Автоматический регулятор оборотов кулера

Радио-как хобби

Система автоматического управления вентилятором своими руками.

Часто в радиолюбительской практике возникает необходимость охлаждать методом обдува какие-либо мощные активные элементы: регулирующие транзисторы в блоках питания, в выходных каскадах мощных УНЧ, радиолампы в выходных каскадах передатчиков и т.д.

Конечно, проще всего включить вентилятор на полные обороты. Но это не самый лучший выход-шум вентилятора будет напрягать и мешать.

Система автоматического управления вентилятором-вот что может быть выходом из ситуации.

Такая система автоматического управления вентилятором, будет управлять включением/выключением и оборотами вентилятора в зависимости от температуры.

В данной статье предложен простой, бюджетный выход из ситуации…

Итак, некоторое время тому назад знакомый товарищ попросил изготовить ему систему автоматического регулирования оборотов вентилятора охлаждения для зарядного устройства. Поскольку готового решения у меня не было-пришлось поискать что-либо подходящее в интернете.

Всегда руководствуюсь принципом –«делать жизнь как можно проще», поэтому подыскивал схемы попроще, без всяких там микроконтроллеров, которые сейчас суют где надо, и где не надо. Попалась на глаза статья :http://dl2kq.de/pa/1-11.htm. Решено было испытать описанные в ней автоматы управления вентилятором…

Система автоматического управления вентилятором №1.

Принципиальная схема устройства показана ниже:

В данном случае применен вентилятор с рабочим напряжением 12 В.

Схема питается напряжением 15…18 В. Интегральный стабилизатор типа 7805 задает начальное напряжение на вентиляторе. Транзистор VT1 управляет работой интегрального стабилизатора. В качестве датчиков температуры использованы кремниевые транзисторы (VT2 и VT3) в диодном включении.

Схема работает следующим образом: в холодном состоянии датчиков температуры напряжение на них максимально. Транзистор VT1 полностью открыт, напряжение на его коллекторе ( а значит и на выводе 2 интегрального стабилизатора) составляет десятые доли вольта. Напряжение, подаваемое на вентилятор почти равно паспортному выходному напряжению микросхемы LM7805, и вентилятор вращается на небольших оборотах.

По мере прогрева датчиков температуры ( одного любого из них, или обеих) напряжение на базе VT1 начинает уменьшаться. Транзистор VT1 начинает закрываться, напряжение на его коллекторе увеличивается, а соответственно, увеличивается и напряжение на выходе микросхемы LM7805.

Обороты вентилятора также увеличиваются и плавно достигают максимальных. По мере остывания датчиков температуры происходит обратный процесс и обороты вентилятора уменьшаются.

Количество датчиков может быть от одного до нескольких ( мною опробовано три параллельно включенных датчика). Датчики могут быть установлены как рядом друг с другом ( для повышения надежности срабатывания), так и размещены в разных местах.

Изначально данная схема разрабатывалась для применения в мощном ламповом усилителе мощности КВ диапазона, отсюда большое количество блокировочных конденсаторов. При применении данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора, скажем, в блоках питания, или в мощных усилителях НЧ блокировочные конденсаторы можно не устанавливать.

Данная схема интересна еще и тем, что датчики температуры могут быть как закреплены на радиаторах мощных транзисторов, диодов и иметь непосредственный тепловой контакт с ними,так и установлены на весу, в потоке теплого воздуха.

В качестве транзисторов VT1…VT3 можно применить любые кремниевые транзисторы в пластиковом корпусе и структуры n-p-n. Мною успешно испытаны транзисторы КТ503, КТ315, КТ3102, S9013, 2N3904. Подстроечный резистор R2 служит для установки минимальных оборотов вентилятора.

При настройке данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора подстроечным резистором R2 устанавливают минимальные обороты вентилятора. Затем, нагревая датчик, или датчики, каким-либо источником тепла убеждаются в работоспособности системы и возможность срабатывания её от разных датчиков независимо.

Данная схема достаточно чувствительна-можно настроить её на срабатывание даже от нагевания датчика температуры рукой. Важное замечание. Схема измеряет не абсолютную температуру, а разность температур между переходами транзистора VT1 и датчиков VT2 и VT3. Поэтому плата устройства должна быть размещена в месте, исключающем дополнительный нагрев. Интегральный стабилизатор должен быть снабжен небольшим радиатором.

Система автоматического управления вентилятором №2.

Здесь описано аналогичное устройство, но имеющее некоторые особенности.

Дело вот в чем. Часто бывают случаи, когда система автоматического управления режимом работы вентилятора установлена в изделии, где имеется всего лишь одно питающее напряжение -12В, но и вентилятор рассчитан на работу от напряжения 12 В.

Для достижения максимальных оборотов вентилятора необходимо подать на него полное напряжение,или, другими словами, регулирующий элемент системы автоматического управления режимом работы вентилятора должен иметь практически близкое к нулю падение напряжения на нем. И в этом смысле схема, описание которой изложено выше, не подходит.

В этом случае применимо другое устройство, схема которого представлена ниже:

Регулирующим элементом служит полевой транзистор с очень низким сопротивлением канала в открытом состоянии. Мною использован транзистор типа PHD55N03.

Он имеет следующие характеристики: максимальное напряжение сток-исток -25 В, максимальный ток стока- 55 А, сопротивлением канала в открытом состоянии -0,14 мОм.

Подобные транзисторы применяются на материнских платах и платах видеокарт. Я добыл этот транзистор на старой материнской плате:

Цоколевка этого транзистора:

Именно очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии и позволяет приложить к вентилятору практически полное напряжение питания.

В этой схеме датчиком температуры служит терморезистор R1 номиналом 10 кОм. Терморезистор должен быть с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ( типа NTC).

Номинал терморезистора R1 может быть от 10 до 100 кОм, соответственно нужно изменить и номинал подстроечного резистора R2. Так, для терморезистора номиналом 100 кОм, сопротивление подстроечного резистора R2 должно быть 51 или 68 кОм. Подстроечным резистором R2 в данной схеме устанавливается порог срабатывания схемы.

Данная схема работает по принципу термоуправляемого реле: вентилятор включен/выключен в зависимости от температуры датчика.

Конструктивно, терморезистор R1 размещается на радиаторе транзисторов, которые обдувает вентилятор. Подстроечным резистором R2 при настройке схемы добиваются старта вентилятора при пороговой (начальной) температуре.

В качестве VT1 подойдет любой полевой транзистор с напряжением стока выше 20 В и сопротивлением канала в открытом состоянии менее 0,5 Ома.

Если напряжение питания не стабилизировано, то порог срабатывания схемы будет плавать, со всеми вытекающими последствиями. В этом случае полезно будет запитать терморезистор от стабильного источника питания, например -78L09.

Ниже приведен модернизированный вариант этой схемы. В данной схеме предусмотрена возможность независимой регулировки как минимальных оборотов при нормальной температуре, так и температуру, с которой обороты вентилятора начинают увеличиваться.

Здесь цепь R5, R6,VD2 позволяет установить минимальные обороты вентилятора при нормальной ( начальной) температуре при помощи подстроечного резистора R5. А резистором R7 устанавливают температуру, с которой вентилятор переходит на повышенные обороты.

Как и в предыдущих схемах, блокировочные конденсаторы необходимы при эксплуатации устройства в условиях воздействия мощных высокочастотных наводок-например ламповый усилитель мощности КВ диапазона. В других случаях в их установке нет необходимости.

Терморезисторов-датчиков температуры может быть несколько и установленных в разных местах. Вентиляторов тоже может быть несколько. В этом случае возможно ( но необязательно) будет необходимым предусмотреть небольшой радиатор для регулирующего транзистора.

Вид собранной платы системы автоматического управления обдувом, управляющий транзистор установлен со стороны печатных проводников:

Печатная плата, вид со стороны проводящих дорожек:

Все три схемы, приведенные в этой статье мною опробованы и продемонстрировали надежную и стабильную работу.

Обновление от 13.01.2020

Изготовил еще два варианта подобных регуляторов. Без использования терморезисторов.

3 лучшие схемы регуляторов скорости вентиляторов

  1. Простая схема
  2. С датчиком температуры
  3. Для уменьшения шума
  4. Видео

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.

  • Как сделать управляемую плату регулятора на 1,2–35 В

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.

Читайте также:  Усилитель на микросхеме TEA2025b своими руками

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.

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2. Временно заменив его переменным (100–150 кОм), подбирают такое сопротивление введенной части, чтобы при номинальной нагрузке (теплоотводы транзисторов блока питания теплые наощупь) вентилятор вращался с небольшой частотой. Во избежание поражения электрическим током (теплоотводы находятся под высоким напряжением!) «измерять» температуру наощупь можно, только выключив компьютер. При правильно отлаженном устройстве вентилятор должен запускаться не сразу после включения компьютера, а спустя 2–3 мин после прогрева транзисторов блока питания.

Схема регулятора скорости вентилятора для уменьшения шума

В отличии от схемы, которая замедляет обороты вентилятора после старта (для уверенного запуска вентилятора), данная схема позволит увеличить эффективность работы вентилятора путем увеличения оборотов при повышении температуры датчика. Схема также позволяет уменьшить шум вентилятора и продлить его срок службы.

Необходимые для сборки детали:

  • Биполярный транзистор (VT1) — КТ815А.
  • Электролитический конденсатор (С1) — 200 мкФ/16В.
  • Переменный резистор (R1) — Rt/5.
  • Терморезистор (Rt) — 10–30 кОм.
  • Резистор (R2) — 3–5 кОм (1 Вт).

Настройка производится до закрепления термодатчика на радиаторе. Вращая R1, добиваемся, чтобы вентилятор остановился. Затем, вращая в обратную сторону, заставляем его гарантированно запускаться при зажимании терморезистора между пальцами (36 градусов).

Если ваш вентилятор иногда не запускается даже при сильном нагреве (паяльник поднести), то нужно добавить цепочку С1, R2. Тогда R1 выставляем так, чтобы вентилятор гарантированно запускался при подаче напряжения на холодный блок питания. Через несколько секунд после заpяда конденсатора, обороты падали, но полностью вентилятор не останавливался. Теперь закрепляем датчик и проверяем, как все это будет крутится пpи реальной работе.

Rt — любой терморезистор с отрицательным ТКЕ, например, ММТ1 номиналом 10–30 кОм. Терморезистор крепится (приклеивается) через тонкую изолирующую прокладку (лучше слюдяную) к радиатору высоковольтных транзисторов (или к одному из них).

Видео о сборке регулятора оборотов вентилятора:


Высокоэффективный автоматический контроллер вентиляторов

Дополнение к статье «Высокоэффективный автоматический контроллер вентиляторов своими руками»-
Часть 2 : Регулятор с нелинейной характеристикой

Прошло несколько месяцев после запуска в эксплуатацию моего проекта под кодовым названием «Be Cool & Silent». О некоторых из наработок в этом направлении Вы могли прочитать в моих статьях, присланных на конкурс «Своими руками».
В частности речь пойдет о статье
«Высокоэффективный автоматический контроллер вентиляторов своими руками»: http://www.hardwareportal.ru/Handmade/Fan.ctrl/index.html
В процессе эксплуатации и сборки некоторого количества устройств выявились конструктивные и схемотехнические недостатки, поэтому схема регулятора подверглась некоторой доработке, что в итоге позволило добиться более стабильной и эффективной работы и упростило процесс настройки.

Рассмотрим изменения в схеме регулятора.

Для повышения стабильности регулировки в цепи смещения операционного усилителя был введен стабилитрон D1 на 6,2 вольт – теперь цепи смещения запитаны от стабилизированного источника и колебания напряжения по цепи питания 12 вольт не влияют на обороты вентилятора.
Силовой транзистор был заменен на обычный (не составной) типа КТ 819 или КТ 817, с коэффициентом h21e не мене 80. Эти транзисторы показали лучшие результаты за счет меньшего, чем у составных, падения напряжения на участке коллектор- эмиттер и база – эмиттер.
Теперь назначении цепи D2- D4 и R9 и конденсатора С3.
Данная цепь вносит в характеристику регулятора нелинейность на низких температурах – на базе транзистора Т1 создается начальное смещение, не зависящее от температуры и регулировок в цепях операционного усилителя. Величина смещения и соответственно минимальное напряжение на вентиляторе определяются номиналом стабилитрона D4. Для большинства вентиляторов минимальное напряжение гарантированного запуска составляет от 4-до 6 вольт. Для более надежного старта (Boost Start) при пониженном напряжении например в случае ухудшения свойств втулки/подшипника в схему введен конденсатор С3. При включении компьютера через разряженный коденсатор С3 инверсный вход ОУ будет соединен с землей- следовательно на выходе устройства будет максимальное напряжение- вентилятор гарантированно стартует, затем по мере заряда С3 (2-3 сек) он перестает влиять на работу регулятора ( на самом деле слияние есть,- изменяется постоянная времени обратной связи). В приципе с3 не обязательный элемент схемы, просто можете попробовать оба варианта- оставите какой больше понравится/
Замерять напряжение запуска вентилятора очень просто- подключите Ваш вентилятор к блоку питания с регулируемым выходным напряжением и замерьте минимальное напряжение, при котором вентилятор стартует и после стопора крыльчатки гарантированно возобновляет вращение. Это и будет наше «стартовое» напряжение. Соответственно этому напряжению подбирается стабилитрон D4 из расчета:
U ном стаб.+ 0.8 V ≈ U стартовое
Или иначе говорян напряжение применяемого стабилитрона должно быть выше стартового минимум на 0,6 вольт, максимум на 1,2 вольт
Регулировочная характеристика регулятора имеет теперь следующий вид (напряжения и температуры на графике указаны примерные – для наглядности):
Рис 2 (график)

Какие же преимущества нам дает такая характеристика?
Во – первых решается проблема «холодного старта» – многие современные материнские платы имеют мониторинг процессорного вентилятора и функцию отключения питания при остановке последнего. При низких температурах в помещении в момент включения компьютера напряжение на вентиляторе оказывалось слишком мало для его запуска, и срабатывала защита в БИОСе.
В этом случае приходилось функцию защиты в биосе отключать, что не лучшим образом сказывалось на безопасности эксплуатации компьютера.
Если же в старой схеме мы выставим начальное напряжение с запасом –для гарантированного запуска при любой температуре, то вентиляторы слишком рано выходят на максимальные обороты и даже в режиме простоя работают почти на максимуме – отсюда вытекает второй плюс предлагаемого варианта: диапазон регулировки оборотов используется максимально – от минимума оборотов в режиме простоя до максимума в режиме полной нагрузки.
Регулировка устройства:
Начальную проверку работоспособности устройства рекомендуется провести вне компьютера при запитке от отдельного блока питания на 12 вольт. Дальнейшая процедура настройки проводится уже в корпусе компьютера. Для удобства на время настройки советую подпаять два провода к контактам платы «+ Фан» и «Земля» и аккуратно вывести их из системника – на них будет удобно контролировать тестером напряжение питания кулера.

1.Терморезистор закрепляем на радиаторе процессора как можно ближе процессорному ядру. Применение термопасты и хороший прижим приветствуются.
Ползунки резисторов R3 и R7 в средних положениях, R5 введен (макс).
Включаем компьютер, даем прогреться системному блоку в режиме простоя около 30 минут, при этом напряжение на вентиляторе должно быть минимальным, (если обороты вентилятора возрастают – уменьшаем их поворотом резистора R3). После того, как температура стабилизируется, возвращаем R3 в среднее положение и медленным поворотом резистора R5 добиваемся минимального увеличения напряжения на вентиляторе.
По графику мы выставили положение точки А по оси Т.
2. R8 полностью вводим. Вращением резистора R3 выводим вентилятор на макс обороты.
Запускаем на 40-50 мин программу прогрева процессора- s&m например.
Возвращаем R3 в среднее положение и уменьшаем сопротивление R7 до тех пор, пока напряжение на вентиляторе не начнет уменьшаться, после чего аккуратно немного возвращаем ползунок R7 назад.
По графику это мы выставили положение точки B.
Для большего понимания процесса регулировки о назначении подстроечных резисторов: R3 регулирует смещение участка АВ по оси Т, R7 изменяет крутизну (наклон) участка АВ и R5 в основном регулирует положение точки А по оси Т. Основными органами регулировки являются таким образом, R3 и R7. R5 используется для предварительной подстройки и в последующем его трогать не рекомендуется.
В целом настройку регулятора можно считать законченной, но я рекомендую повторить подстройку для режима покоя (см. п1), только ничего предварительно вращать не нужно, подстраиваем только резистором R3 после стабилизации температуры, и режима полной нагрузки (см. п2) – аналогично только резистором R7.

И в заключение о возможной замене компонентов и подбору вентилятора:
Наиболее частый вопрос – тип терморезистора. Я применял терморезисторы с отрицательным Т.К.Е. ( сопротивление должно уменьшаться при повышении температуры). Номинал датчика может быть в диапазоне от 10 до 100 ком. Маркировка примененных мной (22 ком) следующая: KT5D 223E- A. Больше никаких данных, к сожалению, у меня нет. Я могу предположить, что цифры 223- это номинал, а буквы Е-А обозначают допуск и исполнение корпуса. Вы можете использовать терморезистор любого типа, удовлетворяющий следующим условиям: при изменении температуры от комнатной до 90-100ºC его сопротивление должно уменьшиться в 1,5-2 раза. От номинала терморезистора так же зависит суммарное сопротивление цепочки R2-R3( по новой схеме – рис1) – оно должно составлять примерно 1/3 от номинала терморезистора.
T1- любой кремниевый NPN транзистор с током коллектора не менее 1А и коэффициентом усиления h 21е от 50 и выше.
Стабилитроны – любые маломощные, D1 на 6.2 вольт D2- подбираем в зависимости от типа применяемого вентилятора(см выше.), диоды D2, D3 – любые импульсные, лучше шоттки- у них падение напряжения на переходе меньше.
Операционный усилитель – практически любой, способный работать при напряжении питания от 12 вольт и выше. Мной были опробованы OP 07 CP; Lm301A; CA3140; 544 УД 2; 140 УД 17А – все работали с одинаковым успехом.
Конденсаторы С1, С2, С4- керамические, С3 – электролитический на 16 вольт и выше.
Следует учесть и следующий момент- максимальное напряжение на выходе регулятора около 11 вольт под нагрузкой 0,3- 0,4 А , поэтому вентилятор для процессорного кулера советую выбрать с некоторым запасом по мощности и естественно малошумящий, если есть возможность – замените 80-ку на 92 мм через переходник.
Отличные результаты по шумности и производительности, например, показал комплект из 92 мм вентилятора и переходника на 80 мм Termaltake «Silent Cat».
Вариант печатной платы регулятора БЕЗ УСКОРЯЮЩЕГО КОНДЕНСАТОРА С3):
Надеюсь, данное дополнение и предыдущая статья помогут Вам в постройке тихого и холодного компьютера. Постараюсь ответить на все Ваши вопросы в ICQ 324765896, джаббере klim1@jabber.com.ua или по почте djemshut(гав-гав)yandex.ru

Читайте также:  Самый простой инвертор 1,5 В – 220 В

Регулирование оборотов вентилятора радиатора hot end

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

Вентилятор hot end один из самых маленьких в 3D принтере, но зачастую является одним из самых шумных вентиляторов. К тому же он обычно подключается напрямую к 12 вольтовой линии блока питания и молотит без перерыва, даже тогда, когда принтер не печатает, а просто включен в розетку.

Китайские вентиляторы, работающие на полных оборотах при простое принтера, приносят нам не только неприятное жужжание, но и осаждают лишнюю пыль на радиаторе hot end.

К тому же, во многих случаях не требуется работа этого вентилятора на полных оборотах. Если запитать его от 5 вольт шум значительно уменьшается, но это заканчивается забитым расплавленным пластиком трактом в процессе печати. Охлаждения перестает хватать во время печати участков с большим количеством откатов или просто из за повышенной температуры в помещении.

Хочу поделиться своим решением регулировки оборотов с обратной связью

1) Позволяет полностью остановить вентилятор, когда радиатор остынет до комнатной температуры

2) Во время печати вентилятор преимущественно работает на низких бесшумных оборотах

3) Обороты повышаются с ростом температуры на радиаторе hot end, например, во время частых откатов или при печати в закрытой камере

Реализация максимально проста и не требует подключения к ШИМ на плате управления (RAMPS) и внесения изменения в прошивку принтера или G-код.

Потребуется два резистора и транзистор, но резисторы не простые:

1) Терморезистор, такой же, как и в нагревательном блоке hot end. Если в хозяйстве его нет, то советую в любом случае заказать десяток – пригодится при ремонте нагревательного блока или стола.

2) Переменный резистор номинала порядка 30КОм

3) n-p-n транзистор, например КТ315, широко распространенный на постсоветском пространстве. Можно мощнее, но слабее нельзя, КТ315 работает на пределе.

Установку рассмотрю на примере китайского e3d v6.

1) На кусочке фольгированного с одной стороны текстолита размером 10 на 8 мм или в виде ‘вороньего гнезда’ собирается схема.

Монтаж на плате фото 1

Монтаж на плате фото 2

2) На ножки терморезистора надеваются изоляторы, хороший вариант использовать тефлоновые, но у меня нормально себя зарекомендовали и обычные кусочки изоляции снятые с проводников витой пары.

3) В двух нижних пластинах радиатора, прямо над нагревательным блоком, просверливается два отверстия диаметром 2.5мм. В одном из отверстий нарезается резьба под М3. Терморезистор крепится по тому же принципу что и в нагревательном блоке – выводы прижаты головкой винтика. Перед установкой терморезистора рекомендую его обильно смазать термопастой.

Отверстия для терморезистора

Терморезистор прижат винтом

4) Подключается вентилятор и питание, переменный резистор выкручивается в положение в котором вентилятор начинает вращаться.

5) Дать радиатору остыть до комнатной температуры и плавно вращая переменный резистор найти положение в котором вентилятор начнет останавливаться и в итоге остановится.

Будьте аккуратны при сборке схемы, особенно в виде ‘вороньего гнезда’, КТ315 легко сжечь подав на базу больше 6 вольт. Пока отлаживался, убил не один транзистор, благо он сам копеечный и ничего за собой не тянет. Лучше изолируйте цепь базы.

Видео демонстрации работы

Характеристики и надёжность

Данный регулятор трудится у меня уже довольно давно, экструдер успел пропустить через себя не один килограмм PLA и ABS. Проверено временем.

Специально для вас провел ‘лабораторную работу’ чтобы снять зависимость тока проходящего через вентилятор и температур радиатора и нагревательного блока. Ток замерял миллиамперметром в разрыве цепи вентилятора, а температура радиатора замерялась термопарой зажатой между второй и третьей пластиной. Каждый из режимов выдерживался более 10 минут.

Т блока (град.С) Т радиатора (град.С) Ток (мА) Комментарий

27 27 10 Вентилятор не вращается

60 35 30 Вентилятор не вращается

100 35 40 Вентилятор начал вращение

150 39 44 Обороты возросли, и будут расти далее

260 49 55 Максимальные обороты не достигнуты (70ма по паспорту вентилятора)

В заключение хочу показать высоту плавления PLA и ABS в тракте экструдера, прутки извлечены после 10 минут простоя в экструдере на 210 и 260 градусов соответственно. Пластик не вытекал под собственным весом т.к. сопло было закрыто столом. Белый кусочек прутка это ABS, зеленый – PLA.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Как выбрать регулятор скорости вращения вентиляторов

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.

Читайте также:  Жарим сосиски электрическим током.

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).

Высокоэффективный автоматический контроллер вентиляторов своими руками

Для снижения шума системного блока в режиме простоя или сидения в чате или лазании в инете по ночам предлагаю схему регулятора оборотов вентиляторов, основными преимуществами которой являются: высокая чувствительность, малая инерционность и гибкость настроек. Опробованные мной готовые регуляторы и собранные по предлагаемым в Интернете простым схемкам не устраивали меня в основном из-за их низкой чувствительности и вследствие это – малого диапазона регулировки оборотов вентиляторов. Будем делать свою схему!

Схема собрана на операционном усилителе и составном транзисторе средней мощности, который обеспечивает ток в нагрузке до 1 Ампера – это позволяет подключить к одному регулятору до 5 вентиляторов суммарной нагрузкой до 12 Вт.

Назначение подстроечных резисторов:

R4- регулировка минимальной температуры, при которой стартуют вентиляторы. (смещение регулировочной характеристики по оси « обороты»)

R6- регулировка температуры, при которой вентиляторы выходят на полные обороты. ( наклон регулировочной характеристики, ее крутизну)

Замена элементов: Операционный усилитель- К140УД17, ОР-07С, 544уд2

Транзистор- оптимально применить составной «дарлингтон» из серии кт 972 с любым буквенным индексом. Очень хорошие хорошие результаты показали транзисторы BD 677a. Радиатор для транзистора не нужен, если конечно не будем пропеллер от кукурузника цеплять :).

Терморезистор – желательно применять миниатюрный, номиналом от 10 до 100 КОм, изолировать его лучше всего методом погружения терморезистора в эпоксидную смолу – получается тонкий и прочный изоляционный слой с малой тепловой инерционностью.

Может понадобиться подбор R2 в зависимости от параметров применяемого терморезистора. Сопротивление этого резистора должно составлять примерно 1/3 сопротивления терморезистора при температуре 25°С. Можно поступить иначе: подбираем такой номинал R2, при котором напряжение на вентиляторе составляет около 5 Вольт (при средних положениях подстроечных резисторов R4 и R6) при температуре 36.6 °С (нагреваем терморезистор пальцами). Монтаж можно выполнить на небольшой макетной печатной плате.

Спаяли? Не расслабляемся – начинается самое главное и трудное – настройка! Так как количество и мощность вентиляторов сильно влияют на настройки, рекомендую настраивать регулятор с теми вентиляторами, которые будут использоваться в дальнейшем. Запитывать схему во время настройки категорически рекомендую от отдельного блока питания на 12 Вольт, желательно стабилизированного.

Подобираем резистор R2(см выше), подстроечники в среднем положении.

Подносим датчик к паяльнику на расстояние 1-2 см- вентилятор должен сразу выйти на полные обороты (около 11 Вольт на нем) – перемещаем датчик в поток воздуха – вентилятор должен практически остановиться через 20-30 сек (около 4 Вольт). Работает? Ура! Поехали дальше…

Нагреваем датчик до температуры около 47-49 о С – я прижал его к батарее (она не очень горячая у меня, где-то так и есть – под 50 градусов Цельсия). Ставим R6 в макс положение (вентилятор должен на полную крутиться) и постепенно уменьшаем сопротивление до тех пор, пока напряжение на кулере не начнет уменьшаться, после чего чуть-чуть (!) поворачиваем подстроечник назад.

Берем датчик в руку (36,6 о С) – и уже резистором R4 выставляем пороговое напряжение на кулере – он должен только только начинать вращаться.

Повторяем п. 3, затем п.4. Это предварительная настройка.

Окончательная настройка производится после полной сборки системы – для удобства советую подпаять два провода к контактам платы «+ Фан» и «Земля» и аккуратно вывести их из системника – на них мы будем контролировать тестером напряжение питания кулера.

Обильно смазанный термопастой термодатчик располагаем на радиаторе как можно ближе к ядру процессора .

Включаем компьютер и проверяем, крутятся ли вентиляторы. Они крутиться не должны, если конечно температура в помещении не 35 градусов. По мере прогрева в режиме простоя напряжение на кулерах должно подняться примерно до 5 Вольт.

Закрываем крышку, ждем мин 20-быстро открываем крышку и R4 уменьшаем напряжение до 6 Вольт. Дальше можно ничего не трогать – просто проверяем.

Запускаем тестовую программу – можно из Сандры стресс тест мин на 20, при этом контролируем напряжение на кулере- на максимум оборотов он должен выйти минут через 8-10. Если это происходит гораздо быстрее – значит вентиляция корпуса недостаточная, нужно ставить более мощный кулер или еще один, или еще что-то думать.

В итоге правильно настроенная система вентиляции корпуса должна работать по следующему алгоритму: при включении крутятся только процессорный и кулер блока питания. По мере прогрева в режиме малой нагрузки начинают вращаться корпусные вентиляторы на малых оборотах – температура стабилизируется на уровне 36-37 градусов в корпусе и 45-48 градусов на ядре процессора. По мере увеличения нагрузки, нагрев внутрикорпусного воздуха должен компенсироваться увеличением производительности именно корпусных кулеров – регулировка на процессорном кулере гораздо менее эффективна – проверено! Смысл гонять раскаленный воздух – шума много, а толку ноль. И, как правило, корпусные вентиляторы более мощные и шумные чем процессорные. Поэтому процессорный запитан у меня от 7 Вольт постоянно, корпусные регулируются, а не наоборот как в большинстве случаев.

Получилась очень тихая система в режиме покоя и просто тихая в режиме макс. нагрузки. Не Zalman Reserator, конечно, но тише чем большинство водянок, виденных мной.

Впоследствии этого мне показалось мало, и я поставил регулировку и на процессорные вентиляторы. Итого сейчас в системнике у меня крутятся два корпусных 80мм Glacial Tech на выдув, два процессорных 80мм Aerocool и один корпусный 80мм Glacial Tech на вдув.
Вот так ЭТО выглядит:

Вот график скорости вращения в зависимости от режимов компьютера (fan 01- корпусные на выдув, fan 02- процессорные, fan 03- корпусный на вдув, не регулируется):

  • 1- 3D MARK 03
  • 2-Burn к7
  • 3- Oпера и закачка файлов по DC++
  • 4- Idle

Субьективно в режимах 3 и 4 днем машины вобще не слышно, ночью еле-еле слышен шелест воздуха и грохот винта. Все вопросы по предлагаемому устройству присылайте на E-mail или по аське 324765896. Успехов!

Ссылка на основную публикацию