Personalcam.ru

Авто Аксессуары
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулирование скорости вращения корпусного вентилятора для системного блока персонального компьютера

Регулирование скорости вращения корпусного вентилятора для системного блока персонального компьютера

Существует множество схем аналогичных устройств, но все они имеют те или иные недостатки. В статье рассмотрен расчет простейшей схемы ручной регулировки с гасящим резистором и схема устройства с автоматическим управления в зависимости от температуры воздуха в системном блоке. Преимущество последнего в выходе на номинальные обороты при изменении температуры на 10°С и падении напряжения на управляющей элементе менее 0,25 В.

Все регуляторы скорости вращения осевого вентилятора постоянного тока, индукторного типа с питающим напряжением 12 вольт построены на принципе управления напряжением, питающим его электромотор. Это регулирование осуществляется в функциональной зависимости то температуры воздуха, в рассматриваемых вентиляторах. Возможно управление по числу оборотов, но это сильно усложняет схему.

Главным условием устойчивого запуска и вращения осевого вентилятора является наличие на нем питающего напряжения не менее 6-6,4 вольта (Иногда производители указывают в технических характеристиках минимальное рабочее напряжение 7 вольт). Это и есть минимальное напряжения, на которое рассчитывается гасящий резистор. При этом напряжении, потребляемый вентилятором ток составляет 0,5-0,55 I ном вентилятора. Величина гасящего резистора определяются по формуле:

R = (Uпит – 6,4 / 0,5 · I пит) / 0,5 · I пит

где: U пит, I пит – паспортные значения, указаны на этикетке вентилятора. Выбирается переменный резистор номиналом R г и с мощностью рассеяния:

Данный резистор позволит осуществлять ручную регулировку оборотов вентилятора до 60% от номинала, и может применяться для снижения оборотов, а значит и шума вентилятора, когда температура охлаждаемого объекта (радиатора, системного блока) низка. Схема включения показана на рисунке 1.

Денисов П. К. в [ Л.2 ] описал применение терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом в качестве регулятора. Моя практика показала, что в достаточно холодных корпусах (+2 — 10°С над температурой окружающего воздуха), уменьшение величины сопротивления терморезистора составляет около 10 — 30 %, что просто недостаточно для вывода вентилятора на полные обороты (паспортную производительность).

Для автоматического следящего управления оборотами вентиляторов предлагается схема изображенная на рисунке 3. Конструктивно она выполнена на стеклотекстолитовой плате размером 100х80 мм и крепление позволяет установить ее в свободный 3 или 5 дюймовый отсек системного блока. На плате установлены: 1 разъем типа PC Plug (XT4) 4х контактный для подключения к блоку питания компьютера и 3 разъема типа Molex 3х контактные. Один, XT 2 – для подключения управляемого вентилятора, другой XT 3 – для подключения кабеля транслятора данных тахометра на материнскую плату и третий XT 4 – для подключения датчика температуры.

Потенциометр ручной регулировки скорости вращения вентилятора может быть установлен на крышке занимаемого регулятором отсека системного блока.

Читайте так же:
Регулировка холостых оборотов двигателя fiat grande punto

На рисунке 3 видно, что регулирующий транзистор установлен на площадку из фольги. Такая установка обязательна, так как мощность, им рассеиваемая 0,7-1 Вт температура кристалла транзистора приближается к предельной. Что в условиях «горячего» системного блока, где устанавливается данный регулятор, может привести к выходу из строя регулятора.

На схеме, датчик температуры VD 1 подключен к преобразователь ток-напряжение на транзисторе VT 1. Для снижения влияния помех на высокоомный датчик температуры на точках подключения его к преобразователю включены два керамических конденсатора С1,С2 емкостью 47 нФ. Сам преобразователь питается от параметрического стабилизатора собранного на резисторе R 5 и стабилитрона VD 2. Наличие данного стабилизатора обязательно, при его отсутствии преобразователь усиливает пульсации напряжения питания, а не ток датчика.

Напряжение пропорциональное температуре датчика выделяется на цепочке резисторов R 6, R 7, один из которых переменный предназначен для выбора рабочей точки регулятора. Сигнал управления с движка резистора поступает на усилитель VT 2, VT 3 , особенность которого в том, что при отсутствии сигнала управления его нормальное состояние – минимальное напряжение на нагрузке, вентиляторе определяемое стабилитроном VD 5. А сигнал управления отсутствует при температуре воздуха менее 20° C . Туда же поступает сигнал ручного управления с делителя R 1, R 2, R 3. Для исключения взаимного влияния схем ручной и автоматической регулировки использованы диоды VD 3, VD 4.

Рассмотрим некоторые особенности регулятора

В качестве датчика температуры воздуха в схеме применен германиевый диод работающий на обратной ветви, ввиду его свойств — удвоения теплового тока при изменении температуры на каждые 10°С. В некоторых схемах применяется температурная зависимость прямого тока диодов, но она мала и составляет порядка 1,6-2мв/градус и поэтому требует сложных схем управления. Для преобразования теплового тока диода-датчика в сигнал управления, в предлагаемой схеме, используется усилитель на транзисторе VT 1 с отрицательной обратной связью по току, что снижает крутизну соотношения ток нагрузки – температура в области высоких температур рабочего диапазона и упрощает настройку.

Другой особенностью схемы является простейший из известных, способ ограничения минимального напряжения на выходе схемы. Для этого применен стабилитрон VD 5 включенный между базой и эмиттером регулирующего транзистора VT 3. При выполнении условия U эк VT 3 > U ст + U бэ VT 3 этот стабилитрон открывается, и напряжение на выходе регулятора остается на уровне U пит- U эк VT 3 или U н = U пит – ( U ст + U бэ VT 3). При напряжениях превышающих напряжение открытия стабилитрона силовой транзистор открывается, и схема управления отключается, и наоборот действие этой цепочки прекращается при снижении падения напряжения на силовом транзисторе и действует только схема управления.

И, наконец, третьей особенностью предложенной схемы является наличие ручного управления оборотами вентилятора с помощью переменного резистора R 2. При этом обороты вентилятора можно только повысить от установленного схемой автоматического управления вплоть до максимальных оборотов, что защищает охлаждаемый объект от перегрева.

Читайте так же:
Регулируем клапана на бычке

И последнее, падение напряжения на открытом регулирующем транзисторе, в данной схеме, составляет менее 0,25 вольта. Это позволяет обеспечить практически паспортное значение максимального расхода воздуха через вентилятор.

В течении года работы на нескольких компьютерах схема показала удобства эксплуатации и надежность работы.

Заключение

И в конце статьи, я бы рекомендовал в схемах управления, где затруднен пуск вентилятора на малых оборотах (в том числе и в электронных схемах), применить шунтирование управляющей схемы конденсатором емкостью от 1000 до 10000 мкф, на напряжение питания вентилятора. Для вентиляторов разной мощности конденсатор 1000,0 мкф обеспечит кратковременную подачу на вентилятор полного напряжения питания, что обеспечивает его устойчивый пуск на малых оборотах. После чего конденсатор заряжается до напряжения падающего на регуляторе, реобасе или ограничивающем резисторе.

Поэтому рабочее напряжение конденсатора должно быть более напряжения питания — 15 V .

Это время колеблется от 0,1 до 0,01 сек в зависимости от мощности вентилятора для конденсатора 1000,0 мкф.

данное решение позволяет при включении подать на вентилятор на короткое время, пока конденсатор заряжается, полное напряжение питания и вентилятор до перехода в малооборотный режим (управляемый) трогается с места и начинает вращаться.

Это решение раньше было широко известно и использовалось. Спасибо Денисову П. К. напомнившему о таком решении проблемы.

Простой регулятор оборотов вентилятора своими руками.

Автоматический термоуправляемый регулятор вращения вентилятора можно собрать по самым различным схемам.

И далеко ведь не всегда нужен подобный автоматический термоуправляемый регулятор вращения вентилятора , который работает под управлением микроконтроллеров. Зачастую задачи обдува и охлаждения каких-либо активных элементов, которые при работе выделяют много тепла, можно решить, применив простые и неприхотливые регуляторы.

Ранее уже делал подобные регуляторы вращения вентиляторов. Их описания приведены в соответствующей статье. Но в этих регуляторах применены в качестве датчиков температуры терморезисторы. Безусловно, в наши дни терморезисторы не проблема-они продаются в любом интернет магазине радиодеталей.

Но есть вариант обойтись и без терморезисторов. Именно две проверенные в работе конструкции таких регуляторов описаны в данной статье. Схемы этих автоматических регуляторов вращения вентиляторов найдены в сети и принадлежат их авторам.

Автоматический термоуправляемый регулятор вращения вентилятора. Вариант 1.

Схема этого термоуправляемого регулятора вращения вентилятора приведена ниже.

Этот термоуправляемый регулятор выполняет следующие функции-при увеличении температуры датчика на транзисторе VT1 обороты вентилятора начинают плавно увеличиваться до максимальных. После снижения температуры нагрева датчика обороты вентилятора уменьшаются.

Конструкция очень простая. Автоматический регулятор собран всего на двух транзисторах.

Читайте так же:
Можно ли отрегулировать кулису

Датчиком температуры служит транзистор VT1 типа КТ940А. Данный транзистор имеет корпус КТ-27 со штатным отверствием для крепления к радиатору. Это удобно-позволяет закрепить ( через изолирующую прокладку) такой датчик температуры прямо на радиаторе силового элемента, который необходимо охлаждать обдувом.

Подстроечный резистор R2 служит для установки минимальной скорости вращения вентилятора. При помощи этого подстроечного резистора можно также выбрать такой режим, когда вентилятор вообще не вращается, но, при повышении температуры датчика (транзистор VT1) вентилятор начинает работать.

Транзистор VT2 является регулирующим. К такому автоматическому регулятору можно подключить довольно мощные вентиляторы. Единственное-может потребуется оснастить транзистор VT2 небольшим радиатором.

Данный регулятор никакой наладки не требует, и работает сразу после подачи питания.

Собран на небольшой печатной плате и выглядит в сборе так:

Автоматический термоуправляемый вентилятор. Вариант 2.

Данный автоматический термоуправляемый регулятор вращения вентилятора по схеме немного сложнее-собран на четырех транзисторах.

Его схема выглядит так:

В этой схеме датчиком температуры служит транзистор VT2. Подстроечным резистором R4 выставляются минимально необходимы обороты вентилятора ( вплоть до отсутствия вращения)

Составной транзистор VT3VT4 управляет работой вентилятора. Логика работы автоматического регулятора вращения вентилятора варианта №2 аналогична и регулятору варианта №1.

Хотя есть одна необычная особенность…

В ходе экспериментов выяснилось, что если в качестве датчика температуры использовать транзистор VT1 вместо VT2, и установив подстроечным резистором R4 максимальные обороты вентилятора в холодном состоянии датчика температуры VT1 , то при нагреве последнего происходит плавное снижение оборотов вентилятора, вплоть до полного его останова. То есть логика управления получается инверсной. Не знаю, где это может быть полезно, возможно в схемах тепловентиляторов.

Автоматический термоуправляемый регулятор вращения вентилятора по варианту 2 также при исправных деталях работает сразу и не требует никакой наладки.

В сборе выглядит так:

регулятор. вид 2

Регуляторы по обоим схемам мною собраны и протестированы в работе.

Надежность их работы определяется только надежностью примененных радиоэлектронных компонентов, и, на мой взгляд, вполне достаточная для радиолюбительских применений.

Еще одно замечание…

Датчик температуры в регуляторе по схеме варианта №1 собран на транзисторе КТ940А. Он имеет более массивный корпус, поэтому прогревается чуть дольше , и остывает медленнее. Отсюда- регулятор по схеме вариант №1 имеет чуть большую тепловую инерцию.

Регулятор по схеме №2, где в качестве датчика температуры использован транзистор 2N3906 (КТ3107) гораздо шустрее реагирует на нагрев и охлаждение.

Короткое видео с демонстрацией работы регуляторов, описанных в данной статье:

Автоматический регулятор оборотов кулера

Вентиляторы охлаждения сейчас стоят во многих бытовых приборах, будь то компьютеры, музыкальные центры, домашние кинотеатры. Они хорошо, справляются со своей задачей, охлаждают нагревающиеся элементы, однако издают при этом истошный, и весьма раздражающий шум. Особенно это критично в музыкальных центрах и домашних кинотеатрах, ведь шум вентилятора может помешать наслаждаться любимой музыкой. Производители часто экономят и подключают охлаждающие вентиляторы напрямую к питанию, от чего они вращаются всегда с максимальными оборотами, независимо от того, требуется охлаждение в данный момент, или нет. Решить эту проблему можно достаточно просто – встроить свой собственный автоматический регулятор оборотов кулера. Он будет следить за температурой радиатора и только при необходимости включать охлаждение, а если температура продолжит повышаться, регулятор увеличит обороты кулера вплоть до максимума. Кроме уменьшения шума такое устройство значительно увеличит срок службы самого вентилятора. Использовать его также можно, например, при создании самодельных мощных усилителей, блоков питания или других электронных устройств.

Читайте так же:
Регулировка натяжения ремня вариатора сафари

Схема

Схема крайне проста, содержит всего два транзистора, пару резисторов и термистор, но, тем не менее, замечательно работает. М1 на схеме – вентилятор, обороты которого будут регулироваться. Схема предназначена на использование стандартных кулеров на напряжение 12 вольт. VT1 – маломощный n-p-n транзистор, например, КТ3102Б, BC547B, КТ315Б. Здесь желательно использовать транзисторы с коэффициентом усиления 300 и больше. VT2 – мощный n-p-n транзистор, именно он коммутирует вентилятор. Можно применить недорогие отечественные КТ819, КТ829, опять же желательно выбрать транзистор с большим коэффициентом усиления. R1 – терморезистор (также его называют термистором), ключевое звено схемы. Он меняет своё сопротивление в зависимости от температуры. Сюда подойдёт любой NTС-терморезистор сопротивлением 10-200 кОм, например, отечественный ММТ-4. Номинал подстроечного резистора R2 зависит от выбора термистора, он должен быть в 1,5 – 2 раза больше. Этим резистором задаётся порог срабатывания включения вентилятора.

Изготовление регулятора

Схему можно без труда собрать навесным монтажом, а можно изготовить печатную плату, как я и сделал. Для подключения проводов питания и самого вентилятора на плате предусмотрены клеммники, а терморезистор выводится на паре проводков и крепится к радиатору. Для большей теплопроводности прикрепить его нужно, используя термопасту. Плата выполняется методом ЛУТ, ниже представлены несколько фотографий процесса.

После изготовления платы в неё, как обычно запаиваются детали, сначала мелкие, затем крупные. Стоит обратить внимание на цоколёвку транзисторов, чтобы впаять их правильно. После завершения сборки плату нужно отмыть от остатков флюса, прозвонить дорожки, убедиться в правильности монтажа.

Настройка

Теперь можно подключать к плате вентилятор и осторожно подавать питание, установив подстроечный резистор в минимальное положение (база VT1 подтянута к земле). Вентилятор при этом вращаться не должен. Затем, плавно поворачивая R2, нужно найти такой момент, когда вентилятор начнёт слегка вращаться на минимальных оборотах и повернуть подстроечник совсем чуть-чуть обратно, чтобы он перестал вращаться. Теперь можно проверять работу регулятора – достаточно приложить палец к терморезистору и вентилятор уже снова начнёт вращаться. Таким образом, когда температура радиатора равно комнатной, вентилятор не крутится, но стоит ей подняться хоть чуть-чуть, он сразу же начнёт охлаждать.

Читайте так же:
Регулировка зажигания на фольксвагене дизель

Схема автоматического регулировка оборотов от температуры

Довольно простой вариант автоматического регулятора оборотов вентилятора для компьютера с датчиком, выполненном на транзисторе.
Именно на транзисторе, потому что: во-первых — полупроводниковые датчики более чувствительны и надёжны, во-вторых — найти терморезистор необходимого сопротивления довольно проблематично.
Это не самая простая схема такого девайса, есть и проще, но гораздо менее надежные и мнее чувствительные.
Схема подходит под напряжение 12 В. Транзисторы в них можно легко заменить на аналогичные, КТ315 вообще можно заменить на практически любой другой транзистор n-p-n перехода, но при этом, возможно, понадобиться подобрать резистор R3 к нему, если при использовании другого транзистора R3 будет сильно греться, то его можно заменить на другой резистор сопротивлением: 150-200 Ом.

Элемент Номинал
R122 КОм
R25 КОм
R3100 Ом
C133 мкФ
C2100 мкФ
VT1КТ315
VT2КТ816

Схема очень проста и собирается минут за 10, размером с четверть спичечного коробка.

КТ315 выполняет роль датчика, он устанавливается между ребер радиатора.

Схема настраивается следующим образом: резистор R2 устанавливается в так, чтобы подключенный к схеме вентилятор остановился, затем датчик (VT1 — КТ315) надо нагреть до уровня комнатной температуры, можно подержать его в руке пару минут, далее начинаем крутить R2 до тех пор, пока вентилятор не начнет крутиться.
После этого мложно устанавливать схему, но немного отточить настройку всё же надо. Необходимо еще немного подстроить резистор R2, чтобы вентилятор гарантированно стартовал при включении компьютера.

Таким образом при температору 25-30 градусов, вентилятор работает на минимальных оборотах, а при температуре радиатора, а соответственно и датчика, 50-60 градусов вентилятор крутится на полную мощность.

Как я уже сказал, транзистор КТ315 можно заменить на практически любой маломощный кремниевый транзистор, неплохо было бы использовать транзистор с металлическим корпусом или, максимально сточить корпус транзистора, чтобы увеличить его чувствительность.

VT2 (КТ816) тоже можно заменить на аналогичный транзистор более мощный, но не используйте составные транзисторы и транзисторы со встроенным сопротивлением.

Данный терморегулятор эффективен в том случае, когда в системном блоке хорошая вентиляция, ведь а противном случае тот же процессорный кулер будет гонять горячий воздух и разница в температурах при высокой нагрузке и при простое будет небольшая и терморегулятор будет просто бесполезен.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector