Proportionale Kontrolle ist der Schlüssel zur Stille!
Was ist die Aufgabe unseres Managementsystems? Ja, damit sich die Propeller nicht umsonst drehen, damit die Drehzahl von der Temperatur abhängt. Je heißer das Gerät, desto schneller dreht sich der Lüfter. Ist es logisch? Logisch! Lassen Sie uns darüber entscheiden.

Natürlich kann man sich mit Mikrocontrollern beschäftigen, in mancher Hinsicht wird es sogar noch einfacher, ist aber überhaupt nicht nötig. Meiner Meinung nach ist es einfacher, ein analoges Steuerungssystem zu erstellen – Sie müssen sich nicht mit der Assembler-Programmierung herumschlagen.
Es wird kostengünstiger und einfacher einzurichten und zu konfigurieren sein, und vor allem kann jeder das System auf Wunsch durch das Hinzufügen von Kanälen und Sensoren nach seinen Wünschen erweitern und ausbauen. Sie benötigen lediglich ein paar Widerstände, einen Chip und einen Temperatursensor. Na ja, außerdem gerade Arme und etwas Lötgeschick.

Kopftuch, Draufsicht

Untersicht

Verbindung:

• Chip-Widerstände der Größe 1206. Nun, oder kaufen Sie sie einfach in einem Geschäft – der Durchschnittspreis für einen Widerstand beträgt 30 Kopeken. Letzten Endes stört es niemanden, die Platine ein wenig zu verändern, sodass man anstelle des Widerstandschips normale Widerstände mit Beinen anlöten kann, und davon gibt es in jedem alten Transistorfernseher reichlich.
• Ein variabler Widerstand mit mehreren Windungen von ca. 15 kΩ.
• Sie benötigen außerdem einen Chipkondensator der Größe 1206 mit 470 nF (0,47 uF).
• Jeder Elektrolytkondensator mit einer Spannung von 16 Volt und mehr und einer Kapazität im Bereich von 10–100 Mikrofarad.
• Schraubklemmen sind optional – Sie können die Drähte einfach an die Platine anlöten, aber ich habe aus rein ästhetischen Gründen eine Klemmenleiste angebracht – das Gerät sollte solide aussehen.
• Als Leistungselement, das die Stromversorgung des Kühlers steuert, nehmen wir einen leistungsstarken MOSFET-Transistor. Zum Beispiel IRF630 oder IRF530, es kann manchmal aus alten Netzteilen eines Computers herausgerissen werden. Natürlich ist seine Leistung für einen winzigen Propeller zu groß, aber man weiß nie, was ist, wenn man dort plötzlich etwas Stärkeres anbringen möchte?
• Wir werden die Temperatur mit einem Präzisionssensor LM335Z messen, er kostet nicht mehr als zehn Rubel und stellt keinen Mangel dar, und bei Bedarf können Sie ihn durch eine Art Thermistor ersetzen, da dies auch keine Seltenheit ist.
• Der Hauptbestandteil, auf dem alles basiert, ist ein Chip, der vier Operationsverstärker in einem Gehäuse vereint – LM324N ist eine sehr beliebte Sache. Es gibt eine Reihe von Analoga (LM124N, LM224N, 1401UD2A). Die Hauptsache ist, sicherzustellen, dass es sich in einem DIP-Gehäuse befindet (so lang, mit vierzehn Beinen, wie auf den Bildern).

Bemerkenswerter Modus - PWM

Erzeugung eines PWM-Signals

Um den Lüfter langsamer drehen zu lassen, reicht es aus, seine Spannung zu reduzieren. Beim einfachsten Rheobass erfolgt dies über einen variablen Widerstand, der in Reihe mit dem Motor geschaltet ist. Dadurch fällt ein Teil der Spannung am Widerstand ab und es gelangt weniger zum Motor, was zu einer Verringerung der Drehzahl führt. Wo ist der Bastard, merkst du das nicht? Ja, der Hinterhalt besteht darin, dass die am Widerstand freigesetzte Energie nicht in irgendetwas, sondern in gewöhnliche Wärme umgewandelt wird. Benötigen Sie eine Heizung im Computer? Offensichtlich nicht! Deshalb gehen wir einen kniffligeren Weg – bewerben Pulsweitenmodulation aka PWM oder PWM. Es klingt beängstigend, aber keine Sorge, es ist einfach. Stellen Sie sich vor, dass der Motor ein riesiger Wagen ist. Sie können ihn kontinuierlich mit dem Fuß schieben, was einem direkten Einschluss gleichkommt. Und du kannst Tritte bewegen – das wird sein PWM. Je länger Sie mit dem Fuß schieben, desto stärker beschleunigen Sie den Wagen.
Bei PWM Die Stromversorgung des Motors erfolgt nicht über eine konstante Spannung, sondern über rechteckige Impulse, als würde man den Strom nur schnell ein- und ausschalten, Dutzende Male pro Sekunde. Aber der Motor hat eine starke Trägheit und auch die Induktivität der Wicklungen, daher werden diese Impulse sozusagen untereinander aufsummiert – sie werden integriert. Diese. Je größer die Gesamtfläche unter den Impulsen pro Zeiteinheit ist, desto größer ist die äquivalente Spannung am Motor. Sie geben schmale, nadelartige Impulse – der Motor dreht sich kaum, und geben Sie breite, fast lückenlose Impulse, dann kommt das einem direkten Einschalten gleich. Das Ein- und Ausschalten des Motors liegt bei uns MOSFET Transistor, und die Schaltung bildet die Impulse.
Säge + gerade = ?
Ein solch raffiniertes Steuersignal wird auf einfache Weise erhalten. Dafür müssen wir Komparator ein Signal ansteuern Sägezahn Formen und vergleichen ihn mit einigen dauerhaft Stromspannung. Sehen Sie das Bild an. Nehmen wir an, wir haben eine Säge, die einen negativen Ausgang erreicht Komparator und eine konstante Spannung nach Plus. Der Komparator addiert diese beiden Signale, bestimmt, welches größer ist, und fällt dann ein Urteil: Wenn die Spannung am negativen Eingang größer als die positive ist, beträgt der Ausgang null Volt, und wenn die positive Spannung größer als die negative ist, dann ist der Ausgang die Versorgungsspannung, also etwa 12 Volt. Unsere Säge läuft kontinuierlich, sie verändert ihre Form im Laufe der Zeit nicht, ein solches Signal wird Referenzsignal genannt.
Die Gleichspannung kann jedoch je nach Temperatur des Sensors steigen oder fallen, also ansteigen oder abfallen. Je höher die Temperatur des Sensors ist, desto mehr Spannung kommt aus ihm heraus., was bedeutet, dass die Spannung am Konstanteingang höher wird und dementsprechend die Impulse am Ausgang des Komparators breiter werden, wodurch der Lüfter schneller dreht. Dies geschieht so lange, bis die Gleichspannung die Säge abschaltet, wodurch der Motor mit voller Geschwindigkeit anläuft. Wenn die Temperatur niedrig ist, ist die Spannung am Ausgang des Sensors niedrig und die Konstante sinkt unter den niedrigsten Zahn der Säge, was dazu führt, dass keinerlei Impulse mehr auftreten und der Motor ganz stoppt. hochgeladen, oder? ;) Nichts, es ist nützlich für das Gehirn, um zu arbeiten.

Temperaturmathematik

Verordnung

Wir verwenden als Sensor LM335Z. Im Wesentlichen das Thermostabilitron. Der Trick der Zenerdiode besteht darin, dass an ihr, wie an einem restriktiven Ventil, eine genau definierte Spannung abfällt. Nun, bei einem Thermostabilitron hängt diese Spannung von der Temperatur ab. Bei LM335 seine Abhängigkeit sieht aus wie 10 mV * 1 Grad Kelvin. Diese. Die Zählung erfolgt vom absoluten Nullpunkt. Null Celsius entspricht zweihundertdreiundsiebzig Grad Kelvin. Um also die aus dem Sensor kommende Spannung zu erhalten, beispielsweise bei plus fünfundzwanzig Grad Celsius, müssen wir zweihundertdreiundsiebzig zu fünfundzwanzig addieren und den resultierenden Wert mit zehn Millivolt multiplizieren.
(25+273)*0,01 = 2,98 V
Bei anderen Temperaturen ändert sich die Spannung jedoch nicht wesentlich 10 Millivolt pro Grad. Dies ist ein weiterer Trick:
Die Spannung des Sensors ändert sich geringfügig um einige Zehntel Volt und muss mit einer Säge verglichen werden, deren Zahnhöhe bis zu zehn Volt erreicht. Um eine konstante Komponente direkt vom Sensor auf eine solche Spannung zu bringen, muss man sie auf tausend Grad erhitzen – ein seltener Mist. Wie soll es dann sein?
Da es immer noch unwahrscheinlich ist, dass unsere Temperatur unter fünfundzwanzig Grad sinkt, interessiert uns alles darunter nicht, was bedeutet, dass nur ganz oben, wo alle Änderungen stattfinden, von der Ausgangsspannung des Sensors isoliert werden kann. Wie? Ja, subtrahieren Sie einfach zwei Komma achtundneunzig Hundertstel Volt vom Ausgangssignal. Und die restlichen Krümel mit multiplizieren gewinnen Sagen wir dreißig.
Genau genommen erreichen wir bei fünfzig Grad etwa 10 Volt und bei niedrigeren Temperaturen bis auf Null. So erhalten wir eine Art Temperaturfenster von fünfundzwanzig bis fünfzig Grad, innerhalb dessen der Regler arbeitet. Unter fünfundzwanzig ist der Motor ausgeschaltet, über fünfzig ist er direkt eingeschaltet. Zwischen diesen Werten ist die Lüftergeschwindigkeit proportional zur Temperatur. Die Breite des Fensters hängt von der Verstärkung ab. Je größer es ist, desto schmaler ist das Fenster, denn. Die Grenze von 10 Volt, nach der der konstante Anteil am Komparator höher ist als die Säge und der Motor direkt einschaltet, wird früher kommen.
Aber schließlich verwenden wir weder einen Mikrocontroller noch Computertools. Wie sollen wir all diese Berechnungen durchführen? Und der gleiche Operationsverstärker. Schließlich wird es nicht umsonst als operativ bezeichnet, sein ursprünglicher Zweck sind mathematische Operationen. Alle analogen Computer sind darauf aufgebaut – erstaunliche Maschinen übrigens.
Um eine Spannung von einer anderen zu subtrahieren, müssen Sie diese an verschiedene Eingänge des Operationsverstärkers anlegen. Wir legen Spannung vom Temperatursensor an an positiver Input, und die zu subtrahierende Spannung, die Vorspannung, wird angelegt Negativ. Es stellt sich heraus, dass das eine vom anderen subtrahiert wird, und das Ergebnis wird auch mit einer riesigen Zahl, fast mit der Unendlichkeit, multipliziert, ein weiterer Komparator stellte sich heraus.
Aber wir brauchen nicht die Unendlichkeit, denn in diesem Fall verengt sich unser Temperaturfenster auf einen Punkt auf der Temperaturskala und wir haben entweder einen stehenden oder wild rotierenden Ventilator, und es gibt nichts Ärgerlicheres, als den Kompressor eines Schaufelkühlschranks ein- und auszuschalten. Wir brauchen auch kein Analogon eines Kühlschranks in einem Computer. Daher verringern wir die Verstärkung, indem wir zu unserem Subtrahierer addieren Rückmeldung.
Der Kern der Rückkopplung besteht darin, das Signal vom Ausgang zurück zum Eingang zu leiten. Wenn die Spannung am Ausgang von der Spannung am Eingang subtrahiert wird, handelt es sich um eine negative Rückkopplung, und wenn sie addiert wird, handelt es sich um eine positive Rückkopplung. Positive Rückkopplung erhöht die Verstärkung, kann jedoch zur Signalerzeugung führen (Automatiker nennen dieses System „Knickung“). Ein gutes Beispiel für positives Knick-Feedback ist, wenn man das Mikrofon einschaltet und in den Lautsprecher steckt, ertönt normalerweise sofort ein unangenehmes Heulen oder Pfeifen – das ist Generation. Wir müssen die Verstärkung unseres Operationsverstärkers auf vernünftige Grenzen reduzieren, also legen wir eine negative Verbindung an und leiten das Signal vom Ausgang zum negativen Eingang.
Das Verhältnis der Rückkopplungs- und Eingangswiderstände gibt uns die Verstärkung, die sich auf die Breite des Steuerfensters auswirkt. Ich dachte, dass dreißig ausreichen würden, Sie können je nach Bedarf zählen.

Gesehen
Es bleibt noch eine Säge zu bauen bzw. einen Sägezahnspannungsgenerator zusammenzubauen. Es wird aus zwei Operationsverstärkern bestehen. Der erste befindet sich aufgrund der positiven Rückkopplung im Generatormodus und gibt rechteckige Impulse aus, und der zweite dient als Integrator und verwandelt diese Rechtecke in eine Sägezahnform.
Der Rückkopplungskondensator des zweiten Operationsverstärkers bestimmt die Frequenz der Impulse. Je kleiner die Kapazität des Kondensators ist, desto höher ist die Frequenz und umgekehrt. Im Allgemeinen in PWM Je mehr Generationen, desto besser. Aber es gibt einen Haken: Wenn die Frequenz in den hörbaren Bereich (20 bis 20.000 Hz) fällt, piepst der Motor bei einer bestimmten Frequenz ekelhaft PWM, was eindeutig im Widerspruch zu unserem Konzept eines lautlosen Computers steht.
Und ich habe es nicht geschafft, mit dieser Schaltung eine Frequenz von mehr als fünfzehn Kilohertz zu erreichen – es klang ekelhaft. Ich musste in die andere Richtung gehen und die Frequenz in den unteren Bereich, in den Bereich von zwanzig Hertz, treiben. Der Motor begann ein wenig zu vibrieren, aber das ist nicht hörbar und nur mit den Fingern zu spüren.
Planen.

Dackel, wir haben die Blöcke herausgefunden, es ist Zeit, uns die Shemka anzusehen. Ich denke, die meisten haben bereits erraten, was was ist. Aber ich werde es trotzdem erklären, um es klarer zu machen. Die gepunktete Linie im Diagramm zeigt die Funktionsblöcke an.
Block 1
Dies ist ein Sägegenerator. Die Widerstände R1 und R2 bilden einen Spannungsteiler, um die Hälfte der Versorgung des Generators zu liefern. Im Prinzip können sie jeden Nennwert haben, solange sie gleich sind und keinen sehr hohen Widerstand haben (innerhalb von hundert Kiloohm). Der Widerstand R3 gepaart mit dem Kondensator C1 bestimmt die Frequenz. Je niedriger ihre Nennwerte, desto höher die Frequenz. Ich wiederhole jedoch noch einmal, dass es mir nicht gelungen ist, die Schaltung aus dem Audiobereich herauszuholen, daher ist es besser, sie so zu belassen, wie sie ist. R4 und R5 sind positive Rückkopplungswiderstände. Sie beeinflussen auch die Höhe der Säge relativ zum Nullpunkt. In diesem Fall sind die Parameter optimal, aber wenn Sie nicht die gleichen finden, können Sie etwa plus oder minus ein Kiloohm nehmen. Die Hauptsache ist, das Verhältnis zwischen ihren Widerständen bei etwa 1:2 zu halten. Wenn Sie R4 stark reduzieren, müssen Sie auch R5 reduzieren.
Block Nr. 2
Hierbei handelt es sich um eine Vergleichseinheit, hier erfolgt die Bildung von PWM-Impulsen aus einer Säge und einer konstanten Spannung.
Block Nr. 3
Dies ist lediglich ein Schema, das zur Berechnung der Temperatur geeignet ist. Spannung des Temperatursensors VD1 wird an den positiven Eingang angelegt und der negative Eingang wird vom Teiler vorgespannt R7. Drehen des Trimmerknopfs R7 Es ist möglich, das Kontrollfenster auf der Temperaturskala nach oben oder unten zu verschieben.
Widerstand R8 vielleicht innerhalb von 5-10 kOhm mehr ist unerwünscht, weniger auch - der Temperatursensor kann durchbrennen. Widerstände R10 Und R11 sollten einander gleich sein. Widerstände R9 Und R12 müssen auch gleich sein. Widerstandsbewertung R9 Und R10 kann im Prinzip beliebig sein, es muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Verstärkung, die die Breite des Steuerfensters bestimmt, von ihrem Verhältnis abhängt. Ku=R9/R10 Anhand dieses Verhältnisses können Sie die Nennwerte wählen, Hauptsache, es sind mindestens ein Kilo-Ohm. Das Optimale ist meiner Meinung nach ein Faktor 30, der durch 1kΩ- und 30kΩ-Widerstände bereitgestellt wird.
Installation

Leiterplatte

Das Gerät wird durch gedruckte Verkabelung so kompakt und genau wie möglich hergestellt. Die Leiterplattenzeichnung in Form einer Layoutdatei wird direkt auf der Website des Programms veröffentlicht Sprint-Layout 5.1 zur Ansicht und Modellierung von Leiterplatten können hier heruntergeladen werden

Die Leiterplatte selbst wird mittels Laser-Bügeltechnik ein- oder zweifach gefertigt.
Wenn alle Teile zusammengebaut sind und die Platine geätzt ist, können Sie mit dem Zusammenbau beginnen. Widerstände und Kondensatoren können bedenkenlos gelötet werden, denn. Sie haben fast keine Angst vor Überhitzung. Besondere Vorsicht ist geboten MOSFET Transistor.
Tatsache ist, dass er Angst vor statischer Elektrizität hat. Deshalb empfehle ich dir, bevor du es aus der Folie nimmst, in die du es im Laden einwickeln sollst, deine synthetische Kleidung auszuziehen und eine leere Batterie oder einen Wasserhahn in der Küche mit der Hand zu berühren. Mikruha kann überhitzt sein. Lassen Sie den Lötkolben daher beim Löten nicht länger als ein paar Sekunden auf den Beinen. Und zum Schluss gebe ich noch Ratschläge zu Widerständen bzw. zu deren Kennzeichnung. Sehen Sie die Zahlen auf seinem Rücken? Das ist also der Widerstand in Ohm, und die letzte Ziffer gibt die Anzahl der darauffolgenden Nullen an. Zum Beispiel 103 Das 10 Und 000 also 10 000 Ohm oder 10 kOhm.
Eine Modernisierung ist eine heikle Angelegenheit.
Wenn Sie beispielsweise einen zweiten Sensor zur Steuerung eines weiteren Lüfters hinzufügen möchten, ist es überhaupt nicht erforderlich, den zweiten Generator zu blockieren. Es reicht aus, einen zweiten Komparator und eine Berechnungsschaltung hinzuzufügen und die Säge darüber zu speisen Quelle. Dazu müssen Sie natürlich die Leiterplattenzeichnung neu zeichnen, aber ich glaube nicht, dass das für Sie eine große Sache sein wird.

Die Geschwindigkeit eines modernen Computers wird zu einem recht hohen Preis erreicht – Netzteil, Prozessor, Grafikkarte benötigen oft eine intensive Kühlung. Spezielle Kühlsysteme sind teuer, daher verfügt ein Heimcomputer normalerweise über mehrere Gehäuselüfter und Kühler (Radiatoren mit daran befestigten Lüftern).

Das Ergebnis ist ein effizientes und kostengünstiges, aber oft lautes Kühlsystem. Um den Geräuschpegel zu reduzieren (bei gleichzeitiger Beibehaltung der Effizienz), ist ein System zur Steuerung der Lüftergeschwindigkeit erforderlich. Verschiedene Arten exotischer Kühlsysteme werden nicht berücksichtigt. Es ist notwendig, die gängigsten Luftkühlungssysteme zu berücksichtigen.

Um die Geräusche beim Betrieb der Lüfter zu reduzieren, ohne die Kühleffizienz zu beeinträchtigen, empfiehlt es sich, folgende Grundsätze einzuhalten:

1. Ventilatoren mit großem Durchmesser arbeiten effizienter als kleine.
2. Die maximale Kühleffizienz wird bei Kühlern mit Heatpipes beobachtet.
3. Vierpolige Lüfter werden gegenüber dreipoligen bevorzugt.

Es kann nur zwei Hauptgründe für übermäßige Lüftergeräusche geben:

1. Schlechte Lagerschmierung. Beseitigt durch Reinigung und neues Fett.
2. Der Motor dreht zu schnell. Wenn es möglich ist, diese Geschwindigkeit zu reduzieren und gleichzeitig eine akzeptable Kühlintensität aufrechtzuerhalten, sollte dies getan werden. Im Folgenden werden die zugänglichsten und kostengünstigsten Möglichkeiten zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit erläutert.

Methoden zur Steuerung der Lüftergeschwindigkeit

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Der erste Weg: Im BIOS die Funktion einschalten, die den Betrieb der Lüfter regelt

Die von einigen Motherboards unterstützten Funktionen Q-Fan Control, Smart Fan Control usw. erhöhen die Lüftergeschwindigkeit, wenn die Last steigt, und verringern sie, wenn sie sinkt. Am Beispiel der Q-Fan-Steuerung ist die Methode einer solchen Lüftergeschwindigkeitssteuerung zu beachten. Es ist notwendig, eine Abfolge von Aktionen auszuführen:

1. Rufen Sie das BIOS auf. Meistens geschieht dies durch Drücken der „Entf“-Taste vor dem Booten des Computers. Wenn Sie vor dem Booten aufgefordert werden, am unteren Bildschirmrand eine andere Taste anstelle von „Drücken Sie die Entf-Taste, um das Setup aufzurufen“ zu drücken, tun Sie dies.
2. Öffnen Sie den Abschnitt „Leistung“.
3. Gehen Sie zur Zeile „Hardware-Monitor“.
4. Ändern Sie den Wert der CPU-Q-Fan-Steuerungs- und Gehäuse-Q-Fan-Steuerungsfunktionen auf der rechten Seite des Bildschirms auf „Aktiviert“.
5. Wählen Sie in den angezeigten CPU- und Gehäuselüfterprofilzeilen eine von drei Leistungsstufen aus: verbessert (Perfomans), leise (Silent) und optimal (Optimal).
6. Durch Drücken der Taste F10 speichern Sie die ausgewählte Einstellung.

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Im Fundament.
Besonderheiten .
Axonometrisches Belüftungsschema.

Der zweite Weg: Steuerung der Lüftergeschwindigkeit durch Umschaltmethode

Abbildung 1. Spannungsverteilung an den Kontakten.

Bei den meisten Lüftern beträgt die Nennspannung 12 V. Wenn diese Spannung sinkt, sinkt die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit – der Lüfter dreht langsamer und macht weniger Geräusche. Diesen Umstand können Sie ausnutzen, indem Sie den Lüfter über einen gewöhnlichen Molex-Stecker auf mehrere Spannungsstufen umstellen.

Die Spannungsverteilung an den Kontakten dieses Steckers ist in Abb. dargestellt. 1a. Es stellt sich heraus, dass daraus drei verschiedene Spannungswerte entnommen werden können: 5 V, 7 V und 12 V.

Um diese Methode zum Ändern der Lüftergeschwindigkeit sicherzustellen, benötigen Sie:

1. Nachdem Sie das Gehäuse eines stromlosen Computers geöffnet haben, ziehen Sie den Lüfterstecker aus seiner Buchse. Die Drähte, die zum Netzteillüfter führen, lassen sich leichter von der Platine ablöten oder einfach nur einen Snack zu sich nehmen.
2. Lösen Sie mit einer Nadel oder einer Ahle die entsprechenden Beine (meistens ist das rote Kabel ein Plus und das schwarze Kabel ein Minus) vom Stecker.
3. Verbinden Sie die Lüfterkabel mit den Kontakten des Molex-Steckers für die erforderliche Spannung (siehe Abb. 1b).

Ein Motor mit einer Nenndrehzahl von 2000 U/min bei einer Spannung von 7 V leistet 1300 Umdrehungen pro Minute, bei einer Spannung von 5 V - 900 Umdrehungen. Motor mit einer Leistung von 3500 U/min – 2200 bzw. 1600 U/min.

Abbildung 2. Schema der Reihenschaltung zweier identischer Lüfter.

Ein Sonderfall dieser Methode ist die serielle Verbindung zweier identischer Lüfter mit dreipoligen Anschlüssen. Jeder von ihnen hat die halbe Betriebsspannung, beide drehen langsamer und machen weniger Lärm.

Das Schema einer solchen Verbindung ist in Abb. dargestellt. 2. Der linke Lüfteranschluss wird wie gewohnt mit dem Motherboard verbunden.

Am rechten Stecker ist eine Brücke angebracht, die mit Isolierband oder Klebeband befestigt wird.

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Der dritte Weg: Anpassen der Lüftergeschwindigkeit durch Ändern des Werts des Versorgungsstroms

Um die Lüftergeschwindigkeit zu begrenzen, können Sie in den Stromkreis feste oder variable Widerstände in Reihe schalten. Letztere ermöglichen auch eine stufenlose Änderung der Rotationsgeschwindigkeit. Wenn man sich für ein solches Design entscheidet, sollte man die Nachteile nicht vergessen:

1. Widerstände erhitzen sich, verschwenden nutzlos Strom und tragen zur Erwärmung der gesamten Struktur bei.
2. Die Eigenschaften des Elektromotors in verschiedenen Modi können sehr unterschiedlich sein, jeder von ihnen erfordert Widerstände mit unterschiedlichen Parametern.
3. Die Verlustleistung der Widerstände muss groß genug sein.

Abbildung 3. Elektronischer Geschwindigkeitsregelkreis.

Sinnvoller ist es, einen elektronischen Geschwindigkeitsregelkreis zu verwenden. Seine einfache Version ist in Abb. dargestellt. 3. Diese Schaltung ist ein Stabilisator mit der Möglichkeit, die Ausgangsspannung anzupassen. An den Eingang der DA1-Mikroschaltung (KR142EN5A) wird eine Spannung von 12 V angelegt. Ein Signal von seinem Ausgang wird vom Transistor VT1 an den 8-fach verstärkten Ausgang geliefert. Der Pegel dieses Signals kann durch einen variablen Widerstand R2 eingestellt werden. Als R1 ist es besser, einen Abstimmwiderstand zu verwenden.

Wenn der Laststrom nicht mehr als 0,2 A beträgt (ein Lüfter), kann der KR142EN5A-Chip ohne Kühlkörper verwendet werden. Wenn dieser vorhanden ist, kann der Ausgangsstrom einen Wert von 3 A erreichen. Am Eingang der Schaltung ist es wünschenswert, einen kleinen Keramikkondensator einzubauen.

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Der vierte Weg: Anpassen der Lüftergeschwindigkeit mit Reobas

Reobas ist ein elektronisches Gerät, mit dem Sie die den Lüftern zugeführte Spannung stufenlos ändern können.

Dadurch ändert sich ihre Rotationsgeschwindigkeit gleichmäßig. Am einfachsten ist es, fertige Reobas zu kaufen. Normalerweise passt es in einen 5,25-Zoll-Schacht. Es gibt nur einen Nachteil: Das Gerät ist teuer.

Bei den im vorherigen Abschnitt beschriebenen Geräten handelt es sich tatsächlich um Reobass, die nur eine manuelle Steuerung ermöglichen. Wenn außerdem ein Widerstand als Regler verwendet wird, kann es sein, dass der Motor nicht startet, da der Strom zum Zeitpunkt des Starts begrenzt ist. Im Idealfall sollte ein vollwertiger Reobas Folgendes bieten:

1. Ununterbrochener Motorstart.
2. Steuerung der Rotorgeschwindigkeit nicht nur im manuellen, sondern auch im automatischen Modus. Wenn die Temperatur des gekühlten Geräts steigt, sollte die Drehzahl zunehmen und umgekehrt.

Eine relativ einfache Schaltung, die diese Bedingungen erfüllt, ist in Abb. dargestellt. 4. Mit den entsprechenden Fähigkeiten ist es möglich, es selbst herzustellen.

Die Änderung der Versorgungsspannung der Lüfter erfolgt im Impulsmodus. Die Umschaltung erfolgt über leistungsstarke Feldeffekttransistoren, deren Kanalwiderstand im geöffneten Zustand nahe Null liegt. Daher startet der Motor problemlos. Auch die Höchstgeschwindigkeit wird nicht begrenzt.

Das vorgeschlagene Schema funktioniert folgendermaßen: Im ersten Moment läuft der Kühler, der den Prozessor kühlt, mit minimaler Geschwindigkeit, und wenn er auf eine bestimmte maximal zulässige Temperatur erhitzt wird, wechselt er in den maximalen Kühlmodus. Wenn die Prozessortemperatur sinkt, schaltet der Reobas den Kühler wieder auf die minimale Geschwindigkeit. Der Rest der Lüfter unterstützt den manuell eingestellten Modus.

Abbildung 4. Anpassungsschema mit Reobas.

Die Basis des Knotens, der den Betrieb von Computerlüftern steuert, ist der integrierte Timer DA3 und der Feldeffekttransistor VT3. Basierend auf dem Timer wurde ein Impulsgenerator mit einer Impulswiederholungsrate von 10-15 Hz zusammengebaut. Das Tastverhältnis dieser Impulse kann mit dem Trimmerwiderstand R5 geändert werden, der Teil der Timing-RC-Schaltung R5-C2 ist. Dadurch ist es möglich, die Drehzahl der Lüfter stufenlos zu ändern und gleichzeitig die erforderliche Strommenge zum Zeitpunkt des Starts aufrechtzuerhalten.

Der Kondensator C6 führt eine Impulsglättung durch, wodurch sich die Rotoren der Motoren sanfter drehen, ohne Klickgeräusche zu erzeugen. Diese Lüfter werden an den XP2-Ausgang angeschlossen.

Die Basis einer ähnlichen Prozessorkühler-Steuereinheit ist der DA2-Chip und der VT2-Feldeffekttransistor. Der einzige Unterschied besteht darin, dass, wenn am Ausgang des Operationsverstärkers DA1 eine Spannung erscheint, diese dank der Dioden VD5 und VD6 der Ausgangsspannung des DA2-Timers überlagert wird. Dadurch öffnet sich VT2 vollständig und der Kühlerlüfter beginnt sich so schnell wie möglich zu drehen.

Ein einfaches und zuverlässiges Design eines automatischen Computer-Lüfter-(Kühler-)Geschwindigkeitsreglers.

Dieses Design ist eine Variante des vorherigen. Die Schaltung wurde leicht verändert und die Platine neu gestaltet, sodass das Gerät einfach in den „FAN“-Anschluss des Computer-Motherboards gesteckt werden kann.

Das Schema ist folgendes:

Als Sensor wird ein 10K-Thermistor verwendet. Dies gilt beispielsweise für elektronische Autothermometer. Die Kennlinie sollte so sein, dass ihr Widerstand mit steigender Temperatur abnimmt.

Bei niedrigen Temperaturen wird der Lüfter über den Widerstand R8 mit Strom versorgt. Wenn Ihre Lüftergeschwindigkeit bei Verwendung der 180-Ohm-Bewertung zu niedrig ist, kann sie auf 100 reduziert werden.

Widerstand R3 (470 Ohm) legt den Schwellenwert (Temperaturniveau) fest, bei dem der Controller beginnt, die Lüftergeschwindigkeit zu erhöhen. Es ist besser, die Einstellung auf diese Weise vorzunehmen: Erhitzen Sie den Sensor auf eine Temperatur, bei der eine Erhöhung der Geschwindigkeit erforderlich wird, und ermitteln Sie mit einem Potentiometer den Punkt, an dem die LED kaum noch zu leuchten beginnt. Dies wird der Anpassungsschwellenwert sein.

Mit dem Potentiometer R4 wird die „Verstellsteilheit“ eingestellt. Das heißt, es wird ermittelt, bei welcher Temperatur die Lüftergeschwindigkeit ihren Maximalwert erreicht.

Die Leiterplatte des Geräts ist wie folgt:

Und hier ist das zusammengebaute Gerät. Das Layout der Platine ermöglicht die Steuerung der Lüftergeschwindigkeit über das Motherboard (für 3-Draht-Lüfter).

Betrachten Sie die TOP-3-Arbeitskreise des Lüftergeschwindigkeitsreglers. Jedes Schema ist nicht nur getestet, sondern auch perfekt für die Umsetzung durch unerfahrene Funkamateure geeignet. Jedem Schema liegt eine Liste der notwendigen Komponenten für die DIY-Installation sowie Schritt-für-Schritt-Empfehlungen bei.

Lüftergeschwindigkeitsregler - einfache Schaltung

Das folgende Schema bietet eine einfache Lüftergeschwindigkeitssteuerung ohne Geschwindigkeitssteuerung. Das Gerät verwendet die Haushaltstransistoren KT361 und KT814. Strukturell ist die Platine direkt im Netzteil, an einem der Heizkörper, platziert. Es verfügt über zusätzliche Steckplätze zum Anschluss eines zweiten Sensors (extern) und die Möglichkeit, eine Zenerdiode hinzuzufügen, die die dem Lüfter zugeführte Mindestspannung begrenzt.

• Planen

Liste der benötigten Funkelemente:

• 2 Bipolartransistoren - KT361A und KT814A.
• Zenerdiode – 1N4736A (6,8 V).
• Diode.
• Elektrolytkondensator - 10 uF.
• 8 Widerstände - 1x300 Ohm, 1x1 kOhm, 1x560 Ohm, 2x68 kOhm, 1x2 kOhm, 1x1 kOhm, 1x1 MΩ.
• Thermistor – 10 kOhm
• Fan.

Lüftergeschwindigkeits-Controllerplatine:

Foto des fertigen Lüftergeschwindigkeitsreglers:

Lüftersteuerung mit Temperatursensor

Wie Sie wissen, dreht sich der Lüfter in den Netzteilen von Computern im AT-Format mit einer konstanten Frequenz, unabhängig von der Temperatur der Hochspannungstransistorgehäuse. Allerdings liefert das Netzteil nicht immer die maximale Leistung an die Last. Der Höhepunkt des Stromverbrauchs tritt beim Einschalten des Computers auf, die nächsten Maxima beim intensiven Festplattenwechsel.

• Wie man es beherrschbar macht

Berücksichtigt man außerdem die Tatsache, dass die Leistung des Netzteils selbst bei maximalem Stromverbrauch meist mit Spielraum gewählt wird, lässt sich leicht der Schluss ziehen, dass es die meiste Zeit unterlastet ist und die Zwangskühlung des Kühlkörpers hoch ist -Spannung Transistoren ist zu hoch. Mit anderen Worten: Der Lüfter pumpt vergeblich Kubikmeter Luft, erzeugt dabei aber recht viel Lärm und saugt Staub in das Gehäuse.

Sie können den Lüfterverschleiß reduzieren und den vom Computer erzeugten Gesamtgeräuschpegel reduzieren, indem Sie einen automatischen Lüftergeschwindigkeitsregler verwenden, dessen Schaltung in der Abbildung dargestellt ist. Der Temperatursensor besteht aus Germaniumdioden VD1-VD4, die in entgegengesetzter Richtung mit der Basisschaltung des Verbundtransistors VT1VT2 verbunden sind. Die Wahl von Dioden als Sensor beruht auf der Tatsache, dass die Abhängigkeit des Rückstroms von der Temperatur ausgeprägter ist als die ähnliche Abhängigkeit des Widerstands von Thermistoren. Darüber hinaus ermöglicht das Glasgehäuse dieser Dioden den Verzicht auf dielektrische Abstandshalter bei der Montage von Stromversorgungstransistoren auf dem Kühlkörper.

Benötigte Radioteile:

• 2 Bipolartransistoren (VT1, VT2) - KT315B bzw. KT815A.
• 4 Dioden (VD1-VD4) - D9B.
• 2 Widerstände (R1, R2) – 2 kOhm bzw. 75 kOhm (Auswahl).
• Lüfter (M1).

Der Widerstand R1 verhindert den Ausfall der Transistoren VT1, VT2 im Falle eines thermischen Ausfalls der Dioden (z. B. wenn der Lüftermotor blockiert ist). Sein Widerstand wird basierend auf dem maximal zulässigen Wert des Basisstroms VT1 ausgewählt. Widerstand R2 bestimmt den Schwellenwert für den Regler.

Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Temperatursensordioden vom statischen Stromübertragungskoeffizienten des Verbundtransistors VT1, VT2 abhängt. Wenn bei dem im Diagramm angegebenen Widerstandswert des Widerstands R2, der Raumtemperatur und dem eingeschalteten Strom das Lüfterrad stillsteht, sollte die Anzahl der Dioden erhöht werden.

Es muss sichergestellt werden, dass es nach dem Anlegen der Versorgungsspannung souverän mit niedriger Frequenz zu rotieren beginnt. Sollte sich bei vier Sensordioden herausstellen, dass die Drehzahl deutlich höher ist als erforderlich, sollte natürlich die Anzahl der Dioden reduziert werden.

Das Gerät wird im Netzteilgehäuse montiert. Die gleichnamigen Ausgänge der Dioden VD1-VD4 sind miteinander verlötet, sodass ihre Gehäuse in derselben Ebene nahe beieinander liegen. Der resultierende Block wird mit BF-2-Kleber (oder einem anderen hitzebeständigen Kleber, beispielsweise Epoxidharz) auf der Rückseite des Kühlkörpers der Hochspannungstransistoren verklebt. Der Transistor VT2 mit an seine Anschlüsse angelöteten Widerständen R1, R2 und der Transistor VT1 werden mit dem Emitterausgang in das „-Kühler“-Loch der Stromversorgungsplatine eingebaut.

Die Einrichtung des Geräts beschränkt sich auf die Auswahl des Widerstands R2. Sie ersetzen ihn vorübergehend durch einen variablen (100–150 kOhm) und wählen einen solchen Widerstand des eingeführten Teils, dass sich der Lüfter bei Nennlast (die Kühlkörper der Stromversorgungstransistoren fühlen sich warm an) mit a dreht Niederfrequenz. Um einen Stromschlag zu vermeiden (Kühlkörper stehen unter Hochspannung!) können Sie die Temperatur nur durch Berühren „messen“, indem Sie den Computer ausschalten. Bei einem ordnungsgemäß debuggten Gerät sollte der Lüfter nicht sofort nach dem Einschalten des Computers starten, sondern erst 2-3 Minuten nach dem Aufwärmen der Netzteiltransistoren.

Lüftezur Geräuschreduzierung

Im Gegensatz zu dem Schema, das die Lüftergeschwindigkeit nach dem Start verlangsamt (sicherer Lüfterstart), erhöht dieses Schema die Effizienz des Lüfters, indem die Geschwindigkeit erhöht wird, wenn die Sensortemperatur steigt. Die Schaltung reduziert außerdem Lüftergeräusche und verlängert die Lebensdauer des Lüfters.

Zur Montage benötigte Teile:

• Bipolartransistor (VT1) - KT815A.
• Elektrolytkondensator (C1) – 200 uF / 16 V.
• Variabler Widerstand (R1) - Rt / 5.
• Thermistor (Rt) – 10–30 kΩ.
• Widerstand (R2) – 3–5 kOhm (1 W).

Die Einstellung erfolgt vor der Befestigung des Temperatursensors am Heizkörper. Durch Drehen von R1 stoppen wir den Lüfter. Durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung sorgen wir dann dafür, dass er garantiert startet, wenn der Thermistor zwischen den Fingern eingeklemmt wird (36 Grad).

Wenn Ihr Lüfter manchmal auch bei starker Erwärmung nicht anspringt (bringen Sie einen Lötkolben mit), müssen Sie die Kette C1, R2 hinzufügen. Dann stellen wir R1 so ein, dass der Lüfter garantiert startet, wenn Spannung an ein kaltes Netzteil angelegt wird. Einige Sekunden nach dem Laden des Kondensators sank die Drehzahl, der Lüfter stoppte jedoch nicht vollständig. Jetzt reparieren wir den Sensor und prüfen, wie sich alles im realen Betrieb dreht.

Rt – jeder Thermistor mit negativem TKE, zum Beispiel MMT1 mit einer Nennleistung von 10–30 kOhm. Der Thermistor wird durch eine dünne Isolierdichtung (vorzugsweise Glimmer) am Kühlkörper von Hochspannungstransistoren (oder an einem davon) befestigt (geklebt).

Video zum Zusammenbau des Lüftergeschwindigkeitsreglers: