Graude-msk.ru

Ремонт бытовой техники
13 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как происходит управление скоростью вращения вентилятора

Как происходит управление скоростью вращения вентилятора?

Быстродействие современного компьютера достигается достаточно высокой ценой – блок питания, процессор, видеокарта зачастую нуждаются в интенсивном охлаждении. Специализированные системы охлаждения стоят дорого, поэтому на домашний компьютер обычно ставят несколько корпусных вентиляторов и кулеров (радиаторов с прикрепленными к ним вентиляторами).

Схема компьютерного кулера

Схема компьютерного кулера.

Получается эффективная и недорогая, но зачастую шумная система охлаждения. Для уменьшения уровня шума (при условии сохранения эффективности) нужна система управления скоростью вращения вентиляторов. Разного рода экзотические системы охлаждения рассматриваться не будут. Необходимо рассмотреть наиболее распространенные системы воздушного охлаждения.

Чтобы шума при работе вентиляторов было меньше без уменьшения эффективности охлаждения, желательно придерживаться следующих принципов:

  1. Вентиляторы большого диаметра работают эффективнее, чем маленькие.
  2. Максимальная эффективность охлаждения наблюдается у кулеров с тепловыми трубками.
  3. Четырехконтактные вентиляторы предпочтительнее, чем трехконтактные.

Таблица сравнения водяного охлаждения с воздушным

Таблица сравнения водяного охлаждения с воздушным.

Основных причин, по которым наблюдается чрезмерный шум вентиляторов, может быть только две:

  1. Плохая смазка подшипников. Устраняется чисткой и новой смазкой.
  2. Двигатель вращается слишком быстро. Если возможно уменьшение этой скорости при сохранении допустимого уровня интенсивности охлаждения, то следует это сделать. Далее рассматриваются наиболее доступные и дешевые способы управления скоростью вращения.

Регулятор Вентилятора На 5В

Вы оставляете комментарий в качестве гостя. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Объявления

  • Прочитайте перед созданием темы!

Сообщения

Лом_2

KpoxaEHOT

МихМих

Artik


Набор разъемов питания — 31 модель(всего 56шт)

Похожие публикации

Добрый день.
Имеется контроллер для бесколлекторного двигателя (3 фазы). На плате имеются 6 греющих элементов (по 2 на каждую фазу). Штатный радиатор не справляется с охлаждением. Тепло от мосфетов передаётся через тонкую силиконовую прокладку.
Приобретал более мощный алюминиевый радиатор, менял прокладки, ставил через слюду с термопастой — результат не удовлетворительный. Температура на мосфетах 90 градусов(далее компьютер понижает ток, самосохраняется), а радиатор 40 градусов и нагревается очень долго. А нам нужно чтобы сразу снимал тепло, так как до 90 градусов нагревается в течении 1 минуты.
Вопрос: посоветуйте решение с хорошим теплоотводом? Что делать?
Размер пластин верхняя часть 12х10мм

Гость Сережа К

В силу жаркого лета был куплен дешевый вентилятор с USB-кабелем, подключение 220-240В 50Гц. Работал вентилятор стабильно при подключении к USB-порту ноутбука (далее только такой способ подключения и использовался). Спустя четыре дня обильной эксплуатации скорость вращения вала электродвигателя значительно уменьшилась.
В корпусе находился сам двигатель (никаких обозначений нет), и диод с обозначением N5819 (веря Гуглу — диод Шоттки). При нажатии на кнопку включения за 1.5 — 2 секунды диод очень сильно нагревается, пальцами не притронуться.
Собственно, вопрос:
1) Из-за небольшого наличия деталей, в чем может заключаться проблема уменьшения скорости вращения вала электродвигателя? Исчерпан ресурс диода/неисправность моторчика?
2) Так как подключение идет через USB, может ли данное устройство в целом использоваться для работы через USB-порт компьютераноутбука? (насколько я знаю, напряжение 5В?) Если нет, является ли причиной потенциальной поломки использование вентилятора через USB-порт ноутбука?
3) Как может выглядеть принципиальная схема данного устройства?

К сожалению, сам в этом деле совсем чайник. Хотелось бы искренне научиться понимать и разбираться в таких банальных вещах, чтобы хотя бы с такими базовыми электроприборами общаться не на «Вы», без похода в мастерскую или магазин за новым прибором. Данные вопросы можно рассматривать с целью желания понять принцип работы составляющих электроприбора, возможных причинах поломки и правильности эксплуатации.

Читайте так же:
Регулировка евроокон зимой и летом

Прошу прощения, если кому-то покажутся вопросы детскими или дурацкими, действительно нуждаюсь в ликбезе. Спасибо за помощь!
P.S.: Желтые пятна на белом кабеле — грязь из внутренней полости гофрированной металлической трубки — «ножки», а не проплавленности/обугленности/прочее.

Владислав Султанов

Здравствуйте, нашел старый вентилятор, без кнопки включения-переключения скоростей. Как я понимаю, было 3 скорости. Скажите пожалуйста, что с чем надо перемкнуть, чтобы вентиль заработал? Очень боюсь что-либо предпринимать, вдруг будет бабах? Конечно, могу купить новый, но ночь сегодняшнюю Питерскую без него не переживу.

Влад Долинский

Всем привет, есть у меня аппаратура futaba fp-r122je, к нему ещё был самодельный регулятор скорости.
От него отротвался провод на управление двигателем, как я не пытался разобраться куда он идёт ничего не нашел, по этому прошу вашей помощи)))

Управление вентилятором с помощью биполярного NPN-транзистора

Первое что приходит на ум — поставить биполярный NPN-транзистор. Вентилятору требуется 200мА, поэтому ищем транзистор с коллекторным током более 200мА, лучше раза в 2-3. В импортных даташитах этот параметр называется Ic, в наших Iк. Подойдут транзисторы: 2N5550, 2N5551, 2N2222A и т.д.. У транзистора, в первую очередь, надо определить назначение выводов. Где у него коллектор, где база, а где эмиттер. Сделать это лучше всего по даташиту или справочнику.

Схема подключения вентилятора

Берем транзистор и подключаем его по такой схеме:

Схема подключения вентилятора - Принципиальная схема (Orange Pi One + 2N2222 + 1N4001)

Таким образом, при подаче «1» на вход нашей схемы ток от источника питания потечёт через резистор R1, базу и эмиттер на землю. При этом транзистор откроется и ток сможет идти через переход коллектор-эмиттер, а значит и через нагрузку (вентилятор).

Резистор R1 играет важную роль — он ограничивает ток через переход база-эмиттер. Если бы его не было, ток не был бы ничем ограничен и просто испортил бы управляющую микросхему (ведь именно она связывает линию питания с транзистором).

Кроме того, нужно помнить, что нагрузка индуктивная и нужен защитный диод D1. Дело в том, что энергия, запасённая магнитным полем, не даёт мгновенно уменьшить ток до нуля при отключении ключа. А значит, на контактах нагрузки возникнет напряжение обратной полярности, которое легко может нарушить работу контроллера или даже повредить его.

Схема подключения вентилятора (Orange Pi One + 2N2222 + 1N4001)

Raspberry Pi

Зачастую центральные процессоры мини-пк семейства Rapsberry охлаждаются маленьким, а потому и шумным пятивольтовым вентилятором. Многие решают эту проблему, подключая его к 3.3 вольтовому выводу, однако данное решение имеет недостаток, связанный с тем что типовые пятивольтовые вентиляторы потребляют 200 мА, вследствие чего вызывают нагрузку на не рассчитанный на такую мощность регулятор 3.3В

В этой статье мы разберем как снизить уровень шума при помощи корректировки оборотов кулера регулировкой значений допустимых температур процессора.
Отличием данной работы будет в том, что мы научимся не только включать и отключать кулер, но и регулировать его обороты при помощи шим-контроллера, как и на стандартном компьютере.

1. Шим — что это и для чего нужен?
2. Регулировка оборотов при помощи биполярного NPN-транзистора
2.1. Схема подключения кулера
3. Регулировка оборотов при помощи МОП транзистора
3.1. Схема подключения кулера
3.2. N-канальные мосфеты с логическим управлением
4. Как снять показания температуры процессора
5. Активация кулера при указанной температуре
5.1. Компиляция со сборкой и запуском программы
6. ШИМ контроль — вариант I
6.1. Компиляция со сборкой и запуском программы
7. ШИМ контроль — вариант II
7.1. Компиляция со сборкой и запуском программы
8. Помещение программы в автозагрузку системы
9. Проверка
10. Удаление программы из автозагрузки системы

Читайте так же:
Синхронизация студийных вспышек по свету

1. Шим — что это и для чего нужен?

Аббревиатура расшифровывается как широтно-импульсная модуляция (или PWM с английского — pulse-width modulation) — это процесс регулировки мощности способом пульсации включения и отключения прибора. ШИМ встречается в двоичном, троичном, а также аналоговом и цифровом видах. Главное предназначение ШИМ — увеличение КПД при построении источников питания электроники, в том числе и регулировка яркости подсветок различных экранов.

2. Регулировка оборотов при помощи биполярного NPN-транзистора

Первым делом ищем и устанавливаем подходящий биполярный NPN-транзистор. Кулер потребляет 200мА, поэтому нам нужен транзистор с коллекторным током больше 200мА с запасом в несколько крат. В зарубежных даташитах этот параметр обозначается как Ic, в отечественных Iк. Совместимы транзисторы: 2N2222A, 2N5550, 2N5551 и так далее. Сперва выясняем назначение выводов транзистора . Необходимо определить дислокацию его эмиттера, коллектора и базы. Самым простым способом будет проверка этого всего по справочнику или даташиту.

2.1. Схема подключения кулера

Транзистор подключаем по следующей схеме:

Теперь при подаче «1» на вход схемы ток потечёт через резистор R1, затем базу и эмиттер на землю. В таком случае, транзистор откроется и ток пойдет через переход кoллeктор-эмиттeр, а следовательно и чeрeз нaгpyзкy (кулер).

R1 — Peзистop занимающий ключевую роль, его назначение в ограничении тока чeрeз пepexoд бaзa-эмиттep. В случае его отсутствия ток не будет ограничен и испортит упpaвляющyю микpocxeму, поскольку она соединяет транзистop с линией питaния).

Помимо этого, нельзя забывать, что нагрузка индуктивна и необходим зaщитный диoд (D1). Проблема в том, что энepгия, накопленная мaгнитным пoлем, не позволит моментально снизить ток до нyля при размыкании ключа. Из этого следует, что на кoнтaктax нaгpyзки появится напряжеeие обpaтной пoлярности, которое с легкостью может помешать работе контрoллера или даже испортить его.

3. Регулировка оборотов при помощи мосфета

Помимо биполярного, также есть возможность использовать и полевой транзистор, или как его иначе называют — МОСФЕТ, транзистор с изoлированным затвoром (также МОП или МДП). Их удобство заключается в том, что управление реализовано лишь напряжением — в случае, когда напряжение на затворе выше порогового значения, транзистор открывается. Пока транзистор открыт или закрыт, управляющий ток через него. У биполярных же транзисторов ток течёт всё время, пока открыт транзистор и в этом существенный недостаток перед полевыми транзисторами.

Далее мы используем лишь n-канальные мосфеты в связи с тем, что они дешевле, выше по характеристикам и для регуляции N-канального мосфета нужно подать положительное напряжение на затвор относительно истока.

3.1. Схема подключения кулера

Внимание! Нагрузку подключать только «сверху» (к стоку). В противном случае схема не заработает. Причина заключается в том, что транзистор откроется, если напряжение превысит пороговое значение между затвором и истоком. Если подвести нагрузку снизу, она понизит напряжение, вследствие чего, транзистор не сумеет открыться полностью или частично.
R2 — резистор (10 кОм), в неопределенном состоянии «стягивающий» потенциал к земле.
R1 — резистор (100 Ом), ограничивающий ток заряда-разряда
Помимо прочего не забываем, что нагрузка имеет индуктивность и необходим защитный диод (D1).

Читайте так же:
Регулировка системы смыва унитаза

3.2. N-канальные мосфеты с логическим управлением

Недостаток мосфетов — пороговые напряжения затворов, превышающие 3.3 вольта. Однако, имеются вариации мосфетов и с логическим уровнем управления, такие как: IRL520NPBF, IRL2505, NTZD3155C FDN337N, 2N7000, ZVN4306A, и другие.

4. Как снять показания температуры процессора

Есть несколько вариантов получить мгновенную температуру процессора.
В случае, если вы пользуетесь Armbian, используйте команду:

данная команда выдает частоту, длительность сеанса работы системы и температуру процессора с периодичностью в 6 секунд.
Также существует вторая команда, возвращающая температуру процессора:

Два термодатчика, находящиеся в процессоре (SoC) предоставляют значения, благодаря которым можно найти среднюю температуру.
Чтобы узнать температуру процессора Raspberry Pi, воспользуйтесь консолью для ввода следующей команды:

Обратите внимание, что у Raspberry Pi температура представлена в миллиградусах и, чтобы получить целые градусы, необходимо разделить полученное значение на тысячу.

5. Активация кулера при указанной температуре

Ниже приведены способы, использующие WiringPi и требующие установки библиотек, которые можно установить по инструкциям, приведенным по ссылкам здесь: WiringPi, WiringOP, BPI-WiringPi.

Самым доступным способом управления кулером будет его включение и отключение по достижении пороговых значений температур, которые вы можете задать. Этот способ подойдет для тех, кому не помешает гул вентилятора

#include
#include
#include
#include

#define TEMPERATURE_MIN 55

using namespace std;

static int getTemperature() <
static fstream myfile;
int temperature = 0;
myfile.open(«/sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp», ios_base::in);
myfile >> temperature;
myfile.close();
return temperature;
>

int main() <
int temperature;
int pinState = 0;
try <
if (wiringPiSetup() == 0) <
pinMode(PIN, OUTPUT);

while (1) <
temperature = getTemperature();

if (temperature >= TEMPERATURE_MIN && pinState == 0) <
digitalWrite(PIN, HIGH);
pinState = 1;
> else if (temperature

Данный скрипт заработает так — при достижении порога температуры в 54 градуса активируется кулер, и остановится только когда температура упадет более чем на 10 градусов от верхней границы (44 градуса)

Данные о температуре получены при помощи функции static int getTemperature(). Не забываем, что у Raspberry Pi температура исчисляется в миллиградусах, и для получения целых значений необходимо разделить искомое число на тысячу, а значит нужно внести пару изменений в код,
вместо:

5.1. Компиляция со сборкой и запуском программы

Создаём файл FanPiOnOff.cpp и вставляем в него написанный выше код:

Компилируем и собираем программу:

на случай, если необходимо запускать программу в фоне:

6. ШИМ контроль — вариант I

Логика программы заключается во включении вентилятора (с определенным коэффициентом заполнения) при достижении заданных температур и отключении при падении ниже их.

45 °C -> 35 %
50 °C -> 50 %
60 °C -> 75 %
75 °C -> 100 %

#include
#include
#include
#include
#include

#define PIN 7
#define RANGE 100

#define PWM_VALUE1 35
#define PWM_VALUE2 50
#define PWM_VALUE3 75
#define PWM_VALUE4 100

