Использование плат управления вентиляторами от компьютерных бп

Использование плат управления вентиляторами от компьютерных БП

Недавно зашёл в гости к знакомому, а он сидит и разбирает старые блоки питания от компьютеров – хочет посмотреть, что там у них внутри. Руки по локоть грязные, пыль столбом стоит, но при этом стол аккуратно застелен газеткой. Похоже, что этот день закончится генеральной уборкой кабинета …

Я появился как раз в тот момент, когда «вскрытие показало», что использовать трансформаторы для аккумуляторной «зарядки» не получится. И весь интерес сразу переключился на вентиляторы с платой управления и, естественно, тут же возник вопрос «а нельзя ли это куда-нибудь применить?» Ну, положим, применить-то можно, а для чего? Цель какая.

Посидели немного, попили кофе, обсудили варианты применения. В общем, сошлись на том, что я забираю вентиляторы для экспериментов, а там видно будет.

В долгий ящик это дело откладывать не стал, вечером занялся проверкой.

Платы управления разные (маркировка GDP-002 94V-0 на рис.1 и 3BS00195 на рис.2), но, судя по тому, что обе собраны на одинаковых микросхемах LM358, имеют по 2 транзистора (один NPN структуры, другой PNP) и по 2 питающих провода, то схемы не должны сильно отличаться. Правда, у одной есть терморезистор, а у другой его нет – из платы просто торчит жёлтый провод, обозначенный как «ОРР» (возможно, он когда-то шёл к терморезистору). Выводы питания тоже подписаны, но с ними можно и по цвету разобраться (чёрный – «минус», другой – «плюс»).

Сначала к лабораторному блоку питания была подключена плата с терморезистором. Вентилятор начал вращаться примерно при 10 В, шума почти нет, скорость вращения небольшая, поток воздуха слабый. При 12 В обороты увеличились ненамного, шум оставался примерно таким же. При проверке напряжения питания двигателя тестер показал 5 В.

Затем к терморезистору было поднесён горячий паяльник. Через несколько секунд обороты вентилятора резко увеличились и он заметно зашумел – напряжение на двигателе стало почти 12 В. При удаления паяльника и спустя 20-30 секунд, обороты резко падают до минимального значения. Получается, что у этой схемы нет плавной регулировки оборотов.

Далее к блоку питания была подключена другая плата. Вентилятор запустился при 5,5 В, скорость вращения небольшая, шума нет. При питании 12 В обороты увеличились ненамного, шум слабый, напряжение на проводах вентилятора 5 В.

При замыкании желтого проводника на «минус» питания схемы ничего не происходит, а замыкание на «плюс» заставляет запускаться вентилятор на максимальных оборотах (напряжение на двигателе около 12 В).

Для проверки возможности плавной регулировки оборотов, жёлтый провод был подпаян к движку переменного резистора сопротивлением 10 кОм, а его крайние выводы к «минусу» и к «плюсу» питания (рис.3). При напряжении на движке около +8,0 В двигатель начинает увеличивать обороты и уже при +8,5 В достигает максимума.

С этой платы была срисована схема (рис.4). На месте резистора R2 стоит стабилитрон на такое же напряжение, как и ZD1 (6,2 В).

Принцип работы схемы несложен – пока напряжения на инверсных входах компараторов ниже напряжений на их прямых входах, компараторы имеют «высокий уровень» на выходах и это держит транзистор Q1 в закрытом состоянии, а Q2 в открытом. В коллекторе Q2 стоит резистор такого сопротивления, что при распределении потенциалов между резистором и двигателем, на последнем «падает» 5 В. Это напряжение является опорным для компаратора ОР1.1. При повышении входного напряжения (точка «ОРР») до уровня, когда потенциал на инверсном входе ОР1.1 становится больше уровня на его прямом входе, он должен переключиться «в ноль» и открыть транзистор Q1, но этого не происходит, так как при открывании Q1 тут же повышается уровень опорного напряжения и возникает некоторое неустойчивое состояние с приоткрытым транзистором.

Для визуализации происходящих процессов были сняты напряжения в некоторых точках схемы (применялась программа SpectraPLUS и звуковая карта с открытыми входами, сигналы брались через делители на 10).

На рисунке 5 на верхнем графике показано изменение напряжения в точке «ОРР» с +7,5 В до +10 В, «полочкой» длительностью около 10 секунд и последующим спадом, а в правом канале – соответствующее по времени напряжение на двигателе вентилятора (выводы «CN1»). На рисунке 6 более подробно «увеличен по времени» участок длительностью около 20 секунд, начиная с 9 секунды записи и на нём видно, насколько рост выходного напряжения не пропорционален росту входного сигнала.

На рисунке 7 показано соответствие уровня на выходе компаратора ОР1.1 (верхний график) к уровню на выходе «CN1». Первые 2,5 секунды – плата управления обесточена, затем на неё подаётся питание и напряжение в точке «ОРР» начинает плавно увеличиваться (не показано). Примерно на 12 секунде компаратор ОР1.1 начинает срабатывать (понижается уровень постоянного напряжения и размытая линия на нём говорит о наличии пульсаций), напряжение на выходе «CN1» в этот момент растёт и на 17 секунде компаратор срабатывает уже полностью.

При проверке плат на лабораторном источнике питания выяснилось, что их режимы работы несколько меняются в зависимости от изменения питающего напряжения, т.е. «плавает» порог срабатывания.

Обе платы управления имеют небольшой выходной ток – на максимальном выходном напряжении он ограничен параметрами транзисторов PNP структуры, на минимальном – сопротивлениями резисторов в делителе напряжении. Судить о возможной нагрузке можно по тому, что на плате 3BS00195 установлен транзистор 2SA1270 (30 В; 0,5 А; 0,5 Вт), а на плате GDP-002 94V-0 стоит 2SB1116 (50 В; 1 А; 0,75 Вт).

Если немного изменить схему, показанную на рисунке 4 (применить большее напряжение питания, увеличить сопротивление резистора R9 и заменить стабилитроны на меньшее напряжение стабилизации), то можно расширить границы выходных напряжений. Такой вариант с пределами +2,6…+20 В был проверен, но он оказался плох тем, что при некоторых средних выходных напряжениях транзистор Q1 начинает достаточно сильно греться, так как на нём выделяется повышенная мощность. Здесь требуется его замена на более мощный (возможно, что и с радиатором).

Итак, с принципом работы плат управления более-менее понятно – одна, с маркировкой 3BS00195, имеет дискретный режим работы с получением на выходе минимального или максимального напряжения, а вторая, с маркировкой GDP-002 94V-0, имеет возможность для плавной регулировки, но управляющее напряжение находится на относительно небольшом участке возможных значений. Впрочем, этот участок можно сместить, изменив сопротивления резисторов R11 и R10, напряжения стабилизации стабилитронов и сопротивление R9.

Несложно превратить схему в простой «выключатель», подающий напряжение в нагрузку или снимающий его. Для этого достаточно убрать транзистор Q2 и правый вывод резистора R5 припаять к VCC (+12 В). Теперь компаратор ОР1.1 будет срабатывать при напряжении +6,2 В на его инверсном входе.

Что ж, теперь самое время подумать, куда их можно применить.

И, естественно, первое, что приходит на ум – это использовать их по прямому назначению – терморегулирование. Например, можно включать и выключать «вытяжку» в теплице или оранжерее.

Вторая мысль — используя фотодатчик и светодиодную ленту, можно управлять освещением (входной двери, коридора, просто вечернее или ночное дежурное освещение) (рис.8).

Можно использовать как сигнализатор чего либо. Если уменьшить минимальное выходное напряжение (или перевести в компараторный режим) и управлять схемой от контактных датчиков, то при подключении на выход звукового оповещателя «Иволга» (ток потребления 30 мА) может получиться простейшая охранная сигнализация для гаража или подворья (рис.9). Или, допустим, сигнализатор переполнения ёмкости с жидкостью.

Конечно, последние варианты сигнализаций можно собрать и без применения платы управления, а использовать только БП, контакты и оповещатель, но так ведь интересней!

И напоследок был проверен вариант «светомузыки-мигалки». Плата переведена в режим «компаратор» с порогом срабатывания около 0,6 В (рис.10, красным крестом показаны детали, которые следует удалить и место разрыва соединения, правый вывод R5 подключен к плюсовой шине питания). Сигнал управления формировался RC фильтром низкой частоты и выпрямлялся с удвоением (элементы, помеченные штрихом «`»). Источником сигнала был ЦАП с выходным напряжением около 1…2 В. Светодиод HL1 – отрезок светодиодной ленты с напряжением питания 12 В. Схема получилась, конечно, грубая — без компрессора или автоматической регулировки уровня, но принцип рабочий — НЧ сигналы отрабатывает хорошо (в приложении к тексту есть ссылка на видео файл с работой «светомузыки-мигалки» (mp4, 19 MB), но без музыкальный ряда (Ночной Патруль — Одиночество 1999 год)).

В общем, сразу так всего и не придумаешь. Пойду, порадую товарища.

Андрей Гольцов, г. Искитим

Радио-как хобби

Система автоматического управления вентилятором своими руками.

Часто в радиолюбительской практике возникает необходимость охлаждать методом обдува какие-либо мощные активные элементы: регулирующие транзисторы в блоках питания, в выходных каскадах мощных УНЧ, радиолампы в выходных каскадах передатчиков и т.д.

Конечно, проще всего включить вентилятор на полные обороты. Но это не самый лучший выход-шум вентилятора будет напрягать и мешать.

Система автоматического управления вентилятором-вот что может быть выходом из ситуации.

Такая система автоматического управления вентилятором, будет управлять включением/выключением и оборотами вентилятора в зависимости от температуры.

В данной статье предложен простой, бюджетный выход из ситуации…

Итак, некоторое время тому назад знакомый товарищ попросил изготовить ему систему автоматического регулирования оборотов вентилятора охлаждения для зарядного устройства. Поскольку готового решения у меня не было-пришлось поискать что-либо подходящее в интернете.

Всегда руководствуюсь принципом –«делать жизнь как можно проще», поэтому подыскивал схемы попроще, без всяких там микроконтроллеров, которые сейчас суют где надо, и где не надо. Попалась на глаза статья :http://dl2kq.de/pa/1-11.htm. Решено было испытать описанные в ней автоматы управления вентилятором…

Система автоматического управления вентилятором №1.

Принципиальная схема устройства показана ниже:

В данном случае применен вентилятор с рабочим напряжением 12 В.

Схема питается напряжением 15…18 В. Интегральный стабилизатор типа 7805 задает начальное напряжение на вентиляторе. Транзистор VT1 управляет работой интегрального стабилизатора. В качестве датчиков температуры использованы кремниевые транзисторы (VT2 и VT3) в диодном включении.

Схема работает следующим образом: в холодном состоянии датчиков температуры напряжение на них максимально. Транзистор VT1 полностью открыт, напряжение на его коллекторе ( а значит и на выводе 2 интегрального стабилизатора) составляет десятые доли вольта. Напряжение, подаваемое на вентилятор почти равно паспортному выходному напряжению микросхемы LM7805, и вентилятор вращается на небольших оборотах.

По мере прогрева датчиков температуры ( одного любого из них, или обеих) напряжение на базе VT1 начинает уменьшаться. Транзистор VT1 начинает закрываться, напряжение на его коллекторе увеличивается, а соответственно, увеличивается и напряжение на выходе микросхемы LM7805.

Обороты вентилятора также увеличиваются и плавно достигают максимальных. По мере остывания датчиков температуры происходит обратный процесс и обороты вентилятора уменьшаются.

Читайте также  Ик паяльная станция своими руками v2

Количество датчиков может быть от одного до нескольких ( мною опробовано три параллельно включенных датчика). Датчики могут быть установлены как рядом друг с другом ( для повышения надежности срабатывания), так и размещены в разных местах.

Изначально данная схема разрабатывалась для применения в мощном ламповом усилителе мощности КВ диапазона, отсюда большое количество блокировочных конденсаторов. При применении данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора, скажем, в блоках питания, или в мощных усилителях НЧ блокировочные конденсаторы можно не устанавливать.

Данная схема интересна еще и тем, что датчики температуры могут быть как закреплены на радиаторах мощных транзисторов, диодов и иметь непосредственный тепловой контакт с ними,так и установлены на весу, в потоке теплого воздуха.

В качестве транзисторов VT1…VT3 можно применить любые кремниевые транзисторы в пластиковом корпусе и структуры n-p-n. Мною успешно испытаны транзисторы КТ503, КТ315, КТ3102, S9013, 2N3904. Подстроечный резистор R2 служит для установки минимальных оборотов вентилятора.

При настройке данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора подстроечным резистором R2 устанавливают минимальные обороты вентилятора. Затем, нагревая датчик, или датчики, каким-либо источником тепла убеждаются в работоспособности системы и возможность срабатывания её от разных датчиков независимо.

Данная схема достаточно чувствительна-можно настроить её на срабатывание даже от нагевания датчика температуры рукой. Важное замечание. Схема измеряет не абсолютную температуру, а разность температур между переходами транзистора VT1 и датчиков VT2 и VT3. Поэтому плата устройства должна быть размещена в месте, исключающем дополнительный нагрев. Интегральный стабилизатор должен быть снабжен небольшим радиатором.

Система автоматического управления вентилятором №2.

Здесь описано аналогичное устройство, но имеющее некоторые особенности.

Дело вот в чем. Часто бывают случаи, когда система автоматического управления режимом работы вентилятора установлена в изделии, где имеется всего лишь одно питающее напряжение -12В, но и вентилятор рассчитан на работу от напряжения 12 В.

Для достижения максимальных оборотов вентилятора необходимо подать на него полное напряжение,или, другими словами, регулирующий элемент системы автоматического управления режимом работы вентилятора должен иметь практически близкое к нулю падение напряжения на нем. И в этом смысле схема, описание которой изложено выше, не подходит.

В этом случае применимо другое устройство, схема которого представлена ниже:

Регулирующим элементом служит полевой транзистор с очень низким сопротивлением канала в открытом состоянии. Мною использован транзистор типа PHD55N03.

Он имеет следующие характеристики: максимальное напряжение сток-исток -25 В, максимальный ток стока- 55 А, сопротивлением канала в открытом состоянии -0,14 мОм.

Подобные транзисторы применяются на материнских платах и платах видеокарт. Я добыл этот транзистор на старой материнской плате:

Цоколевка этого транзистора:

Именно очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии и позволяет приложить к вентилятору практически полное напряжение питания.

В этой схеме датчиком температуры служит терморезистор R1 номиналом 10 кОм. Терморезистор должен быть с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ( типа NTC).

Номинал терморезистора R1 может быть от 10 до 100 кОм, соответственно нужно изменить и номинал подстроечного резистора R2. Так, для терморезистора номиналом 100 кОм, сопротивление подстроечного резистора R2 должно быть 51 или 68 кОм. Подстроечным резистором R2 в данной схеме устанавливается порог срабатывания схемы.

Данная схема работает по принципу термоуправляемого реле: вентилятор включен/выключен в зависимости от температуры датчика.

Конструктивно, терморезистор R1 размещается на радиаторе транзисторов, которые обдувает вентилятор. Подстроечным резистором R2 при настройке схемы добиваются старта вентилятора при пороговой (начальной) температуре.

В качестве VT1 подойдет любой полевой транзистор с напряжением стока выше 20 В и сопротивлением канала в открытом состоянии менее 0,5 Ома.

Если напряжение питания не стабилизировано, то порог срабатывания схемы будет плавать, со всеми вытекающими последствиями. В этом случае полезно будет запитать терморезистор от стабильного источника питания, например -78L09.

Ниже приведен модернизированный вариант этой схемы. В данной схеме предусмотрена возможность независимой регулировки как минимальных оборотов при нормальной температуре, так и температуру, с которой обороты вентилятора начинают увеличиваться.

Здесь цепь R5, R6,VD2 позволяет установить минимальные обороты вентилятора при нормальной ( начальной) температуре при помощи подстроечного резистора R5. А резистором R7 устанавливают температуру, с которой вентилятор переходит на повышенные обороты.

Как и в предыдущих схемах, блокировочные конденсаторы необходимы при эксплуатации устройства в условиях воздействия мощных высокочастотных наводок-например ламповый усилитель мощности КВ диапазона. В других случаях в их установке нет необходимости.

Терморезисторов-датчиков температуры может быть несколько и установленных в разных местах. Вентиляторов тоже может быть несколько. В этом случае возможно ( но необязательно) будет необходимым предусмотреть небольшой радиатор для регулирующего транзистора.

Вид собранной платы системы автоматического управления обдувом, управляющий транзистор установлен со стороны печатных проводников:

Печатная плата, вид со стороны проводящих дорожек:

Все три схемы, приведенные в этой статье мною опробованы и продемонстрировали надежную и стабильную работу.

Обновление от 13.01.2020

Изготовил еще два варианта подобных регуляторов. Без использования терморезисторов.

Статья с подробным описанием здесь.

Дополнение от 19.02.2020.

Проделал лабораторную работу с целью определения возможности работы термоуправляемого регулятора, собранного по схеме №2 (см. текст статьи), от напряжения +27 В вместо штатных +12 В.

Делать эту работу пришлось, так как у некоторых коллег что-то там не получается и работает наоборот, и вовсе не так…

Схему собрал упрощенную-всего три детали. В качестве регулирующего транзистора применил IRF630.

Схема получилась такая:

В качестве нагрузки использован 27-ми вольтовый электродвигатель ДП25-1,6-3-27.

Всё заработало сразу, и как положено-при нагреве терморезистора двигатель начинает вращаться, при охлаждении останавливается. Порог срабатывания устанавливается подстроечным резистором 10 кОм. Причем, можно выставить так, что схема будет срабатывать даже от нагрева терморезистора дыханием.

Использование плат управления вентиляторами от компьютерных бп

интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные

  • ELWO
  • 2SHEMI
  • БЛОГ
  • СХЕМЫ
    • РАЗНЫЕ
    • ТЕОРИЯ
    • ВИДЕО
    • LED
    • МЕДТЕХНИКА
    • ЗАМЕРЫ
    • ТЕХНОЛОГИИ
    • СПРАВКА
    • РЕМОНТ
    • ТЕЛЕФОНЫ
    • ПК
    • НАЧИНАЮЩИМ
    • АКБ И ЗУ
    • ОХРАНА
    • АУДИО
    • АВТО
    • БП
    • РАДИО
    • МД
    • ПЕРЕДАТЧИКИ
    • МИКРОСХЕМЫ
  • ФОРУМ
    • ВОПРОС-ОТВЕТ
    • АКУСТИКА
    • АВТОМАТИКА
    • АВТОЭЛЕКТРОНИКА
    • БЛОКИ ПИТАНИЯ
    • ВИДЕОТЕХНИКА
    • ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ
    • ЗАРЯДНЫЕ
    • ЭНЕРГИЯ
    • ИЗМЕРЕНИЯ
    • КОМПЬЮТЕРЫ
    • МЕДИЦИНА
    • МИКРОСХЕМЫ
    • МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ
    • ОХРАННЫЕ
    • ПЕСОЧНИЦА
    • ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
    • ПЕРЕДАТЧИКИ
    • РАДИОБАЗАР
    • ПРИЁМНИКИ
    • ПРОГРАММЫ
    • РАЗНЫЕ ТЕМЫ
    • РЕМОНТ
    • СВЕТОДИОД
    • СООБЩЕСТВА
    • СОТОВЫЕ
    • СПРАВОЧНАЯ
    • ТЕХНОЛОГИИ
    • УСИЛИТЕЛИ

В данной ветке хотелось бы собрать массив схем с описанием работы управления кулерами охлаждающих радиаторы выходных каскадов УНЧ.
Как вариант первой конструкции можно рассмотреть схему термостата работающего как на охлаждение, так и на нагрев в зависимости от того какую нагрузку использовать в исполнительном устройстве и саму схему включения этой нагрузки.
параметры:

— Измерение температуры от -55°С до +125°С (шаг 0,1°С)
-Установка температуры от -55°С до +124°С (шаг 0,1°С . ).
-Гистерезис от 0,1°С до 25°С


Индикатор можно применять как с общим анодом, так и с общим катодом — просто
разные прошивки.

«*» обозначены компоненты необходимые для защиты от статического
электричества, но их можно не устанавливать.
Управление:

Кнопками «+» и «-» устанавливают температуру включения нагрузки (на экране в
первом сегменте отобразится символ подчёркивания «_»).
При одновременном нажатии обеих кнопок устройство переходит в режим изменения
гистерезиса (на экране в первом сегменте отобразится символ «d»).
Длительное удержание одной из кнопок приводит к ускоренному перебору значений.
При отсутствии нажатий на кнопки в течении 5 секунд прибор переходит в режим
отображения измеренной температуры, при этом происходит запоминание изменённых
параметров в энергонезависимую память.

В первом сегменте отображается точка, если Т

Третий вариант управления:

В качестве термодатчика используется терморезистор с отрицательным ТКС (термистор) R1, который совместно с резистором R2 образует делитель напряжения. Напряжение с делителя – пропорциональное температуре – подается на триггер Шмитта на транзисторах VT1,VT2. При повышении входного напряжения триггер включается, при этом полевой транзистор VT3 (закрытый в исходном состоянии) открывается и подает напряжение на двигатель вентилятора М1. Поскольку последовательно с двигателем включен мощный стабилитрон VD1, напряжение на вентиляторе меньше напряжения питания на величину напряжения стабилизации стабилитрона. Вентилятор работает на малых оборотах. При дальнейшем росте температуры, напряжение делителя также растет, и при некотором его значении открывается транзистор VT4. Этот транзистор шунтирует цепочку VT3-VD1, и напряжение на вентиляторе повышается. Поскольку в качестве VT4 используется «вертикальный» транзистор, то диапазон входных напряжений, при котором VT4 переходит из закрытого состояния в открытое, небольшой и увеличение скорости вращения вентилятора до максимума происходит при небольшом изменении температуры.
Конденсатор С1 форсирует запуск двигателя вентилятора при включении его на пониженном напряжении. Это позволяет надежно запускать вентилятор даже при его износе и запылении, когда момент трения на валу повышен, что повышает надежность системы охлаждения. Конденсатор С2 снижает пульсации напряжения на вентиляторе при регулировании напряжения. Если устройство питается от отдельного самостоятельного источника, то С2 можно исключить.

Подстроечными резисторами R3 и R9 устанавливают пороги срабатывания ступеней охлаждения. Светодиод HL1 – индикатор, причем его яркость сигнализирует о напряжении на вентиляторе, а, следовательно, и о температуре. При желании получить больше информации, узел индикации можно усложнить, применив, например, два светодиода с разным цветом свечения.

Если необходимо контролировать температуру нескольких радиаторов, то можно использовать несколько однотипных термисторов, включенных параллельно (пропорционально уменьшив сопротивление R2). При этом, вследствие нелинейности температурной характеристики, система будет в большей степени реагировать на наиболее горячий объект, что повысит надежность устройства в целом.

Схему можно питать и от источника с меньшим напряжением, но при этом снизится максимальная эффективность охлаждения.
Конструкция и детали.

Биполярные транзисторы – любые маломощные с коэффициентом h21Э не менее 150, например, КТ3102 (я использовал импортные ВС546В). Полевые транзисторы – любые средней мощности. Из отечественных подойдут КП740-КП743. Можно использовать и маломощные КП505А-В, однако ток вентилятора в этом случае не должен превышать 150 мА. Из импортных подойдут практически все транзисторы серий IRF5хх, IRF 6хх. Стабилитрон VD1 должен выдерживать ток вентилятора, который при пониженном напряжении питания составляет 40…50% от номинального (а это порядка 50. 150 мА). Напряжение стабилизации выбирается таким образом, чтобы напряжение на двигателе составляло 5…6 вольт (т.е. 6. 10 вольт). При более низком напряжении не все вентиляторы устойчиво работают, более высокое напряжение увеличит уровень шума. Если не удастся подобрать подходящий стабилитрон, можно воспользоваться его аналогом

Большое разнообразие термисторов не позволяет указать какой-то конкретный тип. Подойдут практически все в интервале сопротивлений 1…68 кОм. Если сопротивление термистора превышает 20 кОм, то при подборе R2 следует учесть его шунтирование резисторами R3 и R9.

Поскольку основным для усилителя все же является пассивное охлаждение, то следует использовать «конвекционные» (обыкновенные) радиаторы с редкими толстыми ребрами. Вентилятор – корпусной вентилятор подходящего размера от компьютера. Процессорные вентиляторы использовать не рекомендуется, несмотря на их больший воздушный поток – они более шумные. Термистор необходимо установить так, чтобы обеспечивался хороший тепловой контакт с радиатором (с использованием термопасты), и на него не попадал воздушный поток от вентилятора.

Читайте также  Проводка в доме из бруса своими руками

Поскольку температура внутри корпуса усилителя может достигать 40…50 градусов, возможна установка дополнительного вентилятора, выдувающего воздух из корпуса. Все вентиляторы включаются параллельно.
Налаживание устройства необходимо, вследствие большого разнообразия термисторов. Оно сводится к подбору резистора R2 и установки порогов срабатывания резисторами R3, R9. Для этого задаются значениями температур включения ступеней устройства (на рис.1 это 40 и 50 градусов) и определяют сопротивление термистора на этих двух температурах. Проще всего определить сопротивление, поместив термистор в стакан с водой требуемой температуры. Допустим, получились значения R1_1 и R1_2. Резистор R2 должен иметь такое сопротивление, чтобы напряжение делителя при включении первой ступени было порядка 2,5 вольт:

После установки R2 соответствующего номинала, вместо термистора подключают переменный резистор с установленным сопротивлением, равным R1_1 и при помощи R3 добиваются включения вентилятора (настраивается именно момент включения, для отключения вентилятора, вследствие гистерезиса, необходимо отключать «термистор»). Аналогично, при помощи R9 добиваются увеличения напряжения на вентиляторе при подключении вместо термистора сопротивления величиной равной R1_2.

Пятый вариант управления:

Такое устройство имеет существенный недостаток — при паузах в музыкальных программах вентилятор ещё несколько секунд продолжает работать, производя значительный акустический шум, что действует раздражающе.

Предлагаемое устройство при более простой схеме лишено этого недостатка. В паузах и при малом уровне громкости вентилятор работает на пониженных оборотах, практически не производя шума. При возрастании громкости вентилятор включается на полную мощность, но его шум теперь маскируется акустическим сигналом.
Схема устройства работает следующим образом. При подаче напряжения питания зарядным током конденсатора С2 запускается двигатель М1. Резистор R4, включённый последовательно с двигателем, снижает напряжение, подаваемое на двигатель, и его обороты. Сопротивление резистора зависит от мощности двигателя и подбирается экспериментально по отсутствию акустического шума при работе. При достаточно высоком напряжении, подаваемом на двигатель, конденсатор С2 может не понадобиться.

Выходное напряжение с УМЗЧ подаётся на вход устройства через делитель R1R2. Подстроечным резистором R2 регулируют порог срабатывания устройства. Выпрямленное диодом VD1 напряжение звуковых сигналов при увеличении их уровня заряжает конденсатор С1. Через резистор R3 он разряжается при уменьшении уровня входного сигнала. Стабилитрон VD2 ограничивает напряжение, подаваемое на затвор, на безопасном для транзистора VT1 уровне.

При достижении порогового уровня напряжения на конденсаторе С1 транзистор открывается, увеличивая ток через двигатель до номинального. При снижении уровня выходного сигнала УМЗЧ конденсатор С1 быстро разряжается через резистор R3, транзистор закрывается и двигатель М1 переходит на работу при пониженных оборотах. Диод VD3 защищает транзистор от реакции нагрузки (обмотки двигателя). Если двигатель бесколлекторный, этот диод можно исключить.

К деталям особых требований не предъявляется, резисторы и конденсаторы могут быть любых типов. Диоды VD1 и VD3 — любые маломощные кремниевые, например, КД509А, КД510А, Д220. Стабилитрон VD2 — на напряжение стабилизации 7. 10 В, например, Д814А, КС175А. При токе, потребляемом двигателем свыше 0,5 А, необходимо применить более мощный транзистор, например, IRFZ44N или отечественный КП812А1.

Налаживание устройства заключается в подборе резистора R4 для обеспечения работы вентилятора с допустимым уровнем шума и конденсатора С2 для надёжного запуска электродвигателя. При увеличении ёмкости конденсатора следует иметь в виду, что разряжается он через малое сопротивление сток-исток транзистора VT1, и для исключения повреждения транзистора последовательно с конденсатором большей ёмкости целесообразно включить резистор сопротивлением несколько ом.

Шестой вариант управления аналогичен по сути пятому:

Микросхема DA1 содержит два независимых компаратора. На первом из них собран узел, определяющий, что выходная мощность усилителя превышает некоторый пороговый уровень, а на втором — узел задержки выключения вентилятора.

Сигнал с выхода усилителя мощности подается на инвертирующий вход компаратора DA1.1 через резистор R1. Стабилитрон VD2 защищает вход компаратора от отрицательного напряжения, поступающего от усилителя мощности при усилении отрицательных полупериодов сигнала. На элементах R2 и VD1 собран параметрический стабилизатор, который задает порог срабатывания компаратора. Резистор R3 служит нагрузкой выходного каскада DA1.1, выполненного по схеме с открытым коллектором. Конденсатор С1 и резистор R4 задают время задержки выключения вентилятора. Диод VD3 необходим для предотвращения разрядки конденсатора С1 через резистор R3. Задержка позволяет сохранить напряжение на вентиляторе еще некоторое время для удаления выделившейся на теплоотводе энергии. Подстроечным резистором R5 можно регулировать время задержки выключения. Сигнал с выхода компаратора DA1.2 управляет транзистором VT1, включающим вентилятор охлаждения.

вот пару схем, с микросхемой и на транзисторах:

Как подключить вентилятор напрямую к блоку питания компьютера

Работе компонентов персонального компьютера сопутствует большое количество выделяемой тепловой энергии. Если не решать проблему отвода тепла, излишний нагрев неизбежно приведет к выходу из строя дорогостоящих комплектующих.

При сборке или модернизации ПК эта задача решается установкой достаточного количества кулеров (вентиляторов). Обходя стороной дискуссию о корректности данного термина, в обзоре рассмотрен вопрос подключения устройств создания воздушного потока для отведения излишнего тепла.

Виды и назначение вентиляторов для ПК

Самыми мощными источниками тепла внутри корпуса ПК являются центральный процессор на материнской плате и графический процессор на видеокарте. Для них устанавливаются отдельные вентиляторы, конструктивно объединенные с теплоотводящими радиаторами. Такую систему обычно называют кулером (в отличие от корпусного вентилятора), хотя в англоязычной технической литературе такого термина нет. Там он называется Heatsink and fan.

Остальные составляющие ПК все вместе выделяют тепла меньше, и для создания комфортного режима достаточно общей системы отвода нагретого воздуха. Раньше для этого было достаточно одного устройства, нагнетавшего воздух внутрь корпуса. Нагретые воздушные массы выходили через вентиляционные отверстия. Сейчас эффективной считается приточно-вытяжная система. Она состоит из одного или нескольких нагнетающих устройств, и одного или нескольких вытяжных, высасывающих нагретый воздух наружу. Возможности установки одного или нескольких кулеров зависит от конструкции корпуса.

Также вентилятор обычно встроен внутрь БП компьютера. Подключение кулера к блоку питания выполняется в процессе изготовления и при эксплуатации не изменяется. Но в связи с широким распространением стандарта 80 PLUS, в самых дорогих источниках уровней 80+ Platinum и 80+ Titanum электродвигатель с крыльчаткой, как мощный потребитель, все чаще исключается из конструкции устройства. Вместо этого применяются другие меры для отвода тепла.

Распиновка разъёмов подключения

Несмотря на то, что внешне вентиляторы выглядят примерно одинаково (электродвигатель с крыльчаткой, закрепленные на каркасе), существуют разные схемы их подключения к цепям питания и различия в распиновке разъемов питания кулера. Связано это с их разным внутренним устройством.

2 pin

Самые простые вентиляторы имеют разъем всего из двух контактов. На них подается питание +12 вольт на красный провод, и 0 вольт на черный. Обратной связи такие вентиляторы не имеют и их частоту вращения (а также исправность) определить невозможно.

3 pin

Наиболее распространенный тип вентилятора с терминалом на 3 pin. Здесь к выводам питания добавился еще один контакт от датчика Холла, установленного на корпусе электродвигателя. За один оборот ротора он формирует два импульса. По частоте появления импульсов компьютер отслеживает обороты кулера и мониторит его исправность. При возникновении нештатной ситуации генерируется сигнал тревоги. Посмотреть обороты в режиме реального времени можно с помощью специальных утилит. Например, Everest.

К сожалению, единого стандарта цветовой маркировки выводов нет. Большинство производителей придерживаются двух типов обозначений. Они приведены в таблице.

Назначение провода Цвет изоляции
Вариант 1 Вариант 2
0 вольт (общий провод) Черный Черный
+12 вольт Красный Желтый
RPM (частота вращения) Желтый Зеленый

Нулевой провод в черной изоляции всегда расположен с краю, поэтому проблем с идентификацией выводов обычно не бывает, подключение кулера к блоку питания производится корректно.

4 pin

Более продвинутые кулеры имеют дополнительный вход PWM (ШИМ). На него подаются импульсы стабильной частоты, но изменяемой скважности. В зависимости от ширины импульса изменяется среднее напряжение и средний ток через электродвигатель. Так регулируются обороты крыльчатки. Это позволяет создавать системы автоматического управления частотой вращения. При отсутствии необходимости обороты можно уменьшать, снижая шум и расход электроэнергии. При росте температуры в охлаждаемой области частота вращения автоматически увеличивается, повышая эффективность охлаждения.

Здесь также наиболее распространены два варианта цветовой маркировки выводов. Цоколевка разъема при этом одинаковая.

Назначение входа/выхода Цвет провода
Маркировка 1 Маркировка 2
0 вольт (земля, общий провод) Черный Черный
+12 вольт Красный Желтый
RPM (частота вращения) Желтый Зеленый
PWM (управление оборотами) Синий Синий

В обоих случаях первые три провода повторяют последовательность варианта с тремя контактами, а вход управления оборотами всегда выполнен проводником в синей изоляции.

Варианты подключения

Если количество контактов у разъема для подключения кулера и у самого вентилятора совпадает, то проблем нет. Разъемы подключаются друг к другу, несоблюдение полярности исключено благодаря наличию ключа. Если не совпадают, то возможны варианты.

3-pin к 4-pin

Трех- и четырехпиновые разъемы полностью совместимы друг с другом, как электрически, так и механически. Конструктивно они выполнены так, что ключ позволяет выполнять соединение, при этом конфликта распиновки не будет.

Если у кулера разъем с 3 контактами, а от компьютера идет жгут с 4 пинами, то на терминале соединяются провода питания, а также цепи измерения оборотов. Провод ШИМ-регулирования остается неподключенным.

Если же у кулера разъем с 4 контактами, а от компьютера подходит терминал с 3 пинами, то неподключенным останется вход управления оборотами со стороны электродвигателя. В обоих случаях управление частотой вращения посредством ШИМ невозможно.

Подключение напрямую к проводам БП

В тех случаях, когда автоматическое управление воздушным потоком не требуется (обычно это касается корпусных вентиляторов), их можно запитать непосредственно от блока питания. В этом случае кулеры будут включаться при старте блока питания, а останавливаться при его выключении. Такое подключение рационально выполнять для вентиляторов с двумя пинами (без контроля оборотов). Принципиальных ограничений для использования в таком качестве 3- и 4-пиновых кулеров нет, но они стоят дороже.

Проще всего подключить двухпиновый вентилятор напрямую к свободному разъему Молекс. Удобнее это сделать с помощью переходника «папа-мама» Molex с ответвлением для разъема кулера. Если свободного молекса в жгуте от БП нет, но есть, например, неиспользуемый терминал питания SATA, можно с него перейти на Molex, а потом на вентилятор.

Количество разъемных соединений надо минимизировать. Еще лучше (при наличии навыков и квалификации) обрезать терминалы, а потом соединить провода питания скруткой со следующей пропайкой и изоляцией места подключения.

Как изменить скорость вращения кулера

Скорость вращения вентилятора, имеющего вход ШИМ (PWM) (вариант разъема с 4 пинами), регулируется изменением скважности импульсов, поступающих на этот вход от схемы управления. Частота может выбираться исходя из режима работы платы или всего компьютера, или в зависимости от температуры в контролируемой области.

Читайте также  Автомобильная противоугонная система

Если у кулера нет входа ШИМ (2 или 3 пина в разъеме), автоматическое регулирование невозможно. Но можно выбрать режим вращения вручную, изменяя напряжение питания. Удобно для этого использовать свободный разъем Molex. На нем присутствуют:

  • два земляных провода черного цвета;
  • желтый провод +12 вольт;
  • красный провод +5 вольт.

Это позволяет получить три комбинации напряжения:

  • подключением вентилятора к к желтому и черному проводу блока питания можно получить напряжение 12 вольт и максимальные обороты;
  • при соединении с красным и черным проводами на вентиляторе будет питание 5 вольт – минимальная частота вращения;
  • при соединении между красным и желтым проводами получается разность потенциалов в 7 вольт (12-5=7) и промежуточная частота вращения.

Если существует острая необходимость работы кулера на сверхнизких оборотах, можно попробовать взять напряжение +3,3 вольта, например, с разъема SATA, но не факт, что при таком уровне вентилятору хватит крутящего момента, чтобы ротор начал вращаться.

Также некоторые материнские платы имеют возможность непосредственно изменять напряжение на шине питания вентилятора, тем самым регулируя его скорость.

Можно ли устанавливать несколько вентиляторов

Количество устанавливаемых вентиляторов ограничивается наличием разъемов, а также запасом по мощности источника питания. Кулер потребляет относительно немного, поэтому напрямую к блоку питания можно подключать два или больше вентиляторов. Но предварительно все же лучше прикинуть запас по току на линии +12 вольт, а еще лучше измерить фактическое потребление (это можно сделать токоизмерительными клещами постоянного тока), посмотреть, какую мощность потребляет выбранный вентилятор и определить возможность установки.

Трех- и четырехпиновые кулеры, у которых замеряется и регулируется частота вращения, при отсутствии свободных разъемов параллельно лучше не соединять. Вопрос здесь не только в нагрузочной способности питающих и управляющих линий. При вращении роторов, датчики Холла будут выдавать импульсы не в фазе, поэтому корректного измерения частоты вращения не получится. Система будет воспринимать данные, как аварийную ситуацию и соответственно на нее реагировать.

В завершении для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

Задача подключение кулера к компьютерному блоку питания несложна. Но любое действие в этом направлении должно быть осознанным, иначе вместо повышения эффективности работы можно получить проблемы.

Использование плат управления вентиляторами от компьютерных бп

Делаем мобильный вентилятор на лето из неисправных блоков питания компьютера

Одно из любимых высказываний американцев: «Если жизнь подбросила тебе лимон — сделай из него лимонад». В жизни человека, работающего с компьютерами, таких «лимонов» часто бывает выше крыши. Но есть и такие «лимоны», которые годятся для приготовления «лимонада». Особенно летом 🙂 .
Этот «лимон» — старые, сгоревшие или ненужные блоки питания компьютеров. Часть его деталей ещё годится для ремонта другой электронной техники, но сейчас нас они не интересуют. Интересует сейчас самый большой по размеру его элемент — вентилятор блока питания.
Представляют интерес те блоки питания, в которых вентилятор прикреплён к П-образной крышке, снимаемой с блока питания вместе с этим вентилятором. Я нашёл два таких блока питания — вполне достаточно для нормального охлаждения летом.
Итак, наши действия по получению собственной системы охлаждения:
1. Отыскиваем неисправные блоки питания. Отворачиваем с них П-образные крышки с прикреплёнными на них вентиляторами. Отпаиваем или откусываем на плате блока питания проводники к вентилятору — стараясь чтобы они оставались максимально длинными.
2. Проверяем чтобы направление потока воздуха было «внутрь» нашей «буквы» П. Направление показано стрелками на самом вентиляторе. Стрелка, перпендикулярная плоскости вентилятора как раз и показывает куда направлен поток воздуха.
Если в блоке питания вентилятор был «на выдув» — то отворачиваем его от крышки — и приворачиваем обратной стороной.
3. Теперь о питании вентиляторов. Они требуют напряжения в 12 вольт. Могут быть разные варианты получения его:
1. От старого блока питания компьютера.
2. От работающего компьютера(следите чтобы не было замыканий!).
3. От сети питания автомобиля.
4. От отдельного блока питания, вырабатывающего напряжения в 12 вольт и ток, достаточный для питания вентиляторов.
У меня как раз есть такой блок питания — для питания внешнего корпуса для HDD AgeStar. Более того — я, для того чтобы питать внешние винчестеры вне корпуса, спаял переходник с его разъёма питания на обычный плоский 4-х контактный разъем MOLEX — через который питается вся периферия ATA в компьютере. Так что оставалось только припаять провода от вентилятора к разъёму MOLEX типа «мама» — чтобы «цивилизованно» подключать их к питанию. Я использовал для подключения старый переходник для подключения кулера процессора. Впрочем годится любой переходник MOLEX типа «мама»-«папа». Припаиваем красный провод вентилятора к той стороне разъёма MOLEХ, к которому подходит жёлтый провод 12В. Чёрный провод припаиваем к внутреннему разъему.
Для большей мобильности лучше, конечно, каждый вентилятор припаивать к своему разъёму. Но у меня под рукой в тот момент был всего один — так что я оба припаял к одному переходнику MOLEX.
В результате мы, после совсем небольшого числа действий, получили компактную и масштабируемую(если каждый вентилятор припаян к своему переходнику) систему охлаждения. Боковые плоскости П-крышки не работают не только для того, чтобы вентилятор устойчиво стоял — но и направляют поток воздуха.

И, в завершении. Имейте в виду, что теперь вентилятор, из-за простоты нашей конструкции, не защищён. Так что не надо не только не засовывать в него прочные предметы — но и ронять так, чтобы лопасти его коснулись чего-либо в процессе работы. Сейчас их делают из достаточно хрупкой пластмассы — так что они легко отлетают при этом. После этого вентилятор станет несбалансированным — и без принудительного крепления его уже не удастся использовать. Т.е. для использования в качестве мобильного вентилятора станет бесполезен.

Статья обсуждается на Всеобщем форуме в этом топе.
Копия статьи помещена в мой дневник.

Технологии управления скоростью вращения вентиляторов

С. Пахомов
КомпьютерПресс 12, 2005

Давно уже прошли те времена, когда в компьютерах использовалось пассивное охлаждение — такие компьютеры были абсолютно бесшумными, но малопроизводительными. По мере роста производительности процессоров и других компонентов ПК росло и их энергопотребление и, как следствие, компоненты ПК становились все более «горячими». Поэтому процессоры стали оснащать массивными радиаторами, а вскоре к ним добавились и вентиляторы, то есть пассивное охлаждение процессоров уже не могло обеспечить требуемый теплоотвод для поддержания надлежащей температуры, из-за чего стали использовать воздушное охлаждение. По мере роста тактовых частот процессоров увеличивалась эффективность теплоотвода, что достигалось за счет более массивных радиаторов и более быстрых вентиляторов.

Повышение максимальной скорости вращения вентиляторов влекло за собой рост уровня создаваемого ими шума. Известно, что при увеличении скорости вращения вентилятора от значения N1 до N2 уровень создаваемого им шума возрастает от значения NL1 до NL2, причем:

Предположим, требуется увеличить скорость вращения вентилятора на 10%. При этом на 2 дБ увеличится и уровень шума, создаваемого вентилятором. Зависимость изменения уровня шума вентилятора от нормализованной скорости вращения показана на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость изменения уровня шума (DNL) вентилятора от нормализованной скорости вращения (N2/N1)

Не менее остро, чем проблема охлаждения процессоров, стоит проблема снижения уровня шума. Идеи, заложенные в технологии энергосбережения и снижения тепловыделения, можно использовать и для снижения уровня шума систем охлаждения. Поскольку тепловыделение (и, следовательно, температура) процессора зависит от его загрузки, а при использовании технологий энергосбережения — и от его текущей тактовой частоты и напряжения питания, в периоды слабой активности процессор остывает. Соответственно нет необходимости постоянно охлаждать процессор с одинаковой интенсивностью, то есть интенсивность воздушного охлаждения, определяемая скоростью вращения вентилятора кулера процессора, должна зависеть от текущей температуры процессора.

Существует два основных способа динамического управления скоростью вращения вентиляторов, реализуемых на современных материнских платах: управление по постоянному току и управление с использованием широтно-импульсной модуляции напряжения.

Управление по постоянному току

При технологии управления по постоянному току (Direct Current, DC) меняется уровень постоянного напряжения, подаваемого на электромотор вентилятора. Диапазон изменения напряжения составляет от 6 до 12 В и зависит от конкретной материнской платы. Данная схема управления скоростью вращения вентилятора довольно проста: контроллер на материнской плате, анализируя текущее значение температуры процессора (через встроенный в процессор термодатчик), выставляет нужное значение напряжения питания вентилятора. До определенного значения температуры процессора напряжение питания минимально, и потому вентилятор вращается на минимальных оборотах и создает минимальный уровень шума. Как только температура процессора достигает некоторого порогового значения, напряжение питания вентилятора начинает динамически меняться, вплоть до максимального значения в зависимости от температуры. Соответственно меняются скорость вращения вентилятора и уровень создаваемого шума (рис. 2).

Рис. 2. Реализация динамического управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора при изменении напряжения питания

Рассмотренная технология реализована на всех современных материнских платах — как процессоров Intel, так и процессоров AMD. Для ее реализации необходимо установить соответствующую схему управления в BIOS материнской платы и использовать трехконтактный вентилятор (отметим, что большинство процессорных кулеров являются именно трехконтактными): два контакта — это напряжение питания вентилятора, а третий контакт — сигнал тахометра, формируемый самим вентилятором и необходимый для определения текущей скорости вращения вентилятора. Сигнал тахометра представляет собой прямоугольные импульсы напряжения, причем за один оборот вентилятора формируется два импульса напряжения. Зная частоту следования импульсов тахометра, можно определить скорость вращения вентилятора. Например, если частота импульсов тахометра равна 100 Гц (100 импульсов в секунду), то скорость вращения вентилятора составляет 50 об./с, или 3000 об./мин.

Управление с использованием широтно-импульсной модуляции напряжения

Альтернативной технологией динамического управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора является широтно-импульсная модуляция (Pulse Wide Modulation, PWM) напряжения питания вентилятора. Идея здесь тоже проста: вместо изменения амплитуды напряжения питания вентилятора напряжение подают на вентилятор импульсами определенной длительности. Амплитуда импульсов напряжения и частота их следования неизменны, и меняется только их длительность, то есть фактически вентилятор периодически включают и выключают. Подобрав частоту следования импульсов и их длительность, можно управлять скоростью вращения вентилятора. Действительно, поскольку вентилятор обладает определенной инертностью, он не может мгновенно ни раскрутиться, ни остановиться (рис. 3).

Рис. 3. Реакция вентилятора на импульс напряжения

Если длительность импульса напряжения (Ton) меньше характерного времени раскрутки вентилятора (Ton