Los ventiladores de refrigeración se encuentran ahora en muchos electrodomésticos, ya sean computadoras, estéreos, sistemas de cine en casa. Hacen bien su trabajo, hacen su trabajo, enfrían los elementos calefactores, pero al mismo tiempo emiten un ruido desgarrador y muy molesto. Esto es especialmente importante en los centros de música y los sistemas de cine en casa, porque el ruido del ventilador puede interferir con el disfrute de su música favorita. Los fabricantes a menudo ahorran dinero y conectan ventiladores de refrigeración directamente a la fuente de alimentación, desde la que siempre giran a la velocidad máxima, independientemente de si se requiere refrigeración en ese momento o no. La solución a este problema puede ser bastante simple: construya su propio controlador de velocidad de enfriamiento automático. Controlará la temperatura del radiador y solo encenderá el enfriamiento si es necesario, y si la temperatura continúa aumentando, el regulador aumentará la velocidad del enfriador hasta el máximo. Además de reducir el ruido, dicho dispositivo aumentará significativamente la vida útil del ventilador. También puede usarlo, por ejemplo, al crear potentes amplificadores, fuentes de alimentación u otros dispositivos electrónicos caseros.
Esquema
El circuito es extremadamente simple, contiene solo dos transistores, un par de resistencias y un termistor, pero de todos modos funciona muy bien. M1 en el diagrama es un ventilador, cuya velocidad se regulará. El circuito está diseñado para utilizar refrigeradores estándar de 12 voltios. VT1 es un transistor n-p-n de baja potencia, por ejemplo, KT3102B, BC547B, KT315B. Aquí es deseable utilizar transistores con una ganancia de 300 o más. VT2 es un potente transistor n-p-n, es él quien conmuta el ventilador. Puede usar KT819, KT829 domésticos económicos, nuevamente, es recomendable elegir un transistor con una alta ganancia. R1 es un termistor (también llamado termistor), un enlace clave en el circuito. Cambia su resistencia en función de la temperatura. Cualquier termistor NTC con una resistencia de 10-200 kOhm es adecuado aquí, por ejemplo, el MMT-4 doméstico. El valor de la resistencia de ajuste R2 depende de la elección del termistor, debe ser 1,5 - 2 veces mayor. Esta resistencia establece el umbral de activación del ventilador.
Hacer un regulador
El circuito se puede ensamblar fácilmente mediante montaje en superficie, o puede hacer una placa de circuito impreso, como hice yo. Para conectar los cables de alimentación y el ventilador en sí, se proporcionan bloques de terminales en la placa, y el termistor se muestra en un par de cables y se conecta al radiador. Para una mayor conductividad térmica, debe unirlo con pasta térmica. La placa está hecha por el método LUT, a continuación se muestran varias fotos del proceso.
Descarga el tablero:
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Una vez fabricada la placa, se sueldan partes en ella, como de costumbre, primero pequeñas y luego grandes. Vale la pena prestar atención al pinout de los transistores para poder soldarlos correctamente. Después de completar el montaje, la placa debe lavarse de los restos del fundente, hacer sonar las pistas y asegurarse de que la instalación sea correcta.
Personalización
Ahora puede conectar un ventilador a la placa y aplicar energía con cuidado colocando el recortador en la posición mínima (la base del VT1 se tira a tierra). El ventilador no debe girar en este caso. Luego, girando suavemente R2, debe encontrar un momento en el que el ventilador comience a girar ligeramente a la velocidad mínima y girar la recortadora hacia atrás solo un poco para que deje de girar. Ahora puede verificar el funcionamiento del regulador: simplemente coloque el dedo en el termistor y el ventilador comenzará a girar nuevamente. Así, cuando la temperatura del radiador es igual a la temperatura ambiente, el ventilador no gira, pero en cuanto sube un poco, inmediatamente comenzará a enfriarse.La velocidad de una computadora moderna se logra a un precio bastante alto: una fuente de alimentación, un procesador y una tarjeta de video a menudo necesitan un enfriamiento intensivo. Los sistemas de enfriamiento especializados son costosos, por lo que una computadora doméstica generalmente está equipada con ventiladores y enfriadores de caja múltiple (radiadores con ventiladores conectados).
El resultado es un sistema de refrigeración eficiente y económico, pero a menudo ruidoso. Para reducir el nivel de ruido (siempre que se mantenga la eficiencia), se necesita un sistema de control de velocidad del ventilador. No se considerarán todo tipo de sistemas de refrigeración exóticos. Se deben considerar los sistemas de enfriamiento por aire más comunes.
Para reducir el ruido durante el funcionamiento de los ventiladores sin reducir la eficiencia de refrigeración, es aconsejable seguir los siguientes principios:
- Los ventiladores de gran diámetro funcionan de manera más eficiente que los pequeños.
- La máxima eficiencia de enfriamiento se observa en enfriadores con tubos de calor.
- Se prefieren los ventiladores de cuatro pines a los de tres pines.
Solo puede haber dos razones principales para el ruido excesivo del ventilador:
- Mala lubricación de los cojinetes. Eliminado por limpieza y grasa nueva.
- El motor gira demasiado rápido. Si es posible reducir esta velocidad manteniendo un nivel aceptable de intensidad de enfriamiento, debe hacerlo. Las formas más económicas y asequibles de controlar la velocidad de rotación se describen a continuación.
Métodos de control de velocidad del ventilador
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Método uno: cambiar el BIOS a una función que regule el funcionamiento de los ventiladores
Las funciones Q-Fan control, Smart fan control, etc., soportadas por algunas de las placas base, aumentan la velocidad del ventilador cuando la carga aumenta y disminuye cuando cae. Es necesario prestar atención a la forma de tal control de la velocidad del ventilador utilizando el ejemplo de control Q-Fan. Debes seguir la secuencia de acciones:
- Ingrese al BIOS. La mayoría de las veces, para esto, debe presionar la tecla "Eliminar" antes de iniciar la computadora. Si antes de cargar en la parte inferior de la pantalla en lugar de la inscripción "Presione Supr para ingresar a Setup" aparece una propuesta para presionar otra tecla, hágalo.
- Abra la sección "Energía".
- Vaya a la línea "Monitor de hardware".
- Cambie a "Habilitado" el valor de las funciones Control Q-Fan de la CPU y Control Q-Fan del chasis en el lado derecho de la pantalla.
- En las líneas que aparecen CPU y perfil del ventilador del chasis, seleccione uno de los tres niveles de rendimiento: mejorado (rendimiento), silencioso (silencioso) y óptimo (óptimo).
- Presione la tecla F10 para guardar la configuración seleccionada.
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En la fundación.
Caracteristicas.
Diagrama de ventilación axonométrica.Método dos: control de velocidad del ventilador mediante método de conmutación
Figura 1. Distribución de voltajes entre contactos.
Para la mayoría de los ventiladores, el voltaje nominal es de 12 V. Cuando se reduce este voltaje, el número de revoluciones por unidad de tiempo disminuye: el ventilador gira más lentamente y hace menos ruido. Puede aprovechar esta circunstancia cambiando el ventilador a varias clasificaciones de voltaje utilizando un conector Molex común.
La distribución de voltajes en los contactos de este conector se muestra en la Fig. 1a. Resulta que se pueden eliminar tres valores de voltaje diferentes: 5 V, 7 V y 12 V.
Para proporcionar este método de cambiar la velocidad del ventilador, necesita:
- Abra la caja de una computadora sin energía y retire el conector del ventilador de su zócalo. Los cables del ventilador de la fuente de alimentación son más fáciles de quitar de la placa o simplemente picarlos.
- Con una aguja o punzón, suelte las patas correspondientes (la mayoría de las veces el cable rojo es un positivo y el negro es un negativo) del conector.
- Conecte los cables del ventilador a los contactos del conector Molex al voltaje requerido (vea la Fig. 1b).
Un motor con una velocidad nominal de 2000 rpm a un voltaje de 7 V dará 1300 por minuto, a un voltaje de 5 V - 900 rpm. Un motor nominal de 3500 rpm - 2200 y 1600 rpm, respectivamente.
Figura 2. Diagrama de conexión en serie de dos ventiladores idénticos.
Un caso especial de este método es la conexión en cadena de dos ventiladores idénticos con conectores de tres clavijas. Cada uno de ellos representa la mitad del voltaje de funcionamiento, y ambos giran más lento y producen menos ruido.
Un diagrama de dicha conexión se muestra en la Fig. 2. El conector del ventilador izquierdo está conectado a la placa base como de costumbre.
Se instala un puente en el conector derecho, que se fija con cinta aislante o cinta.
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La tercera forma: ajustar la velocidad del ventilador cambiando la corriente de suministro
Para limitar la velocidad del ventilador, se pueden conectar resistencias constantes o variables en serie a su circuito de alimentación. Este último también le permite cambiar suavemente la velocidad de rotación. Al elegir un diseño de este tipo, no se deben olvidar sus desventajas:
- Las resistencias se calientan, desperdician electricidad y contribuyen al proceso de calentamiento de toda la estructura.
- Las características del motor eléctrico en diferentes modos pueden ser muy diferentes, cada uno de ellos requiere resistencias con diferentes parámetros.
- La disipación de potencia de las resistencias debe ser lo suficientemente grande.
Figura 3. Circuito electrónico para control de velocidad.
Es más racional utilizar un circuito de control de velocidad electrónico. Su versión simple se muestra en la Fig. 3. Este circuito es un estabilizador con voltaje de salida ajustable. Se suministra un voltaje de 12 V a la entrada del microcircuito DA1 (KR142EN5A). Una señal de su salida es suministrada a la salida de 8 amplificados por el transistor VT1. El nivel de esta señal se puede regular mediante la resistencia variable R2. Es mejor usar una resistencia recortadora como R1.
Si la corriente de carga no supera los 0,2 A (un ventilador), el microcircuito KR142EN5A se puede utilizar sin disipador de calor. Si está presente, la corriente de salida puede llegar a 3 A. Es recomendable incluir un condensador cerámico de pequeña capacidad en la entrada del circuito.
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La cuarta forma: ajustar la velocidad del ventilador con el reobass
Reobass es un dispositivo electrónico que le permite cambiar suavemente el voltaje suministrado a los ventiladores.
Como resultado, la velocidad de su rotación cambia suavemente. La forma más fácil es comprar un reobass ya hecho. Por lo general, cabe en una bahía de 5,25 ”. Quizás haya un solo inconveniente: el dispositivo es caro.
Los dispositivos descritos en la sección anterior son en realidad reobases que solo permiten el control manual. Además, si se utiliza una resistencia como regulador, es posible que el motor no arranque porque la corriente es limitada en el momento del arranque. Idealmente, un reobass completo debería proporcionar:
- Arranque ininterrumpido del motor.
- Controlar la velocidad del rotor no solo en modo manual sino también en automático. Con un aumento en la temperatura del dispositivo enfriado, la velocidad de rotación debería aumentar y viceversa.
Un diagrama relativamente simple correspondiente a estas condiciones se muestra en la Fig. 4. Teniendo las habilidades adecuadas, es posible hacerlo con sus propias manos.
La tensión de alimentación del ventilador se cambia en modo de pulso. La conmutación se lleva a cabo utilizando potentes transistores de efecto de campo, cuya resistencia de canal en estado abierto es cercana a cero. Por tanto, arrancar los motores es fácil. La velocidad máxima tampoco estará limitada.
El esquema propuesto funciona de la siguiente manera: en el momento inicial, el enfriador que enfría el procesador opera a la velocidad mínima, y \u200b\u200bcuando se calienta a una cierta temperatura máxima permitida, cambia al modo de enfriamiento máximo. Cuando la temperatura del procesador desciende, el reobass vuelve a cambiar el enfriador a la velocidad mínima. El resto de ventiladores mantienen el modo de configuración manual.
Figura 4. Esquema de ajuste mediante reobass.
La base de la unidad que controla el funcionamiento de los ventiladores de la computadora es el temporizador integral DA3 y el transistor de efecto de campo VT3. Un generador de impulsos con una frecuencia de repetición de impulsos de 10-15 Hz se ensambla sobre la base del temporizador. El ciclo de trabajo de estos pulsos se puede cambiar usando la resistencia del trimmer R5, que es parte de la cadena de sincronización RC R5-C2. Gracias a esto, es posible cambiar suavemente la velocidad del ventilador mientras se mantiene el valor de corriente requerido en el momento del arranque.
El condensador C6 suaviza los impulsos para que los rotores de los motores giren más suave y sin hacer clic. Estos ventiladores están conectados a la salida XP2.
La base de una unidad de control similar para el enfriador del procesador es el chip DA2 y el transistor de efecto de campo VT2. La única diferencia es que cuando aparece un voltaje en la salida del amplificador operacional DA1, gracias a los diodos VD5 y VD6, se superpone al voltaje de salida del temporizador DA2. Como resultado, VT2 se abre completamente y el ventilador del enfriador comienza a girar lo más rápido posible.
Este es mi primer post, a continuación hablaré de cómo hacer videovigilancia, un sistema de enfriamiento líquido, iluminación automatizada (programable) y mucho más sabroso, soldaremos, perforaremos y flashearemos los chips, pero por ahora comencemos con lo más simple, pero no obstante , recepción muy eficaz: instalación de una resistencia variable.
El ruido del enfriador depende del número de revoluciones, la forma de las palas, el tipo de cojinetes, etc. Cuanto mayor sea el número de revoluciones, más eficiente será el enfriamiento y más ruido. 1600 rpm no es siempre ni en todas partes. y si los bajamos, la temperatura aumentará varios grados, lo cual no es crítico, ¡y el ruido puede desaparecer por completo!
En las placas base modernas, el control de velocidad de los refrigeradores está integrado, que funciona con él. En BIOS, puede establecer un corte "razonable", que cambiará la velocidad de los refrigeradores dependiendo de la temperatura del chipset enfriado. Pero no existe tal opción en tableros viejos y económicos, y ¿qué pasa con otros enfriadores, por ejemplo, una fuente de alimentación o un enfriador de caja? Para hacer esto, puede montar una resistencia variable en el circuito de suministro de energía del enfriador, tales sistemas se venden, pero cuestan una cantidad increíble, ¡dado que el costo de dicho sistema es de aproximadamente 1,5 a 2 dólares! Este sistema se vende por $ 40:
Puede hacerlo usted mismo, utilizando como enchufe: un enchufe de la unidad de su sistema (un enchufe en la canasta donde se insertan las unidades de DVD / CD), y otras cosas que aprenderá de esta publicación.
Porque Rompí 1 cuchilla de un enfriador en una unidad de fuente de alimentación, compré una nueva con rodamientos de bolas, es mucho más silenciosa de lo habitual:
Ahora necesitamos encontrar un cable con una fuente de alimentación, en cuyo espacio montamos una resistencia. Este enfriador tiene 3 cables: negro (GND), rojo (+ 12V) y amarillo (contacto del tacómetro).
Cortamos el rojo, lo limpiamos y retocamos.
Ahora necesitamos una resistencia variable con una resistencia de 100 - 300 Ohm y con una potencia de 2-5 W... Mi enfriador está clasificado para 0.18A y 1.7W. Si la resistencia está clasificada para menos potencia que la potencia en el circuito, entonces se calentará y eventualmente se quemará. Como sugiere exdeniz, para nuestros propósitos el PPB-3A 3W 220 ohmios... Como tengo una resistencia variable, 3 pines. No entraré en detalles, solo suelde 1 cable al contacto medio y un extremo, y el segundo al extremo restante (Puede encontrar los detalles con un multímetro / ohmímetro. Gracias,
Ahora montamos el ventilador en la carcasa y buscamos un lugar adecuado para colocar la resistencia.
Decidí insertarlo así:
La resistencia tiene una tuerca para sujetarla al avión. Tenga en cuenta que la carcasa es de metal y puede cerrar los contactos de la resistencia y no funcionará, por lo que debe cortar una junta aislante de plástico o cartón. Mis contactos no se cierran, afortunadamente, por lo que no hay juntas en la foto.
Ahora lo más importante es la prueba de campo.
Encendí el sistema, abrí la caja de la fuente de alimentación y encontré la parte más caliente con un pirómetro (este es un elemento, parece un transistor, que es enfriado por un radiador). Luego lo cerré, desenrosqué la resistencia a la velocidad máxima y esperé 20-30 minutos ... El elemento se ha calentado hasta 26,3 ° C.
Luego puse la resistencia a la mitad, el ruido ya no se escucha Esperó de nuevo 30 minutos ... El elemento se ha calentado hasta 26,7 ° C.
Nuevamente bajo la velocidad al mínimo (~ 100 Ohmios), espero 30 minutos, no escucho ningún ruido del enfriador ... El elemento se ha calentado hasta 28,1 ° C.
No sé qué tipo de elemento es y cuál es su temperatura de funcionamiento, pero creo que resistirá otros 5-10 grados. Pero si tenemos en cuenta que no hubo ruido en la "mitad" de la resistencia, ¡entonces no necesitamos nada más! \u003d)
Ahora puede hacer un panel como el que le di al principio del artículo y le costará un centavo.
Gracias.
UPD: Gracias a los señores de los comentarios, por el recordatorio sobre los vatios.
UPD: Si está interesado en el tema y sabe qué es un soldador, puede ensamblar fácilmente un reobajo analógico. Como nos cuenta Fleshy, el artículo Analog Reobass describe este maravilloso dispositivo. Incluso si nunca ha soldado las placas, aún puede ensamblar el reobass. Hay mucho texto en el artículo, que no entiendo, pero lo principal: Composición, Esquema, Motivo ( este párrafo tiene enlaces a todos los artículos necesarios sobre soldadura).
Primero, el termostato. A la hora de elegir un circuito se tuvieron en cuenta factores como su sencillez, la disponibilidad de elementos (componentes radio) necesarios para el montaje, especialmente los utilizados como sensores de temperatura, la fabricabilidad de montaje e instalación en el caso de la fuente de alimentación.
Según estos criterios, el más exitoso, en nuestra opinión, resultó ser el esquema de V. Portunov. Reduce el desgaste del ventilador y reduce el ruido que genera. El diagrama de este controlador automático de velocidad del ventilador se muestra en la Fig.1. El sensor de temperatura son los diodos VD1-VD4, conectados en la dirección opuesta al circuito base del transistor compuesto VT1, VT2. La elección de diodos como sensor determinó la dependencia de su corriente inversa de la temperatura, que es más pronunciada que la dependencia análoga de la resistencia de los termistores. Además, la caja de vidrio de estos diodos permite prescindir de espaciadores dieléctricos al instalar los transistores de alimentación en el disipador de calor. La prevalencia de diodos y su disponibilidad para los radioaficionados jugó un papel importante.
La resistencia R1 excluye la posibilidad de falla de los transistores VTI, VT2 en caso de falla térmica de los diodos (por ejemplo, cuando el motor del ventilador está atascado). Su resistencia se selecciona en base al valor de corriente base máximo permitido VT1. La resistencia R2 determina el umbral para el regulador.
Figura 1
Cabe señalar que el número de diodos sensores de temperatura depende de la relación de transferencia de corriente estática del transistor compuesto VT1, VT2. Si el impulsor del ventilador está estacionario en la resistencia R2 indicada, temperatura ambiente y encendido, se debe aumentar el número de diodos. Es necesario asegurarse de que después de aplicar el voltaje de suministro, comience a girar con confianza a baja frecuencia. Naturalmente, si la velocidad es demasiado alta con cuatro diodos sensores, se debe reducir el número de diodos.
El dispositivo está montado en la carcasa de la fuente de alimentación. Los terminales del mismo nombre de los diodos VD1-VD4 se sueldan entre sí, colocando sus carcasas en el mismo plano cerca uno del otro. El bloque resultante se pega con cola BF-2 (o cualquier otro resistente al calor, por ejemplo, epoxi) al disipador de calor de los transistores de alto voltaje desde la parte posterior. El transistor VT2 con resistencias R1, R2 y el transistor VT1 soldados a sus terminales (Fig. 2) se instala con el cable del emisor en el orificio del "ventilador de +12 V" de la placa de la fuente de alimentación (anteriormente, el cable rojo del ventilador estaba conectado allí). El ajuste del dispositivo se reduce a la selección de la resistencia R2 después de 2 .. 3 minutos después de encender el PC y calentar los transistores de alimentación. Reemplazando temporalmente R2 con variables (100-150 kOhm), seleccione tal resistencia para que a la carga nominal los disipadores de calor de los transistores de la fuente de alimentación se calienten a no más de 40 ºС.
Para evitar descargas eléctricas (¡los disipadores de calor llevan altos voltajes!), Solo puede "medir" la temperatura con el tacto apagando la computadora.
I. Lavrushov (UA6HJQ) propuso un esquema simple y confiable. El principio de funcionamiento es el mismo que en el circuito anterior, sin embargo, se utiliza un termistor NTC como sensor de temperatura (los 10 kOhmios nominales no son críticos). El transistor en el circuito se selecciona como KT503. Se ha determinado empíricamente que su rendimiento es más robusto que otros tipos de transistores. Es aconsejable utilizar una resistencia recortadora multivuelta, que le permitirá ajustar con mayor precisión el umbral de temperatura del funcionamiento del transistor y, en consecuencia, la velocidad del ventilador. El termistor está pegado al conjunto de diodos de 12 V. De lo contrario, se puede reemplazar por dos diodos. Los ventiladores más potentes con una corriente de consumo de más de 100 mA deben conectarse a través de un circuito de transistor compuesto (el segundo transistor KT815).
Fig. 3
Los diagramas de los otros dos, reguladores relativamente simples y económicos de la frecuencia de rotación de los ventiladores de refrigeración de las unidades de suministro de energía, a menudo se dan en Internet (CQHAM.ru) Su característica es que el estabilizador integral TL431 se utiliza como elemento de umbral. Es bastante fácil "conseguir" este microcircuito al desmontar las antiguas unidades de suministro de energía del ATX PC.
El autor del primer esquema (Fig. 4) Ivan Shor (RA3WDK). Con la repetición, se reveló la conveniencia de usar un multivuelta del mismo valor que una resistencia de ajuste R1. El termistor está unido al radiador del conjunto de diodo enfriado (o a su caja) a través de grasa térmica KPT-80.
Figura 4
Alexander (RX3DUR) utilizó un esquema similar, pero en dos KT503 conectados en paralelo (en lugar de uno KT815). A los valores de las partes indicadas en el diagrama (Fig. 5), se suministra 7V al ventilador, aumentando cuando el termistor se calienta. Los transistores KT503 se pueden reemplazar con 2SC945 importados, todas las resistencias con una potencia de 0.25W.
Un circuito más complejo del regulador de velocidad del ventilador de enfriamiento se describe en. Durante mucho tiempo se ha utilizado con éxito en otra fuente de alimentación. A diferencia del prototipo, utiliza transistores de "televisión". Remitiré a los lectores al artículo de nuestro sitio web "Otra fuente de alimentación universal" y al archivo, que presenta una variante de la placa de circuito impreso (Fig. 5 en el archivo) y una fuente de revista. El papel del radiador del transistor regulado T2 lo desempeña la sección de lámina libre que queda en la parte frontal del tablero. Este esquema permite, además de aumentar automáticamente la velocidad del ventilador cuando se calienta el radiador de transistores refrigerados de una unidad de fuente de alimentación o conjunto de diodos, establecer manualmente el umbral mínimo de velocidad, hasta el máximo.
Figura 6
¡El control proporcional es la clave del silencio!
¿Cuál es el desafío para nuestro sistema de gestión? Sí, para que las hélices no giren en vano, por lo que la dependencia de la velocidad de rotación de la temperatura. Cuanto más caliente esté el dispositivo, más rápido gira el ventilador. Es lógico ¡Es lógico! Nosotros decidiremos sobre eso.
Por supuesto, es posible molestarse con los microcontroladores, en los que será aún más fácil, pero en absoluto necesario. En mi opinión, es más fácil hacer un sistema de control analógico; no habrá necesidad de preocuparse por programar en lenguaje ensamblador.
Será más barato y más fácil de instalar y configurar, y lo más importante es que cualquiera puede expandir y desarrollar el sistema a su gusto agregando canales y sensores. Todo lo que necesita son unas pocas resistencias, un microcircuito y un sensor térmico. Bueno, también brazos rectos y algo de habilidad para soldar.
Vista superior del pañuelo
Vista inferior
Estructura:
- Tamaño de resistencias de chip 1206. Bueno, o simplemente cómprelo en una tienda: el precio promedio de una resistencia es de 30 kopeks. Al final, a nadie le molesta que modifique ligeramente la placa, de modo que en lugar de las resistencias de chip pueda soldar las ordinarias, con patas, y están a granel en cualquier televisor de transistores antiguo.
- Resistencia variable multivuelta aprox.15kΩ.
- También necesitará un capacitor de chip de tamaño 1206 a 470nf (0.47uF)
- Cualquier condensador electrolítico con un voltaje de 16 voltios o más y una capacidad en la región de 10-100 μF.
- Atornille los bloques de terminales a voluntad; puede soldar los cables a la placa, pero yo coloco el bloque de terminales, por razones puramente estéticas, el dispositivo debe verse sólido.
- Usaremos un potente transistor MOSFET como elemento de potencia que controlará la fuente de alimentación del enfriador. Por ejemplo, IRF630 o IRF530, a veces se puede extraer de las fuentes de alimentación antiguas de una computadora. Por supuesto, para una pequeña hélice, su potencia es excesiva, pero nunca se sabe, ¿y si quiere poner algo más poderoso allí?
- Sentiremos la temperatura con un sensor de precisión LM335Z, no cuesta más de diez rublos y no representa un déficit, y puedes reemplazarlo con algún tipo de termistor en alguna ocasión, ya que tampoco es infrecuente.
- La parte principal en la que se basa todo es un microcircuito, que son cuatro amplificadores operacionales en un solo paquete: el LM324N es una pieza muy popular. Tiene un montón de análogos (LM124N, LM224N, 1401UD2A), lo principal es asegurarse de que esté en un paquete DIP (tan largo, con catorce patas, como en las imágenes).
Modo maravilloso - PWM
Generación de señales PWM
Para hacer que el ventilador gire más lentamente, basta con reducir su voltaje. En los reobajos más simples, esto se hace mediante una resistencia variable, que se coloca en serie con el motor. Como resultado, parte del voltaje caerá a través de la resistencia y, como resultado, caerá menos sobre el motor: una disminución en la velocidad. ¿Dónde está el bastardo, no te das cuenta? Sí, la emboscada es que la energía liberada en la resistencia no se convierte en nada, sino en calor ordinario. ¿Necesita un calentador dentro de su computadora? ¡Obviamente no! Por lo tanto, iremos de una manera más astuta: aplicaremos modulación de ancho de pulso alias PWMo PWM... Suena aterrador, pero no tengas miedo, aquí todo es simple. Imagina que el motor es un carro enorme. Puede empujarlo con el pie continuamente, lo que equivale a una inclusión directa. Y puedes mover las patadas, esto será PWM... Cuanto más larga sea la patada, más acelerará el carro.