Читайте так же:
Тнвд компакт 40 устройство и регулировка

#define TEMPERATURE_1 45
#define TEMPERATURE_2 50
#define TEMPERATURE_3 60
#define TEMPERATURE_4 70

using namespace std;

static int getTemperature() <
static fstream myfile;
int temperature = 0;
myfile.open(«/sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp», ios_base::in);
myfile >> temperature;
myfile.close();
return temperature;
>

int main() <
int temperature;
bool pwmStopped = true;

try <
if (wiringPiSetup() == 0) <
while (1) <
temperature = getTemperature();

if (temperature > TEMPERATURE_4) <
if (pwmStopped) <
softPwmCreate(PIN, ((PWM_VALUE4 * RANGE) / 100), RANGE);
pwmStopped = false;
> else <
softPwmWrite(PIN, ((PWM_VALUE4 * RANGE) / 100));
>
> else if (temperature > TEMPERATURE_3) <
if (pwmStopped) <
softPwmCreate(PIN, ((PWM_VALUE3 * RANGE) / 100), RANGE);
pwmStopped = false;
> else <
softPwmWrite(PIN, ((PWM_VALUE3 * RANGE) / 100));
>
> else if (temperature > TEMPERATURE_2) <
if (pwmStopped) <
softPwmCreate(PIN, ((PWM_VALUE2 * RANGE) / 100), RANGE);
pwmStopped = false;
> else <
softPwmWrite(PIN, ((PWM_VALUE2 * RANGE) / 100));
>
> else if (temperature > TEMPERATURE_1) <
if (pwmStopped) <
softPwmCreate(PIN, ((PWM_VALUE1 * RANGE) / 100), RANGE);
pwmStopped = false;
> else <
softPwmWrite(PIN, ((PWM_VALUE1 * RANGE) / 100));
>
> else <
softPwmStop(PIN);
pwmStopped = true;
>

usleep(1000 * 1000);
>
>
> catch (exception& e) <
cerr

6.1. Компиляция со сборкой и запуском программы

Создаём файл FanPiPWM.cpp и вставляем в него написанный выше код:

Компилируем и собираем программу:

на случай, если необходимо запускать программу в фоне:

7. ШИМ управление: Пример 2

К тому же, есть возможность изменять коэффициент заполнения плавно. В этом случае для срабатывания вентилятора и коэффициента заполнения привязываем минимальные параметры, (допустим, 45 градусов и 35% соответственно), а к максимальной температуре (допустим, 70 градусов) привяжем коэффициент заполнения в 100%. Рассчитать коэффициент заполнения помогут функции static int map(int x, int inMin, int inMax, int outMin, int outMax);.

#include
#include
#include
#include
#include

#define RANGE_MAX 100
#define RANGE_MIN 35

#define TEMPERATURE_MAX 70
#define TEMPERATURE_MIN 45

using namespace std;

static int getTemperature() <
static fstream myfile;
int temperature = 0;
myfile.open(«/sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp», ios_base::in);
myfile >> temperature;
myfile.close();
return temperature;
>

static int map(int x, int inMin, int inMax, int outMin, int outMax) <
if (x inMax) <
return outMax;
>
return (x — inMin) * (outMax — outMin) / (inMax — inMin) + outMin;
>

int main() <
int temperature;
int pwmValue;
bool pwmStopped = true;

try <
if (wiringPiSetup() == 0) <
while (1) <
temperature = getTemperature();
pwmValue = map(temperature, TEMPERATURE_MIN, TEMPERATURE_MAX, RANGE_MIN, RANGE_MAX);

usleep(1000 * 1000);
>
>
> catch (exception& e) <
cerr

7.1. Компиляция со сборкой и запуском программы

Создаём файл FanPiPwmLinear.cpp и вставляем в него написанный выше код:

Компилируем и собираем программу:

на случай, если необходимо запускать программу в фоне:

8. Помещение программы в автозагрузку системы

Осталось лишь автоматизировать запуск созданной нами программы, отвечающей за регулировку оборотов кулера, при старте системы.
Для этого нужно в конец файла /etc/rc.local:

Поместить команду старта скрипта перед строкой exit 0:

Теперь после перезагрузки системы программа запускается автоматически каждый раз и вентилятор заработает лишь при выполнении указанных условий.
Чтобы узнать, запущена ли программа после перезагрузки системы, нужно проверить присутствует ли процесс в терминале:

9. Проверка

Для того, чтобы проверить функциональность программы, необходимо нагрузить процессор, чтобы его температура поднялась до нужной отметки и убедиться в реакции кулера на это событие. Разогреть процессор помогут приложения вроде sysbench или stress. Их можно установить с aptitude:

Запуск приложения с использованием четырех ядер:

При работе данных утилит температура процессора начнет расти.
Принудительное завершение работ, как утилиты sysbench, так и stress можно при помощи сочетания клавиш Ctrl+C.

Читайте так же:
Как отрегулировать поплавок в унитазе cersanit

Реобас своими руками

Для простого пользователя использовать специальные микросхемы для управления двигателями кулеров, может показаться слишком сложной и непосильной задачей. Для создания самого простого регулятора необходимо всего четыре элемента:

  • p-n-p транзистор;
  • подстроечный резистор на 2.2 кОм;
  • переменный резистор на 4,7 кОм;
  • конденсатор 100 мкФ, 25 В.

Схема регулятора оборотов кулера

При подборе транзистора необходимо учитывать количество регулируемых вентиляторов. Для одного, двух вентиляторов 80мм. Вполне достаточно КТ814 или КТ816. Если захочется регулировать несколько вентиляторов по 120мм., то лучше использовать что-то помощнее, например, КТ818 или КТ837.

Как видим схема такого регулятора очень проста и собирается в считанные минуты. Правильно собранная схема начинает работать сразу. Подстроечным резистором лишь необходимо настроить минимальные обороты кулера.

Для демонстрации работы схемы мы ее собрали навесным монтажом. Вот, что у нас получилось.

Используемые радиодетали:

  • транзистор КТ837Д;
  • подстроечный резистор на 4,7 кОм;
  • переменный резистор на 4,7 кОм;
  • конденсатор 100 мкФ, 25 В.

Реобас своими руками — наглядная демонстрация работы:

Идея немножко "утихомирить" компьютер появилась давно и вот результат.
Регулятор (в простонародье – реобас или RheoBus) предназначен для снижения оборотов компьютерных вентиляторов путем снижения питающего напряжения. При снижении напряжения уменьшается потребляемый ток, в результате чего снижается частота оборотов.

К регулятору можно подключить вентиляторы с двух и трех пиновыми разъемами без какой либо переделки. Имеется возможность регулировки минимального уровня напряжения, подаваемого на вентилятор. Так же имеется возможность изменения режима индикации работы каждого канала реобаса с помощью перемычек.

Схема реобаса проще некуда:

Переменным резистором R1 производится регулировка напряжения, подаваемого на вентилятор. Подстроечным резистором R2 устанавливается минимальное значение напряжения. При установке перемычки в положение 1-2 светодиод VD1 будет мигать с частотой равной удвоенной частоте вращения вентилятора, в положении 2-3 будет гореть постоянно. Если перемычку не ставить светодиод гореть не будет. Конденсатор C1 позволяет гарантированно провести запуск вентилятора при пониженном напряжении питания.

Транзистор можно использовать любой p-n-p с током коллектора от 1 ампера. При использовании вентиляторов до 80 мм включительно подойдут КТ814, КТ816, BD140. При использовании более крупных вентиляторов, или при подключении нескольких вентиляторов на один канал, лучше поставить транзистор помощнее, например КТ837, КТ835, КТ818 и др. Светодиод можно поставить любой – какой нравится, с пересчетом R4 (я использовал резистор номиналом 100 Ом, так как светодиод работает в импульсном режиме, при постоянном свечении его сопротивление желательно увеличить).

В собранном устройстве в виду простоты схемы настраивать нечего, кроме как установить резистором R2 минимальное напряжение для вентилятора. Так же необходимо перемычкой установить требуемый режим светодиода.

Печатная плата, вид со стороны элементов:

Расположение элементов, вид сверху:

Вид снизу (участок с элементами)

Разъемы под вентиляторы можно установить как прямые так и угловые, подстроечные резисторы вертикальные или горизонтальные типа СП3-38А(Б), кроме крайнего правого канала.

Фотографии собранного устройства:

Ввиду простоты схемы имеются некоторые недостатки:

– регулировка производится вручную (это скорее особенность);
– при остановке вентилятора светодиод может остаться как в светящемся состоянии, так и нет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector