Il controllo proporzionale è la chiave del silenzio!
Qual è il compito che deve affrontare il nostro sistema di gestione? Sì, in modo che le eliche non ruotino invano, in modo che la velocità di rotazione dipenda dalla temperatura. Più caldo è il dispositivo, più velocemente gira la ventola. Logico? Logico! Ci sistemeremo su questo.

Certo, puoi preoccuparti dei microcontrollori, in un certo senso sarà ancora più semplice, ma non è affatto necessario. Secondo me, è più semplice realizzare un sistema di controllo analogico: non dovrai preoccuparti della programmazione in assembler.
Sarà più economico e più facile da installare e configurare e, soprattutto, chiunque, se lo desidera, potrà espandere e sviluppare il sistema a proprio piacimento, aggiungendo canali e sensori. Tutto ciò di cui hai bisogno sono solo pochi resistori, un microcircuito e un sensore di temperatura. Bene, anche braccia dritte e alcune abilità di saldatura.

Vista dall'alto dello scialle

Vista dal basso

Composto:

• Resistori a chip dimensione 1206. Oppure acquistali semplicemente in un negozio: il prezzo medio di un resistore è di 30 centesimi. Alla fine, nessuno ti impedisce di modificare un po 'la scheda in modo che al posto del chip del resistore puoi saldare resistori normali, con gambe, e ce ne sono molti in qualsiasi vecchio televisore a transistor.
• Resistore variabile multigiro da circa 15 kOhm.
• Avrai anche bisogno di un condensatore su chip di dimensione 1206 per 470nf (0,47uF)
• Qualsiasi conduttore elettrolitico con una tensione pari o superiore a 16 volt e una capacità compresa tra 10 e 100 µF.
• Le morsettiere a vite sono opzionali: puoi semplicemente saldare i fili alla scheda, ma ho installato una morsettiera esclusivamente per ragioni estetiche: il dispositivo dovrebbe sembrare solido.
• Prenderemo un potente transistor MOSFET come elemento di potenza che controllerà l'alimentazione del dispositivo di raffreddamento. Ad esempio, IRF630 o IRF530, a volte può essere strappato dai vecchi alimentatori di un computer. Naturalmente, per un'elica piccola la sua potenza è eccessiva, ma non si sa mai, e se volessi metterci dentro qualcosa di più potente?
• Misureremo la temperatura con un sensore di precisione LM335Z, non costa più di dieci rubli e non scarseggia e, se necessario, puoi sostituirlo con una sorta di termistore, poiché anche questo non è raro.
• La parte principale su cui si basa tutto è un microcircuito composto da quattro amplificatori operazionali in un unico pacchetto: l'LM324N è una cosa molto popolare. Ha un sacco di analoghi (LM124N, LM224N, 1401UD2A), l'importante è assicurarsi che sia in un pacchetto DIP (così lungo, con quattordici gambe, come nelle immagini).

Modalità meravigliosa: PWM

Generazione del segnale PWM

Per far ruotare la ventola più lentamente è sufficiente ridurne la tensione. Nel reobass più semplice, ciò avviene utilizzando un resistore variabile, posizionato in serie al motore. Di conseguenza, parte della tensione diminuirà attraverso il resistore e di conseguenza una quantità inferiore raggiungerà il motore, con una diminuzione della velocità. Dov'è il bastardo, non te ne accorgi? Sì, l'imboscata sta nel fatto che l'energia rilasciata sul resistore non viene convertita in nulla, ma in calore normale. Hai bisogno di un riscaldatore all'interno del tuo computer? Ovviamente no! Pertanto, andremo in modo più astuto: lo useremo modulazione dell'ampiezza dell'impulso ovvero PWM O PWM. Sembra spaventoso, ma non aver paura, tutto è semplice. Pensa al motore come a un enorme carro. Puoi spingerlo continuamente con il piede, il che equivale all'attivazione diretta. E puoi muoverti con i calci: ecco cosa succederà PWM. Più lungo è il calcio, più acceleri il carrello.
A PWM Quando si alimenta il motore, non si tratta di una tensione costante, ma di impulsi rettangolari, come se si accendesse e spegnesse l'alimentazione, solo rapidamente, decine di volte al secondo. Ma il motore ha una forte inerzia, così come l'induttanza degli avvolgimenti, quindi questi impulsi sembrano essere sommati tra loro - integrati. Quelli. Maggiore è l'area totale sotto gli impulsi per unità di tempo, maggiore è la tensione equivalente inviata al motore. Se si applicano impulsi stretti, come spilli, il motore gira appena, ma se si applicano impulsi ampi, praticamente senza intervalli, equivale all'accensione diretta. Accenderemo e spegneremo il motore MOSFET transistor e il circuito genererà gli impulsi.
Sega + dritto = ?
Un segnale di controllo così astuto si ottiene in modo elementare. Per questo abbiamo bisogno comparatore pilotare il segnale a dente di sega forme e confrontare lui con chiunque permanente tensione. Guarda l'immagine. Diciamo che la nostra sega va su un'uscita negativa comparatore e la tensione costante è positiva. Il comparatore somma questi due segnali, determina quale è maggiore e quindi emette un verdetto: se la tensione sull'ingresso negativo è maggiore di quella positiva, l'uscita sarà pari a zero volt e se il positivo è maggiore del negativo , allora l'uscita sarà la tensione di alimentazione, cioè circa 12 volt. La nostra sega funziona continuamente, non cambia forma nel tempo, tale segnale è chiamato segnale di riferimento.
Ma la tensione CC può aumentare o diminuire, aumentando o diminuendo a seconda della temperatura del sensore. Maggiore è la temperatura del sensore, maggiore sarà la tensione che ne esce, il che significa che la tensione all'ingresso costante diventa più alta e, di conseguenza, all'uscita del comparatore gli impulsi diventano più ampi, facendo girare la ventola più velocemente. Ciò accadrà fino a quando la tensione costante non interromperà la sega, provocando l'accensione del motore a piena velocità. Se la temperatura è bassa, la tensione all'uscita del sensore è bassa e la costante scenderà al di sotto del dente più basso della sega, il che causerà la cessazione di qualsiasi impulso e il motore si fermerà del tutto. Caricato, vero? ;) Niente, fa bene al cervello che funziona.

Matematica della temperatura

Regolamento

Usiamo come sensore LM335Z. Essenzialmente questo diodo termozener. Il trucco del diodo Zener è che su di esso cade una tensione rigorosamente definita, come su una valvola limitatrice. Bene, con un diodo termozener questa tensione dipende dalla temperatura. U LM335 assomiglia alla dipendenza 10 mV * 1 grado Kelvin. Quelli. il conteggio viene effettuato dallo zero assoluto. Zero Celsius corrisponde a duecentosettantatre gradi Kelvin. Ciò significa che per ottenere la tensione in uscita dal sensore, diciamo a più venticinque gradi Celsius, dobbiamo aggiungere duecentosettantatré a venticinque e moltiplicare la quantità risultante per dieci millivolt.
(25+273)*0,01 = 2,98 V
Ad altre temperature, la tensione non cambierà molto, comunque 10 millivolt per grado. Questa è un'altra configurazione:
La tensione proveniente dal sensore varia leggermente, di qualche decimo di volt, ma va confrontata con una sega la cui altezza dei denti arriva fino a dieci volt. Per ottenere un componente costante per una tale tensione direttamente dal sensore, è necessario riscaldarlo fino a mille gradi: un problema raro. Come allora?
Poiché è improbabile che la nostra temperatura scenda sotto i venticinque gradi, tutto ciò che è al di sotto non ci interessa, il che significa che dalla tensione di uscita del sensore possiamo isolare solo la parte superiore, dove si verificano tutti i cambiamenti. Come? Sì, basta sottrarre due virgola novantotto volt dal segnale di uscita. E moltiplica le briciole rimanenti per guadagno, diciamo trenta.
Otteniamo esattamente circa 10 volt a cinquanta gradi e fino a zero a temperature più basse. Otteniamo così una sorta di "finestra" di temperatura da venticinque a cinquanta gradi all'interno della quale opera il regolatore. Sotto i venticinque il motore è spento, sopra i cinquanta si accende direttamente. Ebbene, tra questi valori, la velocità della ventola è proporzionale alla temperatura. La larghezza della finestra dipende dal guadagno. Più è grande, più stretta è la finestra, perché... la limitazione di 10 volt, dopo la quale la componente CC sul comparatore sarà superiore a quella della sega e il motore si accenderà direttamente, avverrà prima.
Ma non usiamo un microcontrollore o un computer, quindi come faremo tutti questi calcoli? E lo stesso amplificatore operazionale. Non per niente si chiama operativo: il suo scopo originario sono le operazioni matematiche. Tutti i computer analogici sono costruiti su di essi: macchine straordinarie, tra l'altro.
Per sottrarre una tensione da un'altra, è necessario applicarle a diversi ingressi dell'amplificatore operazionale. Viene applicata la tensione dal sensore di temperatura input positivo e a cui viene applicata la tensione che deve essere sottratta, la tensione di polarizzazione negativo. Si scopre che uno viene sottratto dall'altro e anche il risultato viene moltiplicato per un numero enorme, quasi per infinito, otteniamo un altro comparatore.
Ma non abbiamo bisogno dell'infinito, poiché in questo caso la nostra finestra di temperatura si restringe fino a un punto sulla scala della temperatura e abbiamo una ventola fissa o che gira furiosamente, e non c'è niente di più fastidioso del compressore di un frigorifero a paletta che si accende e spento. Inoltre, non abbiamo bisogno di un analogo di un frigorifero in un computer. Pertanto, abbasseremo il guadagno aggiungendo al nostro sottrattore feedback.
L'essenza del feedback è riportare il segnale dall'uscita all'ingresso. Se la tensione di uscita viene sottratta dall'ingresso, si tratta di un feedback negativo e, se viene aggiunta, è positivo. Il feedback positivo aumenta il guadagno, ma può portare alla generazione di segnali (gli automatisti chiamano questa perdita di stabilità del sistema). Un buon esempio di feedback positivo con perdita di stabilità è quando accendi il microfono e lo infili nell'altoparlante, di solito si sente immediatamente un brutto ululato o fischio: questa è generazione. Dobbiamo ridurre il guadagno del nostro amplificatore operazionale a limiti ragionevoli, quindi utilizzeremo una connessione negativa e guideremo il segnale dall'uscita all'ingresso negativo.
Il rapporto tra resistori di feedback e ingresso ci darà un guadagno che influenza l'ampiezza della finestra di controllo. Pensavo che trenta sarebbero bastati, ma puoi calcolarli in base alle tue esigenze.

Sega
Non resta che realizzare una sega, o meglio, assemblare un generatore di tensione a dente di sega. Consisterà di due operazionali. Il primo, grazie al feedback positivo, è in modalità generatore, producendo impulsi rettangolari, e il secondo funge da integratore, trasformando questi rettangoli in una forma a dente di sega.
Il condensatore di retroazione del secondo amplificatore operazionale determina la frequenza degli impulsi. Minore è la capacità, maggiore è la frequenza e viceversa. Generalmente dentro PWM Più generazione c'è, meglio è. Ma c'è un problema: se la frequenza rientra nell'intervallo udibile (da 20 a 20.000 Hz), il motore striderà in modo disgustoso alla frequenza PWM, il che è chiaramente in contrasto con il nostro concetto di computer silenzioso.
Ma da questo circuito non sono riuscito a ottenere una frequenza superiore a quindici kilohertz: sembrava disgustoso. Dovevo andare dall'altra parte e spingere la frequenza nella gamma più bassa, intorno ai venti hertz. Il motore ha cominciato a vibrare leggermente, ma non è udibile e si sente solo con le dita.
Schema.

Ok, abbiamo risolto i blocchi, è ora di guardare il diagramma. Penso che la maggior parte abbia già indovinato di cosa si tratta. Ma lo spiego comunque, per maggiore chiarezza. Le linee tratteggiate nel diagramma indicano i blocchi funzionali.
Blocco n. 1
Questo è un generatore di seghe. I resistori R1 e R2 formano un partitore di tensione per fornire metà dell'alimentazione al generatore, in linea di principio possono avere qualsiasi valore, l'importante è che abbiano la stessa resistenza e non molto elevata, entro cento kiloohm. La resistenza R3 abbinata al condensatore C1 determina la frequenza; più bassi sono i loro valori, più alta è la frequenza, ma ripeto ancora che non sono riuscito a portare il circuito oltre la portata audio, quindi è meglio lasciarlo così com'è. R4 e R5 sono resistori a feedback positivo. Influenzano anche l'altezza della sega rispetto allo zero. In questo caso i parametri sono ottimali, ma se non trovi gli stessi puoi prendere circa più o meno un kiloohm. La cosa principale è mantenere una proporzione tra le loro resistenze di circa 1:2. Se riduci significativamente R4, dovrai ridurre anche R5.
Blocco n.2
Questo è un blocco di confronto, in cui gli impulsi PWM vengono generati da una sega e da una tensione costante.
Blocco n.3
Questo è proprio il circuito adatto al calcolo della temperatura. Tensione dal sensore di temperatura VD1 viene applicato all'ingresso positivo e l'ingresso negativo viene alimentato con una tensione di polarizzazione dal divisore a R7. Rotazione della manopola del trimmer R7è possibile spostare la finestra di controllo più in alto o più in basso sulla scala della temperatura.
Resistore R8 forse nell'intervallo 5-10 kOhm, più è indesiderabile, è possibile anche meno: il sensore di temperatura potrebbe bruciarsi. Resistori R10 E R11 devono essere uguali tra loro. Resistori R9 E R12 devono essere anche uguali tra loro. Valutazione del resistore R9 E R10 in linea di principio può essere qualsiasi cosa, ma bisogna tenere presente che il fattore di guadagno, che determina l'ampiezza della finestra di controllo, dipende dal loro rapporto. Ku = R9/R10 In base a questo rapporto, puoi scegliere le denominazioni, l'importante è che non sia inferiore a un kiloohm. Il coefficiente ottimale, a mio avviso, è 30, garantito dai resistori da 1kOhm e 30kOhm.
Installazione

Scheda a circuito stampato

Il dispositivo è un circuito stampato per essere il più compatto e ordinato possibile. Il disegno del circuito stampato sotto forma di file di layout viene pubblicato proprio sul sito web del programma Disposizione dello sprint 5.1 per la visualizzazione e la modellazione dei circuiti stampati è scaricabile da qui

Il circuito stampato stesso è realizzato una o due volte utilizzando la tecnologia laser-ferro.
Quando tutte le parti sono assemblate e la scheda è incisa, puoi iniziare l'assemblaggio. Resistori e condensatori possono essere saldati senza pericolo, perché non hanno quasi paura del surriscaldamento. Occorre prestare particolare attenzione MOSFET transistor.
Il fatto è che ha paura dell'elettricità statica. Pertanto, prima di toglierlo dalla pellicola in cui dovresti avvolgerlo in negozio, ti consiglio di toglierti gli indumenti sintetici e di toccare con mano il termosifone o il rubinetto esposto in cucina. Il microscafo può surriscaldarsi, quindi quando lo saldi, non tenere il saldatore sulle gambe per più di un paio di secondi. Bene, infine, darò consigli sui resistori, o meglio sulla loro marcatura. Vedi i numeri sulla sua schiena? Quindi questa è la resistenza in ohm e l'ultima cifra indica il numero di zeri successivi. Per esempio 103 Questo 10 E 000 questo è 10 000 Ohm o 10kOhm.
L'aggiornamento è una questione delicata.
Se, ad esempio, si vuole aggiungere un secondo sensore per comandare un altro ventilatore, allora non è assolutamente necessario installare un secondo generatore, basta aggiungere un secondo comparatore ed un circuito di calcolo, ed alimentare la sega dalla stessa fonte. Per fare questo, ovviamente, dovrai ridisegnare il design del circuito stampato, ma non credo che sarà troppo difficile per te.

Le prestazioni di un computer moderno si ottengono a un prezzo piuttosto elevato: l'alimentatore, il processore e la scheda video spesso richiedono un raffreddamento intensivo. I sistemi di raffreddamento specializzati sono costosi, quindi su un computer di casa vengono solitamente installati diverse ventole e dispositivi di raffreddamento del case (radiatori con ventole collegate).

Il risultato è un sistema di raffreddamento efficace ed economico, ma spesso rumoroso. Per ridurre i livelli di rumore (mantenendo l'efficienza), è necessario un sistema di controllo della velocità della ventola. Non verranno presi in considerazione vari sistemi di raffreddamento esotici. È necessario considerare i sistemi di raffreddamento ad aria più comuni.

Per ridurre il rumore della ventola senza ridurre l’efficienza del raffreddamento, è consigliabile attenersi ai seguenti principi:

1. I ventilatori di grande diametro funzionano in modo più efficiente di quelli piccoli.
2. La massima efficienza di raffreddamento si osserva nei refrigeratori con tubi di calore.
3. Le ventole a quattro pin sono preferite rispetto alle ventole a tre pin.

Possono esserci solo due ragioni principali per l'eccessivo rumore della ventola:

1. Scarsa lubrificazione dei cuscinetti. Eliminato mediante pulizia e nuovo lubrificante.
2. Il motore gira troppo velocemente. Se è possibile ridurre questa velocità mantenendo un livello accettabile di intensità di raffreddamento, è necessario farlo. Di seguito vengono discussi i modi più accessibili ed economici per controllare la velocità di rotazione.

Metodi per controllare la velocità della ventola

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Primo metodo: cambiare la funzione del BIOS che regola il funzionamento della ventola

Le funzioni Q-Fan control, Smart fan control, ecc., supportate da alcune schede madri, aumentano la velocità della ventola quando il carico aumenta e la diminuiscono quando diminuisce. È necessario prestare attenzione al metodo di controllo della velocità della ventola utilizzando l'esempio del controllo Q-Fan. È necessario eseguire la seguente sequenza di azioni:

1. Accedi al BIOS. Molto spesso, per fare ciò, è necessario premere il tasto "Elimina" prima di avviare il computer. Se prima dell'avvio nella parte inferiore dello schermo invece di "Premere Canc per accedere alla configurazione" viene richiesto di premere un altro tasto, farlo.
2. Apri la sezione "Alimentazione".
3. Vai alla riga "Monitor hardware".
4. Modificare il valore delle funzioni Controllo Q-Fan della CPU e Controllo Q-Fan dello chassis sul lato destro dello schermo su "Abilitato".
5. Nelle righe Profilo ventola CPU e chassis visualizzate, seleziona uno dei tre livelli di prestazioni: migliorato (Perfomans), silenzioso (Silent) e ottimale (Optimal).
6. Premere il tasto F10 per salvare l'impostazione selezionata.

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Nella fondazione.
Peculiarità.
Schema assonometrico della ventilazione.

Secondo metodo: controllo della velocità della ventola tramite metodo di commutazione

Figura 1. Distribuzione dello stress sui contatti.

Per la maggior parte dei ventilatori, la tensione nominale è di 12 V. Quando questa tensione diminuisce, il numero di giri per unità di tempo diminuisce: la ventola gira più lentamente e produce meno rumore. Puoi sfruttare questa circostanza commutando la ventola su diversi valori di tensione utilizzando un normale connettore Molex.

La distribuzione della tensione sui contatti di questo connettore è mostrata in Fig. 1a. Risulta che da esso si possono ricavare tre diversi valori di tensione: 5 V, 7 V e 12 V.

Per garantire questo metodo di modifica della velocità della ventola è necessario:

1. Aprire il case del computer diseccitato e rimuovere il connettore della ventola dalla sua presa. È più semplice dissaldare i fili che vanno alla ventola dell'alimentatore dalla scheda o semplicemente tagliarli.
2. Utilizzando un ago o un punteruolo, rilasciare i piedini corrispondenti (molto spesso il filo rosso è positivo e il filo nero è negativo) dal connettore.
3. Collegare i fili della ventola ai contatti del connettore Molex alla tensione richiesta (vedi Fig. 1b).

Un motore con una velocità di rotazione nominale di 2000 giri al minuto con una tensione di 7 V produrrà 1300 giri al minuto e con una tensione di 5 V - 900 giri al minuto. Un motore valutato rispettivamente a 3500 giri/min – 2200 e 1600 giri/min.

Figura 2. Schema del collegamento seriale di due ventilatori identici.

Un caso particolare di questo metodo è il collegamento in serie di due ventole identiche con connettori a tre pin. Ciascuno di essi trasporta metà della tensione operativa ed entrambi girano più lentamente e fanno meno rumore.

Lo schema di tale connessione è mostrato in Fig. 2. Il connettore della ventola sinistra è collegato come al solito alla scheda madre.

Sul connettore destro è installato un ponticello, che è fissato con nastro isolante o nastro adesivo.

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Terzo metodo: regolare la velocità della ventola modificando la corrente di alimentazione

Per limitare la velocità di rotazione della ventola è possibile collegare in serie al suo circuito di alimentazione delle resistenze permanenti o variabili. Questi ultimi consentono anche di modificare agevolmente la velocità di rotazione. Quando scegli un design del genere, non dovresti dimenticare i suoi svantaggi:

1. Le resistenze si surriscaldano, sprecando elettricità e contribuendo al processo di riscaldamento dell'intera struttura.
2. Le caratteristiche di un motore elettrico in diverse modalità possono variare notevolmente; ognuna di esse richiede resistori con parametri diversi.
3. La dissipazione di potenza dei resistori deve essere sufficientemente grande.

Figura 3. Circuito elettronico per il controllo della velocità.

È più razionale utilizzare un circuito elettronico di controllo della velocità. La sua versione semplice è mostrata in Fig. 3. Questo circuito è uno stabilizzatore con la possibilità di regolare la tensione di uscita. All'ingresso del microcircuito DA1 (KR142EN5A) viene fornita una tensione di 12 V. Un segnale dalla propria uscita viene fornito all'uscita amplificata 8 dal transistor VT1. Il livello di questo segnale può essere regolato con il resistore variabile R2. È meglio usare un resistore di sintonia come R1.

Se la corrente di carico non è superiore a 0,2 A (una ventola), il microcircuito KR142EN5A può essere utilizzato senza dissipatore di calore. Se è presente, la corrente in uscita può raggiungere un valore di 3 A. Si consiglia di inserire all'ingresso del circuito un condensatore ceramico di piccola capacità.

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Quarto metodo: regolare la velocità della ventola utilizzando rheobass

Reobas è un dispositivo elettronico che permette di modificare agevolmente la tensione fornita ai ventilatori.

Di conseguenza, la velocità della loro rotazione cambia gradualmente. Il modo più semplice è acquistare un reobass già pronto. Solitamente inserito in un alloggiamento da 5,25". Forse c'è solo un inconveniente: il dispositivo è costoso.

I dispositivi descritti nella sezione precedente sono in realtà dei reobass, che consentono solo il controllo manuale. Inoltre, se si utilizza una resistenza come regolatore, il motore potrebbe non avviarsi, poiché la quantità di corrente al momento dell'avviamento è limitata. Idealmente, un reobass a tutti gli effetti dovrebbe fornire:

1. Avviamento del motore ininterrotto.
2. Controllo della velocità del rotore non solo manualmente, ma anche automaticamente. All'aumentare della temperatura del dispositivo raffreddato, la velocità di rotazione dovrebbe aumentare e viceversa.

Uno schema relativamente semplice che soddisfa queste condizioni è mostrato in Fig. 4. Avendo le competenze adeguate, è possibile realizzarlo da soli.

La tensione di alimentazione del ventilatore viene modificata in modalità a impulsi. La commutazione viene effettuata utilizzando potenti transistor ad effetto di campo, la resistenza dei canali nello stato aperto è vicina allo zero. Pertanto, l'avviamento dei motori avviene senza difficoltà. Anche la velocità di rotazione più alta non sarà limitata.

Lo schema proposto funziona in questo modo: nel momento iniziale, il dispositivo di raffreddamento che raffredda il processore funziona alla velocità minima e, quando riscaldato a una certa temperatura massima consentita, passa alla modalità di raffreddamento massimo. Quando la temperatura del processore scende, reobass commuta nuovamente il dispositivo di raffreddamento alla velocità minima. Le restanti ventole supportano la modalità di impostazione manuale.

Figura 4. Schema di regolazione utilizzando rheobass.

La base dell'unità che controlla il funzionamento delle ventole del computer è il timer integrato DA3 e il transistor ad effetto di campo VT3. Un generatore di impulsi con una frequenza di ripetizione degli impulsi di 10-15 Hz viene assemblato sulla base di un timer. Il ciclo di lavoro di questi impulsi può essere modificato utilizzando il resistore di sintonizzazione R5, che fa parte della catena RC di temporizzazione R5-C2. Grazie a ciò è possibile modificare agevolmente la velocità di rotazione della ventola mantenendo il valore di corrente richiesto al momento dell'avvio.

Il condensatore C6 attenua gli impulsi, facendo ruotare i rotori del motore più dolcemente senza fare clic. Queste ventole sono collegate all'uscita XP2.

La base di un'unità di controllo simile del dispositivo di raffreddamento del processore è il microcircuito DA2 e il transistor ad effetto di campo VT2. L'unica differenza è che quando la tensione appare all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1, grazie ai diodi VD5 e VD6, si sovrappone alla tensione di uscita del timer DA2. Di conseguenza, VT2 si apre completamente e la ventola del dispositivo di raffreddamento inizia a ruotare il più rapidamente possibile.

Un design semplice e affidabile di un controller di velocità automatico per la ventola di un computer (dispositivo di raffreddamento).

Questo disegno è una variante del precedente. Il circuito è stato leggermente modificato e la scheda è stata ridisegnata in modo che il dispositivo possa essere semplicemente collegato al connettore "FAN" della scheda madre del computer.

Lo schema è il seguente:

Come sensore viene utilizzato un termistore da 10K. Questi vengono utilizzati, ad esempio, sui termometri elettronici delle auto. La caratteristica dovrebbe essere tale che la sua resistenza diminuisca con l'aumentare della temperatura.

A basse temperature, la ventola è alimentata tramite la resistenza R8. Se la velocità della ventola è troppo bassa quando si utilizza la potenza nominale di 180 ohm, è possibile ridurla a 100.

Il resistore R3 (470 ohm) imposta la soglia (livello di temperatura) alla quale il controller inizia ad aumentare la velocità della ventola. È meglio effettuare la regolazione in questo modo: riscaldare il sensore alla temperatura alla quale inizia a essere necessario un aumento di velocità e utilizzare un potenziometro per trovare il punto in cui il LED inizia a brillare appena. Questa sarà la soglia di aggiustamento.

Utilizzando il potenziometro R4, viene impostata la “pendenza di regolazione”. Cioè, viene determinato a quale temperatura la velocità della ventola raggiungerà il suo valore massimo.

La scheda elettronica del dispositivo è la seguente:

Ed ecco il dispositivo assemblato. Il layout della scheda consente di controllare la velocità della ventola utilizzando la scheda madre (per ventole a 3 fili).

Diamo un'occhiata ai TOP 3 schemi operativi del regolatore di velocità della ventola. Ogni schema non solo è testato, ma è anche perfetto per essere implementato dai radioamatori principianti. Ogni schema è accompagnato da un elenco dei componenti necessari per l'installazione fai-da-te e da consigli passo passo.

Regolatore di velocità della ventola - diagramma semplice

Il circuito proposto di seguito consente una semplice regolazione della velocità del ventilatore senza controllo della velocità. Il dispositivo utilizza transistor domestici KT361 e KT814. Strutturalmente la scheda è posizionata direttamente nell'alimentatore, su uno dei radiatori. Dispone di sedi aggiuntive per il collegamento di un secondo sensore (esterno) e della possibilità di aggiungere un diodo zener, che limita la tensione minima fornita alla ventola.

• schema

Elenco dei radioelementi richiesti:

• 2 transistor bipolari: KT361A e KT814A.
• Diodo Zener - 1N4736A (6,8 V).
• Diodo.
• Condensatore elettrolitico - 10 µF.
• 8 resistori: 1x300 Ohm, 1x1 kOhm, 1x560 Ohm, 2x68 kOhm, 1x2 kOhm, 1x1 kOhm, 1x1 MOhm.
• Termistore - 10 kOhm
• Fan.

Scheda controller velocità ventola:

Foto del controller di velocità della ventola finito:

Controller ventola con sensore di temperatura

Come è noto, la ventola negli alimentatori per computer in formato AT ruota a frequenza costante, indipendentemente dalla temperatura degli alloggiamenti dei transistor ad alta tensione. Tuttavia, l'alimentatore non fornisce sempre la massima potenza al carico. Il picco di consumo energetico si verifica quando il computer è acceso, mentre i seguenti massimi si verificano durante il traffico intenso del disco.

• Come realizzarne uno controllato

Se si tiene conto anche del fatto che la potenza dell'alimentatore viene solitamente selezionata con una riserva anche per il massimo consumo energetico, non è difficile giungere alla conclusione che nella maggior parte dei casi è sottocarico e il raffreddamento forzato dell'alimentatore il dissipatore di calore dei transistor ad alta tensione è eccessivo. In altre parole, la ventola spreca metri cubi d'aria, creando parecchio rumore e risucchiando polvere all'interno del case.

È possibile ridurre l'usura della ventola e ridurre il livello di rumore complessivo generato dal computer utilizzando un controller automatico della velocità della ventola, il cui diagramma è mostrato nella figura. Il sensore di temperatura è costituito da diodi al germanio VD1–VD4, collegati nella direzione opposta al circuito di base del transistor composito VT1VT2. La scelta dei diodi come sensore è dovuta al fatto che la dipendenza della corrente inversa dalla temperatura è più pronunciata rispetto alla dipendenza simile della resistenza dei termistori. Inoltre, l'alloggiamento in vetro di questi diodi consente di rinunciare ai distanziatori dielettrici durante l'installazione dei transistor di alimentazione sul dissipatore di calore.

Componenti radio necessari:

• 2 transistor bipolari (VT1, VT2) - KT315B e KT815A, rispettivamente.
• 4 diodi (VD1-VD4) - D9B.
• 2 resistori (R1, R2) - 2 kOhm e 75 kOhm (selezione), rispettivamente.
• Ventola (M1).

Il resistore R1 elimina la possibilità di guasto dei transistor VT1, VT2 in caso di guasto termico dei diodi (ad esempio, quando il motore del ventilatore è bloccato). La sua resistenza è selezionata in base al valore massimo consentito della corrente di base VT1. Il resistore R2 determina la soglia di risposta del regolatore.

Va notato che il numero di diodi del sensore di temperatura dipende dal coefficiente di trasferimento di corrente statico del transistor composito VT1, VT2. Se, con la resistenza del resistore R2 indicata nel diagramma, la temperatura ambiente e l'alimentazione inserita, la girante del ventilatore è ferma, è necessario aumentare il numero di diodi.

È necessario garantire che, dopo aver applicato la tensione di alimentazione, inizi a ruotare con sicurezza a bassa frequenza. Naturalmente, se con quattro diodi sensore la velocità di rotazione risultasse notevolmente superiore a quella richiesta, il numero di diodi dovrebbe essere ridotto.

Il dispositivo è montato nell'alloggiamento dell'alimentatore. I terminali dei diodi VD1-VD4 con lo stesso nome sono saldati insieme, posizionando i loro corpi sullo stesso piano uno vicino all'altro. Il blocco risultante viene incollato con colla BF-2 (o qualsiasi altra resina resistente al calore, ad esempio resina epossidica) al dissipatore di calore dei transistor ad alta tensione sul retro. Il transistor VT2 con i resistori R1, R2 e il transistor VT1 saldati ai suoi terminali è installato con l'uscita dell'emettitore nel foro “più freddo” della scheda di alimentazione.

La configurazione del dispositivo si riduce alla selezione del resistore R2. Dopo averlo temporaneamente sostituito con uno variabile (100-150 kOhm), selezionare una resistenza della parte introdotta tale che al carico nominale (i dissipatori di calore dei transistor di alimentazione sono caldi al tatto) la ventola ruoti a bassa frequenza . Per evitare scosse elettriche (i dissipatori di calore sono sotto alta tensione!), è possibile “misurare” la temperatura solo al tocco dopo aver spento il computer. Con un dispositivo regolato correttamente, la ventola non dovrebbe avviarsi immediatamente dopo l'accensione del computer, ma 2–3 minuti dopo che i transistor dell'alimentatore si sono riscaldati.

Circuito di controllo della velocità della ventola per ridurre il rumore

A differenza del circuito, che rallenta la velocità della ventola dopo l'avvio (per garantire l'avvio affidabile della ventola), questo circuito aumenterà l'efficienza della ventola aumentando la velocità quando la temperatura del sensore aumenta. Il circuito riduce inoltre il rumore della ventola e ne prolunga la durata.

Parti necessarie per il montaggio:

• Transistor bipolare (VT1) - KT815A.
• Condensatore elettrolitico (C1) - 200 µF/16 V.
• Resistore variabile (R1) - Rt/5.
• Termistore (Rt) - 10–30 kOhm.
• Resistore (R2) - 3–5 kOhm (1 W).

La regolazione viene effettuata prima di collegare il sensore di temperatura al radiatore. Ruotando R1 facciamo fermare la ventola. Poi, ruotando nella direzione opposta, ci assicuriamo che si avvii quando stringiamo il termistore tra le dita (36 gradi).

Se la tua ventola a volte non si avvia nemmeno con un forte riscaldamento (porta un saldatore), devi aggiungere una catena C1, R2. Quindi impostiamo R1 in modo che sia garantito l'avvio della ventola quando viene applicata tensione a un alimentatore freddo. Pochi secondi dopo aver caricato il condensatore, la velocità è diminuita, ma la ventola non si è fermata completamente. Ora ripariamo il sensore e controlliamo come ruota il tutto durante il funzionamento reale.

Rt - qualsiasi termistore con TKE negativo, ad esempio MMT1 con un valore nominale di 10–30 kOhm. Il termistore è fissato (incollato) tramite una sottile guarnizione isolante (preferibilmente mica) al radiatore dei transistor ad alta tensione (o ad uno di essi).

Video sull'assemblaggio del controller della velocità della ventola: