Автоматичний регулятор швидкості обертання корпусних кулеров.

26.08.2015

Автоматичний регулятор швидкості обертання корпусних кулеров.

Виготовляємо автоматичний регулятор швидкості обертання корпусних кулеров

Як-то в нашій конференції проскочило побажання читачів побачити статтю, в якій описувалася б схема регулювання обертів корпусного вентилятора залежно від температури. Як ви знаєте, практично всі сучасні материнські плати повинні вміти це робити самостійно — з допомогою вбудованої системи моніторингу. Але, судячи з численних листів читачів, ця функція не завжди працює добре (в даному випадку це стосується саме корпусних вентилято-

рів). У тому, що проблема існує, нам вдалося переконатися на власному досвіді: в процесі експлуатації материнської плати Аlbаtгоп РХ845РЕV-Рго з’ясувалося, що обороти процесорного кулера дійсно змінюються в залежності від температури кристала, але ось корпусні вентилятори (підключені до портів на платі) відразу починали роботу з максимальних обертів, і надалі стійко ці обороти підтримували, так що шуму не зменшувалось.

Як же можна вирішити цю проблему? Порившись в особистих архівах, знайшов статтю про пристрої для регулювання обертів додаткових корпусних вітродувів в залежності від температури всередині «ящика». Вона вийшла на сторінках цього журналу ще в 2001-му році (#37) і називалася «Протяг по замовленню». Але інженерна думка не стоїть на місці. Цього разу нам вдалося виготовити новий регулятор, на порядок краще колишнього, використовуючи поєднання різних схем, які, як виявилося-

лось, прекрасно працюють разом. Увага: при виготовленні і експлуатації описуваної схеми будьте обережні та дотримуйтесь заходів безпеки при роботі з паяльником! Ретельно перевіряйте монтаж пристрою перед підключенням до материнської плати!

Що, де і як відбувається?

Багато хто думає: якщо є можливість «піддавати газу» в автоматичному режимі, чому б не робити саме так? Так, такі пристрої в природі є, але ціна їх при цьому досить велика (для більшості користувачів). А що, якщо зібрати подібний девайс самому? Звичайно, додавши при цьому гарну квітчасту індикацію режимів роботи вентилятора

Хай логіка роботи пристрою буде така безпосередньо після включення на вентилятори починає подаватися напруга близько 6 вольт (з короткочасним підвищенням у початковий момент до 12 вольт — для сталого запуску), а потім при підвищенні температури він підвищиться до максимального значення 12 вольт. Коли температура знизиться, •напруга на виході регулятора знову зменшиться до 6 вольт і вентилятора практично не чути. В принципі, нижній поріг напруги (6 вольт) можна буде потім змінити за бажанням залежно від шуму вентилятора. Тому поєднуємо підлаштування резистор (в регуляторі напруги, що подається на «вертушку», він регулює початкову швидкість обертання ротора) з електронним перемикачем режимів.

Перша складова частина девайса — «термопереключатель» для вентилятора. Головне в ній — схема на транзисторах VT1 і VТ2. Термодатчик — чотири або знову паралельно з’єднаних германієвих діодів типу Д9Б в зворотному включенні. У вихідному стані опір термодатчика велике, транзистор VT1 закритий, VТ2 відкритий і напруга на його колекторі мало. Діод /D6 замкнений зворотним напругою, струм через його ланцюг не протікає. При підвищенні температури опір термодатчика знижується (зростає зворотний струм діодів) і при подальшому зростанні напруги на базі транзистор VT1 відкривається, VТ2 закривається. Напруга на колекторі VТ2 збільшується до 12 вольт. Через відкритий діод VD6 і резистор R8 починає протікати струм, сильніше відкриваючи транзистор /ТЗ і підвищуючи напругу на виході регулятора до максимуму. Резистором R1 встановлюють поріг початку спрацьовування схеми.

Друга частина схеми — трохи перероблений регулятор напруги. У вихідному стані відмінювання на базу транзистора подається з стабілітрона VD7 і діода VD8. Напруга на виході регулятора напруги буде приблизно 6 вольт (якщо движок підлаштування резистора знаходиться в самому нижньому положенні за схемою). Поки на виході тригера низький рівень напруги, діод /D6 закритий, напругу на базу транзистора /ТЗ надходить через відкритий діод VD9 і резистор R9. Коли температура повітря всередині корпусу зросте і спрацює тригер Шмітта, напругу на базу регулюючого транзистора буде надходити вже з виходу «перемикача» через ланцюжок VD6, R8. Таким чином, напруга на виході регулятора буде змінюватися при досягненні граничної температури від +6 до +11,5 вольт (в залежності від типу використовуваного в регуляторі транзистора, максимальна вихідна напруга може бути від 11 до 11,5 вольт).

Звичайно, схему можна зробити і більш простий, але головне тут — сама ідея, а її конкретне втілення — це особиста справа виробника.

Харчування на схему подається через роз’єм Х1, підключається до штырькам на материнській платі. Самому зробити неважко, потрібно лише знайти якусь китайську магнітолу і уважно подивитися на її монтаж: подібним роз’ємом часто підключаються дроти на вхід підсилювача. Якщо нічого такого знайти не вдалося, можна пошукати плати від вітчизняної апаратури і знайти на цих платах гніздові частини роз’ємів з таким же кроком контактів (як правило, крок контактів у них стандартний), потім відпиляти від нього частину з трьома контактами — далі все зрозуміло і без пояснень Роз’єм Х2 (зі штирями) для підключення до вентилятора також можна виготовити, розібравши неробочий апарат. Такими роз’ємами джгути проводів підключаються до платам, наприклад, в телевізорах (типу ЗУСЦТ). Потрібно тільки відпиляйте від роз’єму частина з трьома штирями і припаяти до цих штырькам дроти від схеми при цьому Бажано дотримуватися колірну маркіровку: білий — провід від таходатчика, червоний- «+» живлення, чорний -«загальний». Як саме дроти підключаються до роз’єму можна подивитися на вентиляторі.

Індикаторні світлодіоди застосовуються наступні: «МIN» — червоний, «МАХ» — зелений, «WORK» — жовтий.

Підлаштування резистор на 47 кОм можна замінити на іншого, більшого опору (змінивши при цьому величину опору резистора R2). Замість германієвих діодів можна спробувати застосувати терморезистор (приблизно на 50-100 кОм), а потім помучитися з підбором опорів Підлаштування резистор у другій частині схеми можна замінити змінним, знайти гарну ручку і прикріпити його до кришки, поряд із платою пристрою. Тоді обертів вентиляторів можна буде регулювати вручну, а при підвищенні температури внутрішньокорпусна вентиляція запрацює в повну силу незалежно від положення ручки регулятора.

Германієві діоди мають сильну залежність зворотного струму від температури, саме ця їх особливість і використовується в даній схемі. Чим менше вони за розмірами, тим швидше схема буде реагувати на підвищення температури всередині корпусу. З іншого боку, сверхминиатюрную деталь буде легше пошкодити. Кількість діодів можна змінювати (тому й довелося додати ще один), але тоді доведеться, відповідно, коректувати величини послідовно з’єднаних з ними опорів, якщо датчик не буде спрацьовувати при заданій температурі (це варіант скоріше для досвідчених майстрів).

При настройці пристрою підігрівати діоди можна паяльником, ненадовго поміщаючи його жало поруч з корпусами діодів (але не торкаючись їх!). Остаточне регулювання температурного порогу потрібно проводити після установки датчика в корпус, при цьому бічні стінки корпусу повинні бути закриті (при налаштуванні кришку відсіку з укріпленою на ній платою не вдвигайте на місце повністю, щоб залишалася можливість покрутити підлаштування резистор).

Регулюючий транзистор може бути типу КТ815, КТ817 з будь-яким буквеним індексом. Його краще прикрутити до металевої пластинки товщиною 2-3 мм і площею 5-6 см 2, при цьому не можна допускати зіткнення цього радіатора з корпусом комп’ютера або «загальним» проводом схеми. Величину напруги на виході регулятора в режимі «повного газу» встановлюють підбором величини опору резистора R8 (його можна прибрати зовсім). Малопотужні транзистори — будь-які кремнієві, але, можливо, в цьому випадку доведеться підбирати регулювальні опору.

Індикатори напруги конструктивно дуже прості. Роботу їх тут детально розбирати не будемо, тільки нагадаю, що НL1 — індикатор мінімального напруги на виході регулятора, НL2 — індикатор максимальної напруги, НL3 — індикатор справності регулятора (він повинен весь час світитися під час роботи при справному регуляторі напруги). Якщо ви захочете доопрацювати дану схему, скажімо, встановити вимикач, який буде з’єднувати базу транзистора із загальним проводом, зупиняючи при цьому вентилятор, то потрібно індикатор наявності напруги на виході (правда, в цьому випадку

вентилятор необхідно частіше змащувати для впевненого запуску при мінімальному подводимом напрузі).

В результаті вийшло пристрій, що змінює обороти одного з корпусних вентиляторів від 1700-1800 (при невеликій температурі повітря в корпусі) до 2800 і більше обертів у хвилину у разі великого навантаження (ігор або інших важких додатків), що викликає підвищення температури повітря в корпусі приблизно до 35°С (за даними програми МВРгоЬе). Обороти вентилятора контролюються без збоїв. Використовуваний вентилятор — Zalman ZМ-F1. Тепер, після перевірки, можна зібрати ще один такий девайс і підключити його до іншого роз’єму на платі — нехай моніториться на здоров’я!

Дещо про складання:

Для монтажу даного девайса не потрібно зайвих матеріальних витрат — добре підходить кришка п’ятидюймовий відсіку. Після складання системного блоку, як правило, залишається хоча б одна вільна заглушка, яка в кращому випадку валяється серед запчастин, у гіршому —

просто викидається. А якщо ви зіпсуєте в процесі роботи — так вона все одно була запасний, і з кришкою, яка в даний момент встановлена в корпусі, можна буде попрацювати далі, тільки більш обережно, з урахуванням минулих помилок. Можна, звичайно, використовувати і трехдюймовую кришку — кому як подобається.

При виборі типу світлодіодів для індикаторів потрібно враховувати і те, як виглядають індикатори на вашому корпусі, щоб не порушувати єдність стилю. Як ви думаєте, чи добре будуть виглядати здоровенні круглі світлодіоди в кришці «пятидюй-мовки», в той час як індикатори на корпусі і невеликі прямокутні? Ось і я думаю, що це буде не дуже естетично («зате дешево, зручно і практично. » — класика, однак. ). Звичайно, круглі отвори проробляти буде простіше, але і виглядають вони не так стильно. У нашому випадку дизайн пробного екземпляра пристрою мінімалістичний.

Тепер трохи інформації про монтаж електричної частини. Друковану плату для даного пристрою доцільно розробляти в тому випадку, якщо ви хочете зайнятися дрібносерійним виробництвом таких девайсів. А для досвідчених зразків достатньо буде макетної плати. Якщо монтаж проведений акуратно і якісно, пристрій буде працювати роками, поки не набридне своєю присутністю. Макетна плата виготовляється прорізанням канавок в шарі фольги до текстоліту, так, щоб утворилися ізольовані один від одного квадратики зі стороною приблизно в 1 см. До цих квадратикам і припаюються висновки деталей. При необхідності деталі можна буде легко отпаять і перемістити в інше місце (якщо початкова компонування виявиться невдалою). Якщо майданчики розташовані далеко один від одного, з’єднуйте їх відрізками багатожильного ізольованого проводу. Друковану плату з деталями зсередини можна пригвинтити до нижньої кромки кришки. Зверніть увагу, що гвинти кріплення повинні бути з «потаємний» головкою, щоб вони не стирчали і не заважали вставляти кришку на місце. Тільки от невдача — нижня кромка кришки дуже тонка, тому будьте уважні і обережні. В крайньому випадку прикріпіть плату до кришки узятим напрокат клейовим пістолетом (можна обійтися і без нього, помістивши плату на потрібне місце і потім розплавивши шматок клею паяльником). Якщо такого клею в межах досяжності немає, скористайтеся клеєм «Момент». Плату постарайтеся зробити не дуже великою, щоб у майбутньому поряд з нею можна було розмістити плату іншого такого ж регулятора. Світлодіоди в отворах можна кріпити за допомогою клейового пістолета (до речі, в багатьох корпусах так і зроблено). З зовнішньої сторони кришки поруч зі світлодіодами для приколу можна спробувати зробити якісь умовні позначення. Раніше для цього було зручно використовувати переказні зображення, але зараз таких радіоаматорських шрифтів щось не видно. Так що якщо немає навичок обережного написання букв — краще не псуйте свою роботу. Хоча велика напис — що-небудь на зразок «SmartFan Ltd» — виглядала б непогано (напевно).

Датчик необхідно розмістити у верхній частині корпусу, причому так, щоб уникнути замикання його висновків з металевою поверхнею і попадання його під струмінь повітря від вентилятора. Головне, щоб надалі він не отлепился від свого посадкового місця і його довгі дроти не потрапили в жужжащую крильчатку вентилятора на процесорі.

Зрозуміло, первинне підключення краще виробляти до якого-небудь зовнішнього блоку живлення 12 вольт, щоб при можливих помилках в монтажі уникнути великих матеріальних втрат. (Наприклад, якщо буде переплутана полярність підключення діодного датчика температури — транзистор VТ1 миттєво згорить!)

При виготовленні даного девайса пам’ятайте, що від акуратності різання отворів в кришці (монтажу деталей на платі зовні все одно не видно, якщо його спеціально не демонструвати) безпосередньо залежатиме кількість захвату, яке проявлять оточуючі вас друзі-моддери. А вже від реальної кількості захвату буде залежати теоретично можливу кількість пива, яке пообіцяють вам товариші за виготовлення аналогічного пристрою для них.

Умілих вам рук і прохолодних корпусів!

Р. З. Взагалі-то, описуваний прилад зараз працює лише в «тихому» режимі. А чому? Тут ціла історія. Виникли неприємності з блоком живлення, і довелося його міняти. Попутно потрібно було вирішити проблему з вентилятором БЖ: надто вже він шумів. Коли блок живлення був замінений, новинка так сподобалася, що про неї була написана стаття «Мовчання — золото». Вентилятор в новому БЖ шумить набагато менше, і, що найважливіше, температура всередині корпусу знизилася градусів на п’ять. Тепер вона не досягає граничної величини, на яку налаштований описуваний тут регулятор оборотів. Залишилося почекати настання літа — буде спекотніше, тоді вентилятор знову буде збільшувати обороти. А поки насолодитись тишею.

Що найцікавіше — мало хто замислюється про те, яку роль у зниженні температури всередині корпусу може грати розташування отворів на кожусі блоку живлення. Тут не все так просто, як може здатися на перший погляд. Роз’яснення по даній темі будуть дані у відповідній статті.

Джерело: журнал UPGRADE #51 (141)

Короткий опис статті: регулятор швидкості вентилятора

Джерело: Автоматичний регулятор швидкості обертання корпусних кулеров. — Різне — Харчування — Схеми — GERTZ.AT.UA

Також ви можете прочитати