25/30 Euro.

Come ovviare a tale spesa?
La risposta giunge dai potenziometri con valori resistivi piu elevati rispetto a quanto abbiamo bisogno.

Chiunque avra notato che il costo di un potenziometro da 10W con valori resistivi bassi (necessari per una ventola) si aggira sui 30/40 Euro.
Ma osservando il listino, ci si accorge che nella stessa categoria da 10W esistono potenziometri da 3 KOhm il cui prezzo si aggira sui 5 Euro.

Come poter sfruttare tali componenti per gli scopi prefissi ?

la risposta giunge dalla legge del parallelo delle resistenze :

Avendo due resistenze in parallelo R1 e R2, il valore resistivo letto ai capi di queste ultime segue la seguente formula :

R.Eq = (R1*R2)/R1+R2

A questo punto, ci si accorge subito che mettendo due resistenze in parallelo, si ottiene un valore di resistenza equivalente che e sicuramente inferiore al valore della piu piccola delle resistenze utilizzate.

Sfruttando tale legge, e possibile utilizzare potenziometri con resistenza interna superiore rispetto alle esigenze ponendo in parallelo una resistenza limitatrice, che , oltre a fornire il parallelo, se correttamente proporzionata realizza la soglia minima di tensione ai capi della ventola (Es : si puo fissare una tensione minima di 7V, in modo tale da eliminare il pericolo di blocco della ventola per tensioni troppo basse)

Come calcolare quindi il proporzionamento dei componenti :

Innanzitutto e necessario calcolare la resistenza interna della ventola, da cui dipende il proporzionamento dei componenti.

Per calcolare questo parametro, e sufficiente leggere sul cartiglio riportato sulla ventola i parametri tipici :

Tensione di alimentazione : (Volt)
Corrente nominale (Ampere)
Potenza nominale (Watt)

A questo punto si puo ricavare da tali parametri la resistenza interna della ventola :

Resistenza interna (Ohm) = Volt / Ampere oppure
Resistenza interna (Ohm) = Volt*Volt / Watt

Trovato il valore di resistenza, a questo punto e necessario stabilire quale valore di tensione minima si vuole applicare alla ventola, in modo da creare un range di tensione (Es : da 7V a 12V) : Ovviamente tale valore minimo puo essere scelto a piacimento ma non dovrebbe mai scendere al di sotto di 5 Volt, soprattutto per ventole di grosse dimensioni, pena il blocco della ventola e conseguente danneggiamento della stessa.

Se scegliamo ad es 7V come valore minimo, e necessario quindi che il parallelo delle resistenze (potenziometro + resistenza) abbia un valore sufficiente a garantire una caduta di tensione ai propri capi di 5V, lasciando cosi che la ventola riceva 7V come tensione.

Il calcolo e presto fatto :

Resistenza Equivalente (Parallelo tra Potenziometro e Resistenza limitatrice) = Resistenza interna della ventola * (12V - tensione minima applicata alla ventola [7V])/12V


(Questo calcolo deriva dalla legge del partitore di tensione, opportunamente proporzionata)

Ricavata la resistenza equivalente, e sufficiente calcolare nella legge del partitore di tensione quale valore deve assumere la resistenza limitatrice per ottenere il valore calcolato.

Ricavato il giusto valore, e sufficiente realizzare il circuito saldando i componenti in questo modo :




Ovviamente, per il corretto funzionamento, e necessario selezionare la resistenza limitatrice acquistando un componente da 10W, ceramico.


VANTAGGI DI TALE CIRCUITO :

Il costo relativamente basso dei componenti (c.a 6/7 euro, stagno e rame inclusi), contro i 30/40 euro di un singolo potenziometro da 10W.

La possibilita di dimensionare i componenti in modo tale da creare un range di tensione sulla ventola, partendo da un valore minimo di tensione fissabile a piacimento.

L'aver eliminato il rischio di blocco della ventola, causato da valori di tensione troppo bassi applicati sulla ventola stessa.

[ 12 March 2002: Message edited by: Jo3 ]

[omega3]

Maaaa........ un potenziometro da mille lire , uno zener da 200 lire , un transistor da 1500 lire .....

No , è ???

In giornata , se ce la faccio , posto ad Alex uno schemino facile facile per regolare la velocità delle ventole che dovrebbe costare non più di 5 euro.


Poi , ognuno la pensi come vuole.

[Alex Ta]

Batti un colpo appena sei pronto Omega.
Cmq, si deve tener conto che non tutti sono esperti nel maneggiare componenti elettronici, quindi la soluzione proposta da Jo3 è rivolta principalmente a costoro e mi sembra valida.

[omega3]

E mi stà bene , Alex , hai perfettamente ragione e mi scuso per il replay un pò troppo sarcastico.

Ma .... scusami , così come costruite WB ( e pure ad ottimo prezzo , debbo dire ) , perchè non vi cimentate pure nella costruzione di piccoli ed utili accessori tipo questo di cui stiamo discutendo ??

Fareste un bel piacere alla comunità ....

Ciao e scusate di nuovo ...


----

[Jo3]

Originally posted by omega3:
<STRONG>Maaaa........ un potenziometro da mille lire , uno zener da 200 lire , un transistor da 1500 lire .....

No , è ???

In giornata , se ce la faccio , posto ad Alex uno schemino facile facile per regolare la velocità delle ventole che dovrebbe costare non più di 5 euro.


Poi , ognuno la pensi come vuole.</STRONG>

Mi spiego subito :


Un potenziometro che assorba una potenza di 2 W costa 1000 lire

Un potenziometro che regga una ventola 12x12x38 da 6 W deve poter assorbire una potenza nominale di almeno 10W, e ha un prezzo decisamente superiore.

Le soluzioni in elettronica sono infinite.
Questa ovviamente e una tra le tante, che permette la realizzazione di un circuito con potenza massima di 10W (che normalmente non si riscontrano in circuiti casalinghi), con un prezzo abbastanza contenuto (5/6 Euro, INMO un prezzo allineabile al costo di altri circuiti di regolazione tensione ventole).

Ovviamente si puo realizzare soluzioni molto piu raffinate, quali regolatori tramite microcircuiteria (zener e transistor), ma questo circuito offre il vantagggio di essere di semplice realizzazione, e alla portata anche di appassionati che non hanno mai preso in mano un saldatore.

Inoltre, e spiegato passo passo come realizzare il circuito.

Prossimamente, se mi avanzera tempo, realizzerò fisicamente tale circuito, proporzionandolo per una specifica ventola e specificando quali componenti fisici ho comprato e come ho realizzato il tutto.

[ 12 March 2002: Message edited by: Jo3 ]

[ 12 March 2002: Message edited by: Jo3 ]

[omega3]

Infatti hai ragione Jo.

Ti chiedo scusa se le mie parole ti hanno offeso , non era mia intenzione , credimi.

Volevo solo puntualizzare che esistono soluzioni che all'apparenza sembrano più complesse ma che poi ti rendono la vita più facile.

Tutto quì.

Mi scuso di nuovo , le prossime voltè farò più attenzione nei miei replay.


Ciao.

[Jo3]

Originally posted by omega3:
<STRONG>Infatti hai ragione Jo.

Ti chiedo scusa se le mie parole ti hanno offeso , non era mia intenzione , credimi.

Volevo solo puntualizzare che esistono soluzioni che all'apparenza sembrano più complesse ma che poi ti rendono la vita più facile.

Tutto quì.

Mi scuso di nuovo , le prossime voltè farò più attenzione nei miei replay.


Ciao.</STRONG>

Ma dai, scherzi? non devi preoccuparti, le tue parole non mi hanno offeso assolutamente

Ne approfitto piuttosto, visto che sei molto ferrato in materia elettronica, per domandarti come poter realizzare un circuito che sommi le due tensioni di 5V e 12V estraibili dal molex a 4 pin, in modo da ottenere una tensione picco picco di 17V.
Ovviamente, e possibile ottenere 17V estraendo dal molex ATX +12V e -5V, ma gli ampere sfruttabili sono un po pochini.
Mi domandavo a questo punto se fosse possibile creare un circuito che potesse sopportare correnti superiori, prelevando appunto dal molex correnti fino a 4A.

[omega3]

Sì , è fattibile con quello che si chiama STEP-UP , cioè realizzando un circuito che sommi la +12 ad un'altra tensione ....

Solo che occorre un induttore .... dal valore preciso ...

Provo a fare una ricerca nei miei archivi , dovrei avere qualcosa che non utilizza cose difficili da reperire.


Ciao.

[Luigi]

ottimo topic, i miei complimenti a tutti

E perche non proporre entrambi i circuiti?

Sappiate che li pubblichiamo molto volentieri, se vi fa piacere mandatemeli a luigi@pctuner.net , li metto su nel giro di pochi giorni e sono comodi a tutti


Grazie


p.s. farli noi? azz ma qui dobbiamo cambiare mestiere allora !!

[omega3]

Ho già mandato il mio ad Alex .....

Per lo step-up , stò cercando nel server del Lab , ma non ho trovato ancora nulla ....
Mi ricordo che portava una 12 volt a 24 volt con circa 5 ampere ...
Mo vatti a ricordare ..... c'avrà 5 anni quel progetto ..

Guarda se non mi tocca restorizzare i 15 giga di roba che mi si è fottuta con la dipartita dell'IBM DTLA ....

Ciao

[Alex Ta]

Omega, ho ricevuto tutto , lo schema te lo metto qui come post ma se vogliamo fare l'articolo va ridisegnato.
fra poco arriva
....

[Alex Ta]

14 ottobre 2002 , a seguito di alcune segnalazioni da parte
degli utenti , ho provveduto a modificare il circuito di spunto
che soffriva di un problema dovuto alle tolleranze del transistor.
Sono stati aggiornati gli schemi , non esiste più una versione
per correnti inferiori a 2 Ampere , la versione è unica ; il circuito
di spunto ora lavora correttamente fornendo un picco di 12 v all'accenzione per 5-7 secondi circa .



Allora: ecco lo schema che mi ha mandato Omega3
I commenti li lascio all'autore , ovviamente.



Questo c'ha una particolarità : tramite il transistor BDx34 ,
vengono mandati alle ventole per circa 5 - 7 secondi tutti e 12 i volts
di alimentazione ogni volta che si accende il PC.

Questo evita che a lungo andare la ventola possa bloccarsi oppure
non partire a causa della tensione di alimentazione troppo bassa.

Il circuito eroga una tensione regolabile da circa 5 volts fino a
11 volts se alimentato a 12 .

La corrente max è circa 1,5 ampere con questi transistor utilizzati.

Attenzione : il transistor regolatore BD243 và raffreddato con un
piccolo
dissipatore ; ricordo che il lato metallico del transistor è fisicamente
collegato al collettore e quindi ai +12 volts , quindi isolatelo per
bene.
Il circuito NON è protetto dai cortocircuiti , quindi okkio ....

Il datasheet dei transistor lo trovate su: www.eletricazine.hpg.ig.com.br/datasheets/transistores/BD-439-440-441-442.pdf

[Alex Ta]

Originally posted by omega3:
<STRONG>Si , difatti è uno schifo .....

...............
P.S: Alex , mi sà che il link al datasheet si è fottuto con la trasposizione ....

[ 12 March 2002: Message edited by: omega3 ]</STRONG>

Fatto. link ripristinato.

[Jo3]

Originally posted by omega3:
<STRONG>Si , difatti è uno schifo .....

Scusate , ma l'ho buttato giù al volo stamattina , poi lo scanner dell'ufficio fà schifo ....

Cmq , il tutto è preso da un circuito che avevo fatto per il mio pc dove avevo tre ventole da regolare.

Sul mio funzionava benissimo.

Domani mattina vedo di ridisegnare per bene lo schema.

Per Alex : fare un articolo su stà boiata .... non sò , al limite possiamo fare un'altro discorso:

si può progettare qualcosa di più serio e al limite pure più potente.

Sempre molto semplice e facile da costruire.

Per il momento ti ridisegno per bene stò schema , poi vediamo.


Ciao a tutti.

P.S: Alex , mi sà che il link al datasheet si è fottuto con la trasposizione ....

[ 12 March 2002: Message edited by: omega3 ]</STRONG>

INMO,
Sarebbe molto interessante un circuito che permettesse il controllo della tensione su ventola tra 6 e 16 volt, aumentando cosi la tensione massima applicabile alla ventola.
E un circuito molto richiesto, e se realizzato con finali di potenza, e possibile adattarlo a qualsiasi tipo di ventola.

P.S :anche se non sono molto favorevole a soluzioni che sfruttano tensioni al di sopra dei valori nominali dei componenti

[omega3]

Io onestamente no , Jo.

Non credo che una cosa nata per lavorare a 12 volt duri molto se fatta lavorare fuori specifica.

Cmq , la cosa è fattibilissima .... ma prima di perdere tempo bisogna trovare un paio di cose ... e sopratutto sapere se interessa.

Io mi potrei occupare del progetto , ma la prova poi la deve fare qualcuno che non sono io.

Riesco a rubare un'oretta in ufficio piuttosto che andare a pranzo , ma a casa i giochi sono finiti.

C'è il pupo prima ......


Parliamone.

Ciao.

[bb_sat]

espertoni miei... qualcuno mi spiega lo schema e mi fa la lista della spesa... che questa sera provo a costruirlo...

... spesa prevista?

[omega3]

Il transistor BD441 lavora come INSEGUITORE DI EMETTITORE , cioè amplifica in sola corrente la tensione che si presenta sulla base meno la tensione di giunzione.
Come si può notare , la base preleva la tensione dal centrale di un potenziometro da 1 k ; il potenziometro ha uno dei suoi estremi a +12 v mentre l'altro è collegato ad uno zener da 5,6 volt.

Quindi , considerando la caduta della tensione di giunzione + quella del diodo in emettitore prima della ventola , il carico stesso verrà alimentato da una tensione variabile compresa tra :

( min ) 5.6-(0.6*2) = 4.4 volts
( max ) 12 - (0.6*2) = 10.8 volts

Il valore minimo l'ho stabilito a quella tensione dopo aver provato decine e decine di ventole ; questo mi ha fatto notare che sotto i 5 volts difficilmente riescono a partire a causa della tensione di spunto troppo bassa.

Per risolvere questo problema , oltre a quello che con temperature iniziali troppo basse la resistenza meccanica della ventola è più alta di quando è poi entrata in rotazione , ci pensa il transistor PNP BD442.
Questo interviene in sola fase di accensione.
Sulla sua base è collegata verso massa una serie composta da una resistenza da 3300 ohm e un condensatore da 470 microfarad.
Tramite il diodo collegato tra il positivo del condensatore e il positivo dei 12 volts , il condensatore viene completamente scaricato ogni volta che viene spento il pc.
Quindi , quando si fornisce tensione , il condensatore è scarico e comincia ad caricarsi assorbendo corrente tramite la resistenza dalla base del transistor BD442.
Questo comporta che il BD442 , collegato a COLLETTORE COMUNE , vada in saturazione mandando all'uscita i +12 vot e alimentando al massimo dei giri la ventola.
Questo effetto dura sino a quando il condensatore non si sarà completamente caricato , quindi dopo un tempo pari a circa 5 volte il prodotto R*C , quindi :

5 * 3300 * 0.00047 = 7.75 secondi.

Considerando che la corrente di base è determinata dal carico , direi che l'effetto "START" dura circa 5 secondi , dopodichè la ventola viene ad essere alimentata alla tensione stabilita col potenziometro da 1k e il trans BD441 , quindi scende di giri fino a quelli desiderati e impostati.

Il costo :

1000 lire i due transistor
500 lire i quattro diodi
diciamo 500 lire le resistenze
circa 2000 lire il potenziometro
200 lire lo zener
1000 lire i condensatori
2000 lire un preforato per montare tutto , quindi intorno alle 7-8.000 lire ......

Almeno questi sono i prezzi quì a Ciampino dal buon Barnabino ...



Ciao.

[bb_sat]

ok.... quasi capito...

l'unica cosa visto che con i simboli sono una sega...
mi spieghi lo schema di collegamento... ovvero... come devo mettere i componenti... (i simboli che hai usato)

mamma... come mi sento sega....

[omega3]

Il fatto è che non posso attachare nulla , non avendo un sito di riferimento ....

Cmq , se ti scarichi i datasheet dei componenti dovresti fare tutto.

Al limite , aspetta che Alex cambi il link allo schema.

Gli ho mandato uno schema più leggibile e fatto meglio.

Per i datasheet , cercali con Google che li trovi subito.

Ciao.

[Alex Ta]

fatto !