3 лучшие схемы регуляторов скорости вентиляторов
Рассмотрим ТОП-3 рабочих схемы регулятора скорости вращения вентилятора. Каждая схема не только проверена, но и отлично подойдёт для воплощения начинающими радиолюбителями. К каждой схеме прилагается список необходимых компонентов для монтажа своими руками и пошаговые рекомендации.
Регулятор скорости вентилятора — простая схема
Предлагаемая ниже схема обеспечивает простую регулировку оборотов вентилятора без контроля оборотов. В устройстве использованы отечественные транзисторы КТ361 и КТ814. Конструктивно плата размещается непосредственно в блоке питания, на одном из радиаторов. Она имеет дополнительные посадочные места для подключения второго датчика (внешнего) и возможность добавить стабилитрон, ограничивающий минимальное напряжение, подаваемое на вентилятор.
Список необходимых радиоэлементов:
- 2 биполярных транзистора — КТ361А и КТ814А.
- Стабилитрон — 1N4736A (6.8В).
- Диод.
- Электролитический конденсатор — 10 мкФ.
- 8 резисторов — 1х300 Ом, 1х1 кОм, 1х560 Ом, 2х68 кОм, 1х2 кОм, 1х1 кОм, 1х1 МОм.
- Терморезистор — 10 кОм
- Вентилятор.
Плата регулятора скорости вентилятора:
Фото готового регулятора скорости вентилятора:
Регулятор вентилятора с датчиком температуры
Как известно, вентилятор в блоках питания компьютеров формата AT вращается с неизменной частотой независимо от температуры корпусов высоковольтных транзисторов. Однако блок питания не всегда отдает в нагрузку максимальную мощность. Пик потребляемой мощности приходится на момент включения компьютера, а следующие максимумы — на время интенсивного дискового обмена.
Если же учесть ещё и тот факт, что мощность блока питания обычно выбирается с запасом даже для максимума энергопотребления, нетрудно прийти к выводу, что большую часть времени он недогружен и принудительное охлаждение теплоотвода высоковольтных транзисторов чрезмерно. Иными словами, вентилятор впустую перекачивает кубометры воздуха, создавая при этом довольно сильный шум и засасывая пыль внутрь корпуса.
Уменьшить износ вентилятора и снизить общий уровень шума, создаваемого компьютером можно, применив автоматический регулятор частоты вращения вентилятора, схема которого показана на рисунке. Датчиком температуры служат германиевые диоды VD1–VD4, включенные в обратном направлении в цепь базы составного транзистора VT1VT2. Выбор в качестве датчика диодов обусловлен тем, что зависимость обратного тока от температуры имеет более выраженный характер, чем аналогичная зависимость сопротивления терморезисторов. Кроме того, стеклянный корпус указанных диодов позволяет обойтись без каких-либо диэлектрических прокладок при установке на теплоотводе транзисторов блока питания.
- 2 биполярных транзистора (VT1, VT2) — КТ315Б и КТ815А соответственно.
- 4 диода (VD1-VD4) — Д9Б.
- 2 резистора (R1, R2) — 2 кОм и 75 кОм (подбор) соответственно.
- Вентилятор (M1).
Резистор R1 исключает возможность выхода из строя транзисторов VT1, VT2 в случае теплового пробоя диодов (например, при заклинивании электродвигателя вентилятора). Его сопротивление выбирают, исходя из предельно допустимого значения тока базы VT1. Резистор R2 определяет порог срабатывания регулятора.
Следует отметить, что число диодов датчика температуры зависит от статического коэффициента передачи тока составного транзистора VT1, VT2. Если при указанном на схеме сопротивлении резистора R2, комнатной температуре и включенном питании крыльчатка вентилятора неподвижна, число диодов следует увеличить.
Необходимо добиться того, чтобы после подачи напряжения питания она уверенно начинала вращаться с небольшой частотой. Естественно, если при четырех диодах датчика частота вращения окажется значительно больше требуемой, число диодов следует уменьшить.
Устройство монтируют в корпусе блока питания. Одноименные выводы диодов VD1-VD4 спаивают вместе, расположив их корпусы в одной плоскости вплотную друг к другу. Полученный блок приклеивают клеем БФ-2 (или любым другим термостойким, например, эпоксидным) к теплоотводу высоковольтных транзисторов с обратной стороны. Транзистор VT2 с припаянными к его выводам резисторами R1, R2 и транзистором VT1 устанавливают выводом эмиттера в отверстие «-cooler» платы блока питания.
Источник
Регулятор скорости вращения вентилятора по температуре
В одном из обзоров в каментах я опрометчиво пообещал сделать обзор этой железки. Поскольку я не высокопоставленный политик – обещания надо выполнять.
Как я и обещал – никаких замеров, осцилограмм, разборки, распайки и трассировки схемы по печатке – НЕ БУДЕТ. Уж простите – не обладаю ни соответствующим инструментом, ни навыками, ни зрением… Но что смогу – сделаю.
Как-то решил я собрать себе железку-медиасервер. Ну чисто мультики крутить. Помимо всего прочего – хотелось смотреть мультики без звукового сопровождения вентиляторов. И вот набрел на данный лот. Эта железка позволяет регулировать скорость вращения 3-х пинового вентилятора. Так же работает с 2-пиновыми! Регулировка происходит по температуре внешнего термодатчика. Все пороги регулировки можно настраивать:
1. При включении вентилятор запускается на заданном минимальном уровне.
2. При превышении заданной минимальной температуры, дальнейшее повышение температуры ведет к пропорциональному повышению оборотов
3. При превышении температуры выше заданного предела – вентилятор крутится на 100%.
На плате есть три светодиода, которые индицируют работу и выбранные настройки. А также – единственная кнопка, которая и управляет настройками.
На али так же можно найти и другие похожие регуляторы, в т.ч и для 4-хпиновых вентиляторов. Может быть дешевле, красивше, быстрее доставка итп. Не могу ничего сказать за них – мне достался именно этот лот.
Размеры платы небольшие (из измерительных инструментов таки нашлась в хозяйстве рулетка). Провода и датчика, и вход питания – короткие.
Провода питания впаяны в плату. Хорошие – в силиконовой изоляции. Кроме длины имеют еще один недостаток – они не соединены вместе, т.е. просто впаяны два разных провода. Впрочем – при их длине это не заметно.
Датчик температуры гораздо симпатичнее. Но длина его кабеля совсем грустная – монтировать плату нужно рядом с местом замера. Сам датчик мне прям нравится – аккуратная капелька. При необходимости ее легко можно зачеканить в радиатор (просверлив маааленькое глухое отверстие). За счет размера он имеет минимальную тепловую инертность, что тоже хорошо.
Кому интересно – плата чуть более подробно
С обратной стороны ничего интересного нет. Ну разве что только надписи
Для подключения вентилятора впаян стандартный трехпиновый разъем. Как говорил выше – двухпиновые вентиляторы также будут работать и регулироваться (проверил). Рядом – разъем для датчика (что меня удивило – уж датчик то впаять можно было — как провода питания. Экономия была бы)
Для того, чтобы представить чуть больше информации, чем фото с линейкой, был собран стенд из вентилятора и блока питания от ближайшего хаба.
Подключаем – вентилятор тихонько запустился…. Надо сказать, последние пару дней у нас установилась долгожданная (?) жара в +30 и выше. Легкий ветерок на рабочем месте так понравился, что написание обзора отодвинулось на пару дней 🙂
Поработав не менее получаса плата почти никак не нагрелась. Ну в смысле – ощупывание пальцами аномальных температур не выявило. Ладно, достанем градусник из закромов.
Ого – а КРЕНКа то заметно греется! Хотя дельта с окружающим воздухом меньше 10 градусов…. Забегая вперед, скажу, что приватизированный БП оказался (вопреки надписям на корпусе) не 12В, а все 14 (а на холостом ходу и более 15) Так что падение почти 10 вольт на пассивном регуляторе – просто обязано греть воздух. Странно что пальцами я не заметил нагрев – может корона?
Кстати – этот неожиданный тест показывает, что данный регулятор можно применить и на автомобиле (у меня как раз завалялась одна автомобильная магнитола на горячем PX5 с пассивным жестяным охлаждением).
У продавца на странице товара полностью отсутствует какая-либо инструкция по программированию контроллера. К счастью, в век интернета найти инструкцию не проблема
В принципе все просто и понятно. Но для тех, кто не владеет басурманским расскажу подробнее.
Контроллер имеет три настройки скорости/температур и дополнительно – настройку трех режимов (три настройки, три режима, три светодиода… почему же кнопка одна?):
1. Настройка «холодных» оборотов. Во время нормальной работы – после включения, когда горит светодиод 2: однократное нажатие на кнопку увеличивает скорость на 5%. Двойное нажатие – уменьшает на 5%. При нажатиях загораются соответственно 3 (для увеличения) или 1-й (для уменьшения) светодиоды. Если достигнут предел регулирования (некуда увеличивать или уменьшать) – то соответствующий диод остается гореть.
Также, после любого нажатия, 2-й начинает мигать, сообщая что значение было изменено и через 20сек мигания — новое значение прописывается в память. Это значение (на графике PO) – минимальные обороты, с которых стартует вентилятор (в зависимости от режима – см ниже).
2. Настройка минимальной температуры, с которой начинается регулирование (на графике Tu). Для перехода в настройки нужно во время нормальной работы нажать кнопку на 3 сек. Начнет мигать светодиод (возможно не один) показывающий текущую установку Tu (вторая колонка в таблице). Изменяется установка так же – однократное нажатие – в сторону увеличения, двукратное – уменьшения. ПО ОКОНЧАНИИ УСТАНОВКИ НУЖНО НАЖАТЬ КНОПКУ НА 3 СЕК. Иначе новая установка НЕ ЗАПОМНИТСЯ!
3. Настройка интервала от нижней до верхней (на графике Td). В это настройку контроллер переходит сразу после сохранения значений Tu. Светодиод(ы) начинают мигать в 2 раза чаще. Отображают текущие настройки (таблица – колонка 3). Смена значений опять так же – одно и двукратным нажатием. ТАК ЖЕ НЕ ЗАБЫВАЕМ СОХРАНИТЬ НАСТРОЙКИ долгим нажатием!
Запоминаем – настройка PO сохраняется сама через 20сек. А Tu и Td – требуют сохранения долгим нажатием.
Теперь к режимам.
До достижения минимальной температуры вентилятор может себя вести по-разному. Предусмотрено три варианта:
1. Вентилятор крутится со скоростью PO с момента включения и до достижения Tu.
2. Вентилятор НЕ крутится, пока температура не достигнет Tu-2 (т.е. на 2 градуса холоднее, чем заданная минимальная)
3. Вентилятор НЕ крутится, пока температура не достигнет Tu-5 (т.е. на 5 градусов холоднее, чем заданная минимальная)
Надо сказать, что если табличка с графиком находится в соседних лотах довольно часто, то описание этих режимов и их настройки есть далеко не во всех. А уж понять, что написано – можно только проверив экспериментально 🙂
Итак, для входа в настройки режима нужно выключить питание. Отключать вентилятора от контроллера, как везде написано, НЕ НУЖНО (хотя и можно). Зажать кнопку, включить питание. Через 3 сек светодиоды начнут моргать двойными вспышками. Отпустить кнопку. Останется мигать светодиод с номером, соответствующим текущему режиму.
Меняем режим нажатием кнопки. Сохраняем – удержанием 3сек (светодиод перестает мигать).
Температура старт/стопа в режимах 2 и 3 имеет некоторый гистерезис, так что не стоит переживать за разболтанку в граничной точке.
Мне понравилось играться во 2 режиме – изначально вентилятор остановлен. (дописываю это уже утром – пока жара не такая сильная). Зажимаю датчик в пальцах – стартует сразу. Отпускаю – крутится «на минималках». Крутится несмотря на то, что датчик обдувается. Прикасаюсь к датчику влажными пальцами – испарение воды охлаждает датчик ниже порога гистерезиса – вентилятор останавливается.
Поиграв настройками, я вспомнил, что в загашнике есть еще один инструмент. Ц-шка.
Итак – скинул PO в минимум начал повышать скорость и замерять напряжение на вентиляторе. Да, знаю, Ц-шка у меня ни разу не true RMS, поэтому на точные значения можно не рассчитывать, но тенденция и график от этого не сильно поменяются:
Замер производил в обе стороны (вверх и вниз), значения на каждой ступеньке, бывало, совпадали, а бывало, отличались на 0,05-0,10в. В процессе замера напряжение не постоянно – прыгает +-0,5В, поэтому разницу не стал оформлять отдельно. При торможении крыльчатки напряжение падает (хм, странно), что тоже способствует разнице.
Именно во время измерений я и «заметил», что используемый БП выдает несколько больше заявленных 12В 🙂
Что еще по графику: минимальное значение слишком мало. Вентилятор на нем работает, но издает жалобные звуки. При попытке остановить – останавливается и больше не запускается без пинка. При включении тоже сам не запускается…
В детстве, когда надо было снизить шум вентилятора в системнике, мы переключали его на питание от 7 Вольт. Потому что при 5В он мог не стартовать, особенно зимой в квартире с плохим отоплением (смазка густела).
В данном случае – на второй ступеньке (4,1в) вент уверенно запускался. Но так и не зима на улице, да и вентилятор довольно свежий. Поэтому – рекомендую использовать в качестве минимального порога PO третью или четвертую ступень.
Дальше, неплохо бы проверить собственно регулирование. Но как, если под рукой нет ни источника тепла, ни приборов для его измерения?
Ага, смотрим в таблицу и видим: минимальное значение Tu 30 градусов. Отлично – у меня как раз есть под рукой источник тепла чуть выше 30. Задаем в настройках этот порог. А также – интервал Td в 5 градусов. Зажимаем датчик между пальцами — и вентилятор довольно шустро – за 5 сек – плавно набирает полную скорость (и шум). Отпускаем – так же плавно снижает обороты. Работает! Ок, задаем Td = 10 градусов. Повторяем эксперимент – вентилятор так же бодро подхватывает, но до максимума явно не докручивает. Отлично, значит проклятый короновирус до меня еще не добрался!
Ну и еще один момент: если заметили – в месте пайки питающих проводов есть еще одна площадка – выход таходатчика. Она напрямую соединена с таким же контактом в разъеме вентилятора. Если у вас трехконтактный вентилятор и, если хотите, чтобы материнская плата контролировала скорость вентилятора – нужно допаять к этому контакту провод и подключить на материнку. Вероятно, в первоначальной конструкции предполагался разъем-мама для непосредственного подключения на разъем материнки. Но потом или начали экономить (скорее всего) или поняли, что система работает нормально только если материнка сама не пытается управлять вентилятором самостоятельно.
Выводы: Регулятор вполне справляется с заявленными функциями. Регулировка одной кнопкой с индикацией в двоичном коде хоть и сложновата, но трудностей не вызывает. Указанные в инструкции уровни и пороги – вполне адекватные. Большое количество вариантов настроек подойдет практически для любых вариантов применения.
Из минусов – отсутствие инструкции у продавца. Отсутствие провода для таходатчика.
Источник
Как выбрать регулятор скорости вращения вентиляторов
Любительский
Зачем нужен регулятор скорости вращения вентиляторов (реобас)?
Не секрет, что высокопроизводительные микропроцессорные устройства греются при работе: чем больше нагрузка – тем сильнее. Для многих элементов современного компьютера установки на «чип» обычного радиатора уже недостаточно – требуется активный отвод тепла. Проще всего это реализовать с помощью вентилятора (кулера): уже никого не удивляют системные блоки с суммарным числом кулеров в 8-10 шт. Иногда на материнской плате не хватает разъемов для подключения дополнительных вентиляторов, и подключение производится через разветвитель питания или реобас.
Одиночный кулер шумит несильно и электроэнергии потребляет мало. Но если в корпусе их с десяток, шум становится уже некомфортным, да и потребление электроэнергии возрастает до вполне заметных значений.
Чаще всего необходимость изменения скорости вращения вентиляторов связана как раз с избыточной шумностью системного блока. Если эффективность охлаждения системного блока достаточно высока и перегрева каких-либо элементов компьютера не возникает даже при самых высоких нагрузках, можно попробовать снизить скорость вращения некоторых вентиляторов.
Одним из способов такого снижения является использование реобаса – многоканального регулятора скорости вращения вентиляторов.
Но этот способ – не единственный. Большинство современных материнских плат способно регулировать скорость вращения подключенных вентиляторов. Во многих случаях даже не понадобится установки какого-либо программного обеспечения – необходимая функция встроена в BIOS.
В этой модели вход в БИОС выполняется стандартно — кнопкой Del
Для входа в BIOS необходимо при загрузке компьютера нажать определенную клавишу (или сочетание клавиш), чаще всего – Delete. Если по нажатию Delete при загрузке компьютера ничего не происходит, следует посмотреть на нижние строчки экрана при загрузке – там при начале загрузки обычно выводится подсказка, какие именно клавиши следует нажимать для входа в BIOS.
Примеры страниц BIOS с настройками работы вентиляторов
В BIOS следует найти страницу с настройками работы вентиляторов (Fan Speed, Fan Control, Fan Profile и т.п.) Настройки CPU Fan относятся к кулеру процессора, Chassis Fan – к кулеру (или кулерам) корпуса. Настройки кулера процессора следует менять только если вы точно знаете, что делаете и уверены в правильности своих действий – перегрев процессора может привести к выходу его из строя. Настройки кулера корпуса не столь критичны, но бездумно их менять тоже не стоит; будет нелишним перед изменением записать все старые значения.
Для регулировки скорости вращения в первую очередь следует убедиться, что эта функция включена: параметр Q-Fan Control (или Fan Speed Control) должен иметь значение Enabled. При этом становятся доступны параметры тонкой настройки вентилятора – в некоторых BIOS их много, в других меньше. Чаще всего самым простым способом снижения шума (или, наоборот, улучшения охлаждения) является смена профиля (Q-Fan Profile). Для снижения шума следует установить его в Silent, для увеличения охлаждения – в Performance или Turbo.
После сохранения настроек и перезапуска системы следует убедиться, что настроенный кулер крутится и что не происходит перегрева системы, в обратном случае следует вернуть старые настройки BIOS.
Speed Fan — самая популярная программа управления кулерами
Если нужные настройки в BIOS не нашлись, не стоит расстраиваться – чаще всего подключенными к материнской плате вентиляторами можно управлять и с помощью специализированного ПО. Самая популярная из таких программ (и при этом абсолютно бесплатная) – это speed fan. При запуске программы в первой же вкладке будут отображены все найденные вентиляторы, их скорости вращения и температуры элементов компьютера – на них следует ориентироваться при настройке кулеров. Рекомендации по настройке те же – следует с осторожностью оперировать настройками CPU Fan (кулер процессора) и GPU Fan (кулер видеокарты). При изменении скоростей (от 0 до 100%) следует отслеживать воздействие этих изменений на температуру. В программе также можно задать критические температуры для всех элементов и, указав, какой кулер за какую температуру отвечает, запустить режим автоматического регулирования скорости вентиляторов.
Если же ни speed fan, ни другие аналогичные программы «не увидели» вентиляторов, или если вентиляторы вообще подключены не к материнской плате – тогда для настройки их скорости вращения потребуется реобас.
Перед рассмотрением характеристик реобасов следует упомянуть об еще одной, очень частой причине повышенной шумности вентиляторов – забивание кулеров пылью и/или загустевание в них смазки. Если вам кажется, что раньше компьютер шумел меньше, возможно, никаких программ и устройств для снижения шума не потребуется – достаточно будет почистить кулер от пыли и (при необходимости) обновить смазку.
Характеристики регуляторов скорости вращения вентиляторов
Тип реобаса
Основная задача разветвителя питания – обеспечить питанием дополнительные вентиляторы, для которых не нашлось разъемов на материнской плате. Разветвитель может и вообще не иметь функции управления скоростью вращения вентиляторов. Если такая функция и есть, то реализована она будет программно.
Регулятор оборотов (реобас) – обладает большей, по сравнению с разветвителем, функциональностью. Кроме подключения дополнительных вентиляторов, реобас предоставляет и некоторые дополнительные возможности, среди которых могут быть:
— контроль и отображение скорости вращения каждого подключенного вентилятора;
— контроль температуры от собственного термодатчика (или нескольких термодатчиков);
— автоматическая или ручная регулировка скоростей вращения вентиляторов;
— контроль и отображение мощности, потребляемой подключенными вентиляторами
Тип управления скоростью вращения может быть ручным или автоматическим.
При ручном управлении скорость вращения задается оператором вручную – с помощью кнопок, ручки регулятора или на сенсорном экране. Несмотря на простоту такого способа управления, удобным он будет только в тех случаях, когда не требуется менять скорость вращения вентиляторов во время работы компьютера. Для подстройки скорости вращения корпусных вентиляторов такой способ еще сгодится, а для управления скоростью вращения кулера процессора – уже нет.
Автоматический тип управления, предусматривающий автоматическое изменение скорости вращения кулера в зависимости от показаний термодатчика, намного удобнее в эксплуатации и обеспечивает лучшие условия работы оборудования. Для управления кулерами элементов, сильно меняющих температуру в зависимости от нагрузки, следует использовать реобасы с автоматическим типом управления.
Количество подключаемых вентиляторов определяет, какое максимальное количество вентиляторов можно подключить к реобасу. Следует иметь в виду, что с ростом количества подключенных вентиляторов, растет и потребляемая устройством мощность; у блока питания компьютера должен быть достаточный запас мощности.
Наличие дисплея с возможностью вывода на него значений температур и скоростей вращения вентиляторов в некоторых случаях может оказаться нелишним. Дисплей может предупредить о приближающемся перегреве или неисправности вентилятора и предотвратить сбой или потерю данных. Для серверов (часто не имеющих своего монитора) такой дисплей будет особенно полезен.
Контроль температуры осуществляется по термодатчикам материнской платы либо по собственным термодатчикам реобаса. В последнем случае следует также выяснить количество каналов измерения температуры (проще говоря, количество термодатчиков). У многих реобасов контроль температуры производится по одному термодатчику. Если к такому реобасу предполагается подключение и кулеров процессора/видеокарты, это может привести к проблемам (если установить датчик у процессора, он может «не заметить» перегрева видеокарты и наоборот). Реобасы с несколькими термодатчиками стоят дороже, но в случаях, аналогичных вышеприведенному, на этом экономить не стоит.
Разъемы для подключения вентиляторов могут быть 2-pin 3-pin и 4-pin.
2-pin и 3-pin разъемы предполагают управление скоростью вращения вентилятора с помощью изменения его напряжения питания. Этот наиболее простой способ, поэтому реализующие его реобасы и вентиляторы недороги. Недостатками этого способа является невысокая точность задания частоты вращения и снижение крутящего момента со снижением напряжения. Вентиляторы с 3-pin разъемом вообще не могут крутиться медленнее некоторого порогового значения – крутящий момент становится настолько мал, что его не хватает для проворота крыльчатки. Для корпусных вентиляторов и вентиляторов жестких дисков такие вентиляторы подойдут, но на процессоры уже давно принято ставить вентиляторы, подключаемые 4-pin разъемом.
4-pin разъемы предполагают управление скоростью вращения вентилятора с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При этом питание на вентилятор подается полное — 12 вольт – но не постоянно, а импульсами, меняя продолжительность которых, можно очень точно задавать частоту вращения вентилятора. Кроме того, при таком способе нет ограничения на минимальную скорость вращения – регулируемый таким способом вентилятор может вращаться даже со скоростью 1 об/мин. Единственный недостаток такого способа – он сложнее в реализации, а следовательно, дороже.
Разъем питания реобаса может быть 3-pin (в этом случае регулятор скорости подключается к одному из свободных 3-pin разъемов материнской платы) 4-pin Molex (питание берется с одного из разъемов блока питания) и SATA (питание берется с разъема SATA материнской платы).
Варианты выбора
Если вам нужно просто подключить пару дополнительных вентиляторов по минимальной цене – выбирайте разветвитель питания для вентиляторов по цене от 230 рублей.
Если какой-то из вентиляторов системного блока крутится слишком сильно, обратите внимание на регуляторы скорости вращения одного вентилятора с ручным управлением. С его помощью можно будет легко подстроить скорость вращения вентилятора до требуемой и стоить он будет от 180 рублей.
Для управления несколькими корпусными вентиляторами можно приобрести реобас на несколько вентиляторов с ручным управлением. В зависимости от дополнительных функций он обойдется вам в 900-3800 рублей.
Для управления всеми вентиляторами компьютера следует выбирать реобас на несколько вентиляторов с возможностью автоматического управления их скоростью вращения. Такие стоят в диапазоне 230-8000 рублей.
Источник