¿No soy prudente para apagar un ventilador de enfriamiento de bajo consumo del puerto USB de mi enrutador?

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tl; dr: Quiero ejecutar un ventilador de caja de 120 mm (con un dibujo de 0.05A) en el puerto USB de mi enrutador, y no sé si preocuparme por hacer funcionar un motor de CC en una caja sensible llena de radios .

La CPU en mi (ASUS RT-AC3200) del enrutador Wi-Fi tiene una tendencia a auto-reportar temperaturas de 70 ° C y más cuando se trabaja duro.

Debido a mi preocupación por esa temperatura (ciertamente potencialmente infundada) , y porque me gusta hacer pequeños retoques, intenté sentar el enrutador sobre un ventilador de caja de 120 mm de variedad de jardín (marcado 12V 0.16 A) , que alimenté solo 5V para mantenerlo lento y silencioso.

La temperatura del enrutador pronto cayó a 57 ° C, lo que me gusta mucho mejor.

Mi medidor barato me dice que el ventilador dibuja 0.05A cuando se alimenta a 5.33V.

Dada la instalación del enrutador, sería bastante útil apagar este ventilador del puerto USB del enrutador.

Aunque no conozco las especificaciones del puerto USB, un dibujo actual de 0.05A no me parece preocupante, sé que básicamente "funcionará".

Lo que hace me da una pausa, sin embargo, es poner un motor en el bus de alimentación de una caja de radios sensibles, por temor a generar ruido eléctrico problemático o causar otros problemas.

¿Debo evitar esto? ¿O estoy siendo paranoico?

    
pregunta bland328

2 respuestas

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Sin embargo, todos los hosts USB deben poder proporcionar 100 mA de forma predeterminada, por lo que en términos de corriente no debería tener problemas.

Sin embargo, los ventiladores son inductivos y pueden producir EMF de retroceso cuando se apaga la alimentación. Esto es básicamente un pico de alto voltaje que se alimentará de nuevo al puerto USB. Dependiendo de qué tan bien protegido esté el puerto, esto no debería ser un problema. Personalmente pondría un diodo en paralelo con el ventilador (ánodo a GND). Esto agregará alguna protección adicional.

Otro problema potencial es que si el ventilador se detiene, puede obtener un aumento de corriente debido a que el ventilador es básicamente un motor de CC, y la corriente podría aumentar rápidamente en condiciones de bloqueo. Es probable que esto no sea un problema con los fanáticos de mayor calidad. Colocar algo como una resistencia de 15Ω en serie entre el 5V y el ventilador limitará la corriente máxima que se puede extraer en caso de una parada. Causará una caída de ~ 0.5V en condiciones normales, pero esto no debería ser un problema para el fan.

Como punto final, el ventilador generará ruido eléctrico. Personalmente colocaría algo como un condensador de 10 μF a través de los pines USB + 5V / GND. Esto, en combinación con la resistencia de 15Ω, actuará como un filtro de paso bajo, lo que limitará la cantidad de ruido que vuelve al dispositivo desde el motor.

Algo como esto debería ser suficiente:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Investigación - Akasa AK-183-L2B 12V 120mm Ventilador

Así que pensé en hacer una investigación rápida con un fan de marca (£ 8), para ver si mis puntos sobre el ruido y el filtrado, citar "... son infundados" (@AliChen)

Así que aquí está mi fuente de alimentación. Lo estoy cargando con una carga resistiva pura de ~ 33 mA, que es un consumo de corriente equivalente al ventilador:

Noestámal,creoqueestaríasdeacuerdo.Regularbien,con~40mVrizado/ruido.

Ahoravamosaconectarelventilador.Elventiladorextraeaproximadamente33mAdelaPSUygirafelizmente.

Ahorahaypicosdeperíodoquepulsanhasta~5.5V,conunagrancantidaddeondulaciónyruido(~200mVpp).Personalmente,noquieroesoenningúnlugarcercadeunpuertoUSB.

Ahorapongámosleuncondensador:

Noestámal,filtramuchoeldesorden.

Ahoratambiénconunaresistenciaenserie,elmismocircuitoqueenlarespuestaprincipalanterior(menoseldiodo).Estoyinvestigandoenelladodelafuentedealimentación.

Incluso mejor. Los picos se limpian hasta ~ 70mVpp, y el ruido es bastante limpio.

Como otro punto de interés, este ventilador en particular consume alrededor de 55 mA en una condición de bloqueo, por lo que no está mal.

    
respondido por el Tom Carpenter
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El enrutador ASUS RT-AC3200 gigabit tiene puertos USB 2.0 y USB 3.0. Como dispositivo autoalimentado, se debe esperar que los puertos entreguen no menos de 500 mA de corriente desde el puerto USB2 y 900 mA desde el puerto USB3. Esto está de acuerdo con la Sección 7.2.1 de Especificaciones de USB 2.0 , que se lee en parte: "Sistemas que obtienen funcionamiento La alimentación externa, ya sea de CA o CC, debe suministrar al menos cinco cargas de unidad a cada puerto ". Por lo tanto, no debería preocuparle sacar 50 mA de cualquiera de estos puertos.

Luego, los ventiladores modernos de la carcasa para PC se basan en tecnología sin escobillas, con un controlador IC que usa sensores de índice magneto-sensibles, y luego impulsan los devanados internos del estator para hacer que las aspas del ventilador giren. Una aplicación de IC de controlador de motor típica es:

DebidoaldesplieguemasivodeventiladoresenlaindustriadelasPCylasposiblesresponsabilidadesasociadasdefallasmecánicas,latecnologíahadesarrolladométodosbastantesofisticadosparaprevenirproblemaseléctricos.Loscontroladores(ylastarjetasinternas)enlosventiladoresdePCtienentodotipodeproteccióncontraEMI,temperatura,paradas,etc.Loscircuitosintegradosgeneralmenteseapagansilaspalasdelrotornogiran.

Muchosfabricantesgarantizanunrangodeoperacióndeventiladorde12Vde6a18V, el ejemplo está aquí .

Porlotanto,elfuncionamientodeunventiladorde12Va5Vnoestálejosdelasespecificacionesprincipales,yseutilizaconfrecuenciaenlosdiseñosde"PC silenciosos" de los aficionados de bricolaje. Sin embargo, es recomendable verificar si el ventilador en particular tiene algún margen en este modo. Esto se puede verificar usando una fuente de alimentación de mesa variable y disminuyendo el voltaje hasta que el ventilador ya no se enciende, o simplemente deteniendo la cuchilla y asegurándose de que el giro comience "felizmente", hablando suavemente.

Además, se requiere un puerto USB para tener un capacitor de derivación considerable en cada puerto de host USB. A continuación se muestra un ejemplo de la omisión de guía de diseño

Además,enelcasodevariospuertosUSB, recomendaciones de diseño son usar tapas de derivación separadas en cada puerto, y elimínelos de la fuente de alimentación principal con filtros inductivos,

Estatécnicaesnecesariaparaevitarelllamadoefectode"caída", cuando una conexión en caliente de un dispositivo en un puerto puede causar la interrupción de la alimentación de un dispositivo que funciona en otro puerto. Sin este desacoplamiento, un host USB fallaría la certificación USB-IF. Por lo tanto, es poco probable que cualquier posible interferencia en la alimentación en un puerto penetre en el interior del host USB e interrumpa el USB o cualquier funcionalidad de radio.

En conclusión, simplemente conecte su ventilador a cualquiera de los puertos USB de su enrutador y, si gira "felizmente", no se preocupe mucho.

    
respondido por el Ale..chenski

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