PWM-Ventilatorsturing in de Grow

In de meeste DIY-growboxen draait de ventilator op 100% of helemaal niet. Soms daartussenin, via een goedkope dimmerregelaar die de motor laat oscilleren en een hoogfrequent gepiep veroorzaakt dat door muren gaat.

PWM — Pulsbreedte Modulatie — doet het goed: traploos toerentalregeling, stil, energiezuinig, met terugkoppeling over het werkelijke toerental. Het Growix-systeem stuurt drie onafhankelijke ventilatorkreisloopen hiermee aan.

Wat PWM is — de basis

PWM schakelt het stuursignaal van een motor zeer snel tussen 0 en 100% heen en weer. De motor integreert deze pulsen vanwege zijn traagheid tot een gemiddeld toerental. De duty cycle — het procentuele deel van de tijd dat het signaal HIGH is — bepaalt het effectieve toerental.

De frequentie — waarom 25 kHz niet onderhandelbaar is

PWM bij lage frequentie — 50 Hz, 200 Hz, zelfs 1 kHz — bevindt zich in het hoorbare bereik van de mens. De motor reageert op elke puls als een mechanische gebeurtenis: spoel trekt aan, laat los, trekt aan. Dit veroorzaakt een brom- of fluitgeluid.

25 kHz is de standaard PWM-frequentiedoelwaarde voor pc-ventilatoren (4-pin standaard). De Growix gebruikt deze frequentie op alle drie kanalen. Het resultaat: 48–50 dB geluidsniveau op 1 meter — in gebruik door de gesloten box nauwelijks waarneembaar.

3-pin vs. 4-pin ventilatoren

De Growix gebruikt uitsluitend 4-pin ventilatoren. Het tachometersignaal geeft per omwenteling doorgaans 2 pulsen — de Pi leest deze pulsen en berekent het werkelijke toerental. Dat betekent: de controller weet altijd of een ventilator geblokkeerd is of is uitgevallen.

Minimale duty cycle — de staldrempel

PWM is niet lineair. Bij een te lage duty cycle start een ventilator niet meer betrouwbaar. Deze staldrempel ligt afhankelijk van de ventilator op 10–30% duty cycle. Growix OS kalibreert deze drempel bij de eerste start automatisch voor elk kanaal:

# fan_calibration.py
def find_stall_threshold(pwm_channel, tach_pin):
    """Minimale duty cycle vinden waarbij de ventilator stabiel draait."""
    for duty in range(5, 50, 5):
        set_pwm(pwm_channel, duty, freq_hz=25000)
        time.sleep(2)
        rpm = read_tach(tach_pin)
        if rpm > 100:
            return duty  # Staldrempel gevonden
    return 30  # Fallback

De drie ventilatorkreisloopen van de Growix

Growix OS houdt afvoer permanent iets sterker dan toevoer — dit creëert de gewenste onderdruk die geurlekkage voorkomt. Bij een VPD-afwijking van meer dan 0,15 kPa reageert het systeem met getrapt verhoogde ventilatie — eerst afvoer, dan toevoer — om VPD-schommelingen te dempen, niet te versterken.