Регулятор оборотов вентилятора компьютера по температуре сделать самому
Вентиляторы охлаждения сейчас стоят во многих бытовых приборах, будь то компьютеры, музыкальные центры, домашние кинотеатры. Они хорошо, справляются со своей задачей, охлаждают нагревающиеся элементы, однако издают при этом истошный, и весьма раздражающий шум. Особенно это критично в музыкальных центрах и домашних кинотеатрах, ведь шум вентилятора может помешать наслаждаться любимой музыкой. Производители часто экономят и подключают охлаждающие вентиляторы напрямую к питанию, от чего они вращаются всегда с максимальными оборотами, независимо от того, требуется охлаждение в данный момент, или нет. Решить эту проблему можно достаточно просто – встроить свой собственный автоматический регулятор оборотов кулера. Он будет следить за температурой радиатора и только при необходимости включать охлаждение, а если температура продолжит повышаться, регулятор увеличит обороты кулера вплоть до максимума. Кроме уменьшения шума такое устройство значительно увеличит срок службы самого вентилятора. Использовать его также можно, например, при создании самодельных мощных усилителей, блоков питания или других электронных устройств.
Работа схемы автоматического регулятора
В качестве датчика температуры используется микросхема LM35. На вид она как трехногий транзистор. Выходное напряжение этого датчика линейно пропорционально температуре градусов по Цельсию. То есть - 10 мВ / градус Цельсия, например, если температура составляет 45 градусов, тогда на выходе датчика напряжение будет составлять 450 мВ или 0,45 В.
На выход датчика подключена база транзистора BC548 NPN структуры. Из характеристик этого транзистора известно, что он начинает открываться тогда, когда напряжение между базой и эмиттером превысит 0,4 В. Следовательно, вентилятор начнет вращаться тогда, когда температура датчика превысит 40 градусов. А когда температура датчика превысит 60 градусов и на выходе появится напряжение 0,6 В транзистор откроется полностью и вентилятор будет вращаться на полную мощность.
Вот такая простая работа и такая простая схема.
Если схема будет работать нестабильно, или с перебоями, рекомендую подключить конденсатор 0,01 мкФ непосредственно к ножкам питания датчика LM35.
Вместо компьютерного кулера можно включить и щеточный двигатель небольшой мощности, но тогда последовательно с ним нужно ввести резистор сопротивлением 10-50 Ом.
В летнее время в квартире бывает довольно таки тепло можно сказать жарко и комп от перегрева бывает уходит в защиту и выключается .Чтобы решить эту проблему было докуплено пару кулеров .Проблему одну вроде как решил но появилась другая это шум . Шум настолько большой что в вечернее время казалось что в квартире ураган! Было решено сделать простую схему на терморезисторе
Схема не сложная, минимум обвязки и копеечные детали. Нарисовал плату и перевёл её на текстолит .
После травления накидал детали и заодно придумал куда вставить . Установил в заглушку от флопика .Закрепил всё при помощи китайских соплей (термоклея). Получилось как то так .
Визуально получилось не очень страшно . Поэтому решил больше ничего не переделывать.
Испытать работу решил на старом кулере .
Этот куллер запускать на двух первых делениях модуль не хотел .Но те что были в системном блоке он смог запустить с первого положения.
Теперь было 9 скоростей, индикация текущей скорости и память на любое положение, которую можно было включить или выключить .
Получился довольно таки интересный регулятор и что самое главное всё было сделано за 2 часа .
В дальнейшем прикреплю цифровой градусник чтобы было видно стоит добавить оборотов или можно выключить охлаждение .
Потребовалось установить в старенький компьютер видеокарту, под рукой была вот такая "холодная" видюшка:
После установки выяснилось что греется сей девайс как сковородка, хотя она исправна и нормально работает. Было решено установить на нее вентилятор:
Можно конечно вентилятор гонять на максимальных оборотах (12в.) или по-меньше (7в.), но компьютер используется в основном для "сидения в интернете" и для нетребовательных детских игр. Следовательно нужен регулятор оборотов, естественно автоматический. Можно конечно приобрести готовое решение, но это не наш подход :) Тем более что, похожий регулятор у меня работает около года на домашнем сервере (в качестве сервера выступает древний как мамонт, пень 4-й), там он рулит вентилятором процессора и зарекомендовал себя неплохо.
Сказано-сделано, собирать регулятор будем на любимой тиньке 13-й.
Набросал схему:
Теперь травим-лудим, процесс нет смысла описывать.
После пайки и сборки получаем следующий "механизм" :
Термо-датчик я приклеил герметиком:
Устанавливаем в компьютер и тестируем.
Алгоритм работы данного агрегата следующий:
Ждем прогрева видеокарты в режиме простоя компьютера, "холостой ход" ). Затем регулятором добиваемся момента когда светодиод горит постоянно (минимальные обороты ~40%, совсем вентилятор не останавливается никогда) — начинает мигать с минимальной частотой, примерно 1 Гц.
При нагреве видеокарты вентилятор будет быстрее раскручиваться, а частота мигания светодиода увеличиваться. При температуре > 10 от установленной вентилятор уже крутится на полных оборотах. Такой режим работы уже протестирован на вентиляторе процессора и его работой я вполне доволен.
В архиве печатка и прошивка:
Прошивка и плата в SprintLayout
Фьюзы тинки в SinaProg:
HighFuse: FF LowFuse: 6A
P/S
Прошивка-2
Фьюзы тинки в SinaProg:
HighFuse: FF LowFuse: 7A
p.p.s.
еще одна версия прошивки
Фьюзы тинки в SinaProg:
HighFuse: FF LowFuse: 7A
Завалялась у меня платка DC/DC с ШИМ(ШиротноИмпульсныйМодулятор) на 555 таймере появилась идея использования этого же ШИМа для управления вентилятором системы охлаждения двигателя. Что это дает?
1.Плавное включение вентилятора без просадок бортового напряжения(достигается за счет плавного изменения напряжения на датчике) и как следствие продление жизни самого вентилятора.
2.Зависимость оборотов вентилятора от температуры двигателя.
3.Более стабильный температурный диаппазон двигателя(держится в районе 85 градусов)
Сигнал управления берем от цепи датчика температуры приборной панели, а для надежности ставим эту систему в параллель штатной(правда при этом штатную систему нужно изменить — у штатной вентилятор коммутируется по "+", нам же нужно чтобы вентилятором управлял "-")
В результате подгонки под наши требования схемы, получаем схему регулятора на 555 таймере работающем в режиме ФИМ(фазо импульсная модуляция) и транзисторах МОСФЕТ( МОСФЕТ-ключ показан в этой схеме упрощенно, на больших токах будет сильно нагреваться):
Не рекомендую её как конечный вариант! Схема годится только как иллюстрация принципа действия. В процессе эксплуатации потребовались доработки которые описаны далее по тексту (см. 01.2019 Доводим слабые места).
для уменьшения нагрева нужно использовать несколько мосфетов повторяя цепочку R3-VT1 в параллель, количество транзисторов зависит от мощности вентилятора 200Вт — два транзистора, 300Вт — три транзистора, при больших мощностях возможно придется усиливать выходной какскад 555 таймера:
Важный момент:для равномерного распределения тока нагрузки по мосфетам используем провода сечения 1 — 1,5 кв.мм одинаковой длинны соединяя силовые выводы мосфетов с общими точками схемы.
Так как при работе вентилятора в цепи (акумулятор-вентилятор-регулятор-корпус"земля") течет значительный ток (30А) используем в этой цепи провода сечением не менее 6 кв.мм, а для обеспечения безопасности ставим в эту цепь 40А предохранитель.
Собираем все в корпусе от комутатора зажигания 402 двигателя и размещаем на левом крыле моторного отсека(благо крепёж для монтажа там есть штатно).
Настройка: прогреваем двигатель до 85 градусов и вращением движка резистора R7 добиваемся включения вентилятора на половину его мощьности. Алгоритм работы устройства такой, что при повышении температуры двигателя обороты вентилятора повышаются, при понижении температуры обороты вентилятора уменьшаются. В дальнейшем нужно произвести подстройку так чтобы при 80-82 градусах вентилятор не включался.
Пы.Сы. Практика использования показала что работа устройства далека от совершенства и его эффективность сильно зависит от состояния радиатора (если теплоотдача радиатора "как у нового" то это устройство вполне способно "сбивать температуру" и штатная система включения вентилятора будет срабатывать крайне редко даже в 30 градусную жару, ну а если радиатор "подустал" то кроме плавного разгона вентилятора эта схема ничего более не даст), поэтому рекомендую использовать эту "поделку" только в параллель штатной системе включения вентилятора.
05.2015 Глюк
За время эксплуатации окислились контакты "минусового" провода подключения к бортовой сети — уши корпуса коммутатора, ключи замерли в открытом состоянии и конечно вентилятор закрутился на макс.оборотах "на постоянку". Чистка контактов и установление надежной "массы" вернуло устройство к нормальным режимам работы, но ненадолго. Причиной неисправности оказался один из мосфетов, виновника определил по цвету перегрева его сток-исток контактов.
…продолжаем развивать тему дальше:
теперь обороты вентилятора будут возрастать и спадать с большей интенсивностью.
Для понятия принципа действия: чем ближе 5-я нога таймера к "земле", тем ниже обороты вентилятора. На транзисторе А733 собран компаратор, как только напряжение на датчике становится ниже опорного (3.6В) транзистор начинает открываться тем самым закрывая транзистор на 5-ой ноге таймера, вентилятор начинает вращаться. Порог срабатывания подбирается величиной опорного напряжения. При опорном напряжении 3.6В температура охлаждающей жидкости удерживается в пределах 80-85С.
Чтобы иметь возможность подстройки опорного напряжения( для того что бы летом и зимой выставлять разный порог срабатывания вентилятора), в качестве источника используем TL431. Резистором (*) подбирается максимальный предел опорного напряжения. Максимальное опорное напряжение обязательно должно быть меньше 5 вольт, иначе велика вероятность спалить транзистор компаратора.
Далее фото платы в разных стадиях готовности, чисто для наглядности монтажа компонентов
Настройка
Теперь можно подключать к плате вентилятор и осторожно подавать питание, установив подстроечный резистор в минимальное положение (база VT1 подтянута к земле). Вентилятор при этом вращаться не должен. Затем, плавно поворачивая R2, нужно найти такой момент, когда вентилятор начнёт слегка вращаться на минимальных оборотах и повернуть подстроечник совсем чуть-чуть обратно, чтобы он перестал вращаться. Теперь можно проверять работу регулятора – достаточно приложить палец к терморезистору и вентилятор уже снова начнёт вращаться. Таким образом, когда температура радиатора равно комнатной, вентилятор не крутится, но стоит ей подняться хоть чуть-чуть, он сразу же начнёт охлаждать.
Вот простая схема автоматического включения вентилятора и управления его скоростью в зависимости от температуры датчика. Такую наипростейшую схему, состоящую всего из двух элементов можно применить в своих усилителях, блоках питания, компьютерах и т.п.
Схема
Схема крайне проста, содержит всего два транзистора, пару резисторов и термистор, но, тем не менее, замечательно работает. М1 на схеме – вентилятор, обороты которого будут регулироваться. Схема предназначена на использование стандартных кулеров на напряжение 12 вольт. VT1 – маломощный n-p-n транзистор, например, КТ3102Б, BC547B, КТ315Б. Здесь желательно использовать транзисторы с коэффициентом усиления 300 и больше. VT2 – мощный n-p-n транзистор, именно он коммутирует вентилятор. Можно применить недорогие отечественные КТ819, КТ829, опять же желательно выбрать транзистор с большим коэффициентом усиления. R1 – терморезистор (также его называют термистором), ключевое звено схемы. Он меняет своё сопротивление в зависимости от температуры. Сюда подойдёт любой NTС-терморезистор сопротивлением 10-200 кОм, например, отечественный ММТ-4. Номинал подстроечного резистора R2 зависит от выбора термистора, он должен быть в 1,5 – 2 раза больше. Этим резистором задаётся порог срабатывания включения вентилятора.
Изготовление регулятора
Схему можно без труда собрать навесным монтажом, а можно изготовить печатную плату, как я и сделал. Для подключения проводов питания и самого вентилятора на плате предусмотрены клеммники, а терморезистор выводится на паре проводков и крепится к радиатору. Для большей теплопроводности прикрепить его нужно, используя термопасту. Плата выполняется методом ЛУТ, ниже представлены несколько фотографий процесса.
После изготовления платы в неё, как обычно запаиваются детали, сначала мелкие, затем крупные. Стоит обратить внимание на цоколёвку транзисторов, чтобы впаять их правильно. После завершения сборки плату нужно отмыть от остатков флюса, прозвонить дорожки, убедиться в правильности монтажа.
Читайте также: