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PWM-Lüftersteuerung

Die Pulsweitenmodulation bzw. Pulsbreitenmodulation ist eine Drehzahlregelung für Gleichstrommotoren, Etwa 75% Lüfterdrehtahlwie sie in Kleinlüftern im PC eingesetzt werden. Dabei bleibt die Spannung stets konstant und wird dem Motor pulsweise zugeführt; er wird im Prinzip ständig aus und eingeschaltet. Von der Breite der Spanungspulse während einer festen Grundfrequenz ist letzendlich die Drehzahl abhängig. Die Frequenz. ergibt sich aus der Anzahl der Zyklen während einer Sekunde.

Mittels Spannungspulsen wurde bereits vor vielen Jahren u.a. die Regelung der Fahrgeschwindigkeit im analog gesteuerten Modelbahnbetrieb vorgenommen. Dadurch war ein modelgerechtes, langsames Anfahren der Züge möglich. Das besonders im niedrigen Drehzahlbereich leicht hörbare Rattern, bedingt durch die niedrige Schaltfrequenz, war zumindest bei den Model-Dieselloks willkommen. Dadurch konnte das typische Nadeln eines Dieselmotors im Modelbahnbetrieb simuliert werden.

Die PWM-Lüftersteuerung im PC Bereich arbeitet mit höheren Frequenzen, die unser Gehör nicht mehr erfasst. Bedingt durch die immer anliegende Nennspannung von 12V, ermöglicht sie einen größeren Steuerbereich, als dieser mit der Spannungsregelung möglich ist. Bei der Spannugsregelung ist zu verzeichnen, dass nicht mehr alle Lüfter bei heruntergeregelter Spannung sicher anlaufen. Ein besonderer Vorteil der PWM ist der energieverlustarme Betrieb, da sich kaum Bauteile erwärmen.
Wenn von der Hauptplatine unabhängige, separate PWM-Regler im Handel angeboten würden, könnte man bei jeden PC Lüfter die Drehzahl mittels PWM regeln. Da das Tachosignal der Lüfter ausgewertet werden soll, sind in der PC-Technik spezielle Lüfter, die u.a. einen vierten Anschluss haben für die PWM-Regelung erhältlich. Diese Lüfter laufen auch ohne PWM an einen normalen Anschluss. Die heutigen Hauptplatine haben in der Regel zumindest für die CPU Regelung einen solchen Anschluss.

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Zu laute Lüfter im PC

Nichts nervt bei der PC-Arbeit mehr, als das laute Surren der Lüfter. Die hohe Rechenleistung der heutigen PC-Hardware hat beim gegenwärtigen Stand der Technik leider einen unerwünschten Nebeneffekt, die Wärmeabgabe. Damit die Hardware nicht durch überhitzung zerstört wird, muss die Wärme aus den PC-Gehäuse abgeführt werden.
Hierzu werden in der Regel Lüfter genutzt. Häufig werden diese mit ungeregelten 12 V betrieben und erzeugen dann auf Grund der hohen Drehzahlen von über 3000 U/min die störenden Geräusche. Damit ist der notwendige Luftdurchsatz garantiert, aber selten in dieser Größe erforderlich. Zweckmäßig wäre es, die Drehzahl der Lüfter auf das notwendige Maß herunterzusetzen oder die Drehzahl der Lüfter anhand der Temperatur zu steuern.
Die Verringerung der Drehzahl kann durch Absenkung der Spannung (Spannungsregelung) oder durch Verringerung der Zeit, in der die Spannung am Lüfter zur Verfügung steht, (PWM Pulsweitenmodulation) erreicht werden.

Hat man einen PC mit zu lauten Lüftern gilt es zunächst, den oder die lauten Lüfter zu lokalisieren.
Ist dies erfolgt, muss man sich mit Hilfe des Handbuches davon überzeugen, inwieweit die an der Hauptplatine angeschlossenen Lüfter geregelt werden. Im BIOS ist zu überprüfen, ob die entsprechenden Einstellungen aktiviert sind. Ist dies der Fall und die Lüfter sind immer noch zu laut, müssen zusätzliche Regelungen zwischengeschaltet bzw. andere Lüfter oder Kühlkörper verwendet werden. Achtung, es ist immer zu überprüfen, ob die nun ruhig gestellte Lüftung noch ausreichend zur Kühlung ist.
Da die heutigen Hauptplatinen (3/2010) in der Regel zumindest für die CPU eine Drehzahl Regelung mittels PWM anbieten, beschränkt sich diese Regelungsart in vielen Fällen auch darauf. Für die restlichen Lüfter verbleibt die Regelung der Drehzahl mittels Absenkung der Betriebsspannung am Lüfter (Spannungsregelung). Dies ist oft auch mit den Anschlüssen der Hauptplatinen durch entsprechende Einstellungen im BIOS möglich. Auch mit verschiedenen Tools unter Windows kann die Einstellung vorgenommen und überwacht werden.

Wenn die genannten Varianten nicht möglich sind, sollte man mit separaten Reglern die Spannung senken.Spannumngsstecker
Die einfachste und billigste Methode zur Reduzierung der Lüfter-Nennspannung ist im PC bereits integriert. Dem Netzteil kann man 5 V, 7 V und 12 V entnehmen (siehe rechtes Bild). Hierfür bietet der Handel verschieden preisgünstige Varianten an.


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