Cuando PWM La fuente de alimentación del motor no es un voltaje constante, sino pulsos rectangulares, como si enciende y apaga la energía, solo rápidamente, docenas de veces por segundo. Pero el motor no tiene una inercia débil, y también la inductancia de los devanados, por lo que estos pulsos parecen sumarse entre sí, están integrados. Aquellos. cuanto mayor sea el área total bajo los pulsos por unidad de tiempo, mayor será el voltaje equivalente que va al motor. Se alimenta estrecho, como agujas, impulsos: el motor apenas gira, y si se alimenta amplio, prácticamente sin espacios, esto equivale a una inclusión directa. Encender y apagar el motor será nuestro MOSFET transistor, y el circuito formará pulsos.
Sierra + Recta \u003d?
Una señal de control tan inteligente es fácil de obtener. Para hacer esto, necesitamos comparador conducir la señal diente de sierra formas y comparar él con cualquier permanente tensión. Mira la foto. Digamos que nuestra sierra tiene salida negativa. comparadory voltaje constante a positivo. El comparador agrega estas dos señales, determina cuál de ellas es mayor y luego emite un veredicto: si el voltaje en la entrada negativa es mayor que el positivo, entonces la salida será cero voltios, y si el positivo es mayor que negativo, entonces la salida será voltaje de suministro, es decir unos 12 voltios. La sierra funciona continuamente, no cambia su forma con el tiempo, esta señal se llama señal de referencia.
Pero el voltaje constante puede subir o bajar, aumentando o disminuyendo según la temperatura del sensor. Cuanto mayor sea la temperatura del sensor, más voltaje sale de él., lo que significa que la presión en la entrada constante aumenta y, en consecuencia, los pulsos en la salida del comparador se vuelven más anchos, lo que obliga al ventilador a girar más rápido. Esto continuará hasta que el voltaje de CC bloquee la sierra, haciendo que el motor funcione a máxima velocidad. Si la temperatura es baja, entonces el voltaje en la salida del sensor es bajo y la constante irá por debajo del diente de sierra más bajo, lo que hará que cualquier impulso se detenga y el motor se detendrá por completo. Cargado, ¿verdad? ;) Nada, es útil para que el cerebro funcione.
Matemáticas de temperatura
Regulación
Como sensor utilizamos LM335Z... Esencialmente lo es termostabilitrón... El truco del diodo Zener es que cae un voltaje estrictamente definido, como en una válvula limitadora. Bueno, para un termostabilitrón, este voltaje depende de la temperatura. Tener LM335la dependencia parece 10mV * 1 grado Kelvin... Aquellos. el recuento se realiza desde el cero absoluto. Cero grados Celsius es igual a doscientos setenta y tres grados Kelvin. Entonces, para obtener la salida de voltaje del sensor, digamos más veinticinco grados Celsius, necesitamos sumar doscientos setenta y tres a veinticinco y multiplicar la suma resultante por diez milivoltios.
(25 + 273) * 0,01 \u003d 2,98 V
A otras temperaturas, el voltaje no cambiará mucho, por lo mismo 10 milivoltios por grado... Esta es otra configuración:
El voltaje del sensor no cambia mucho, en algunas décimas de voltio, pero debe compararse con una sierra en la que la altura de los dientes alcanza los diez voltios. Para obtener un componente constante directamente del sensor para tal voltaje, debe calentarlo hasta mil grados, un desastre poco común. ¿Cómo ser entonces?
Dado que es poco probable que nuestra temperatura descienda por debajo de los veinticinco grados, todo lo que está debajo de nosotros no es de interés, lo que significa que podemos seleccionar solo la parte superior del voltaje de salida del sensor, donde tienen lugar todos los cambios. ¿Cómo? Sí, solo resta dos noventa y ocho centésimas de voltio de la señal de salida. Y multiplica las migajas restantes por gananciadigamos treinta.
Obtendremos exactamente unos 10 voltios a cincuenta grados y hasta cero a temperaturas más bajas. Así, obtenemos una especie de “ventana” de temperatura de veinticinco a cincuenta grados, dentro de la cual opera el regulador. Por debajo de los veinticinco, el motor está apagado, por encima de los cincuenta, directamente encendido. Entre estos valores, la velocidad del ventilador es proporcional a la temperatura. El ancho de la ventana depende de la ganancia. Cuanto más grande es, más estrecha es la ventana. el límite de 10 voltios, después del cual el componente constante en el comparador será más alto que el de la sierra y el motor se encenderá directamente, vendrá antes.
Pero al fin y al cabo, no usamos ni un microcontrolador ni herramientas informáticas, ¿cómo vamos a hacer todos estos cálculos? Y el mismo amplificador operacional. No en vano se le llama operacional, su propósito original son las operaciones matemáticas. Todas las computadoras analógicas están construidas sobre ellas, máquinas increíbles, por cierto.
Para restar un voltaje del otro, debe alimentarlos a diferentes entradas del amplificador operacional. Suministramos voltaje desde el sensor de temperatura a entrada positiva, y el voltaje a restar, el voltaje de polarización, se aplica a negativo... Resulta la resta de uno del otro, y el resultado también se multiplica por un número enorme, casi hasta el infinito, y se obtiene otro comparador.
Pero no necesitamos infinito, ya que en este caso nuestra ventana de temperatura se reduce a un punto en la escala de temperatura y tenemos un ventilador parado o un ventilador que gira locamente, y no hay nada más molesto que un compresor de encendido y apagado de un refrigerador de pala. Tampoco necesitamos un análogo de un refrigerador en una computadora. Por lo tanto, bajaremos la ganancia sumando a nuestro sustractor retroalimentación.
La esencia de la retroalimentación es conducir la señal de la salida a la entrada. Si el voltaje de la salida se resta de la entrada, entonces esto es retroalimentación negativa, y si se suma, entonces es positivo. La retroalimentación positiva aumenta la ganancia, pero puede conducir a la generación de señales (los artilleros de ametralladoras llaman a esto una pérdida de estabilidad del sistema). Un buen ejemplo de retroalimentación positiva con pérdida de estabilidad es cuando enciende el micrófono y lo empuja por el altavoz, por lo general inmediatamente hay un aullido o silbido desagradable: esta es la generación. Necesitamos reducir la ganancia de nuestro opamp a un nivel razonable, por lo que aplicaremos un acoplamiento negativo y llevaremos la señal de la salida a la entrada negativa.
La relación de las resistencias de retroalimentación y entrada nos dará la ganancia que afecta el ancho de la ventana de regulación. Pensé que treinta sería suficiente, puede contarlo para satisfacer sus necesidades.
Sierra
Queda por hacer una sierra, o más bien por montar un generador de voltaje de diente de sierra. Constará de dos opamp. El primero, debido a la retroalimentación positiva, resulta estar en modo generador, dando pulsos rectangulares, y el segundo sirve como integrador, convirtiendo estos rectángulos en forma de diente de sierra.
El capacitor en la retroalimentación del segundo amplificador operacional determina la frecuencia del pulso. Cuanto menor sea la capacitancia del condensador, mayor será la frecuencia y viceversa. Generalmente en PWM generación, cuanto más mejor. Pero hay una jamba, si la frecuencia cae dentro del rango audible (20 a 20,000 Hz), entonces el motor chirriará desagradablemente a una frecuencia PWMque está claramente en desacuerdo con nuestro concepto de computadora silenciosa.
Y no pude obtener más de quince kilohercios de este circuito, sonaba repugnante. Tuve que ir en sentido contrario y conducir la frecuencia al rango más bajo, a la región de veinte hercios. El motor comenzó a vibrar levemente, pero no es audible y solo se siente con los dedos.
Esquema.
Dachshund, descubrimos los bloques, es hora de mirar el esquema. Creo que la mayoría ya ha adivinado qué es qué. Y lo explicaré de todos modos, para mayor claridad. La línea de puntos en el diagrama indica bloques funcionales.
Bloque # 1
Este es un generador de sierra. Las resistencias R1 y R2 forman un divisor de voltaje para suministrar la mitad del suministro al generador, en principio pueden ser de cualquier valor, lo principal es que son iguales y no muy alta resistencia, dentro de los cien kilo-ohmios. La resistencia R3 emparejada con el condensador C1 determinan la frecuencia, cuanto más bajos sean sus valores, mayor será la frecuencia, pero de nuevo repito que no pude sacar el circuito del rango de audio, por lo que es mejor dejarlo como está. R4 y R5 son resistencias de retroalimentación positiva. También afectan la altura de la sierra desde cero. En este caso, los parámetros son óptimos, pero si no encuentra lo mismo, entonces puede tomar alrededor de más o menos un kilo. Lo principal es mantener una proporción entre sus resistencias de aproximadamente 1: 2. Si R4 se reduce en gran medida, entonces R5 tendrá que reducirse.
Bloque # 2
Esta es una unidad de comparación, aquí los pulsos PWM se forman a partir de la sierra y el voltaje de CC.
Bloque # 3
Este es solo el circuito que se adapta al cálculo de la temperatura. Voltaje del sensor térmico VD1 aplicado a la entrada positiva, y la entrada negativa se suministra con un voltaje de polarización desde el divisor a R7... Girar la perilla de la recortadora R7 puede mover la ventana de regulación hacia arriba o hacia abajo en la escala de temperatura.
Resistor R8 puede estar dentro de los 5-10 kOhmios más es indeseable, menos también - el sensor de temperatura puede quemarse. Resistencias R10 y R11 deben ser iguales entre sí. Resistencias R9 y R12 también deben ser iguales entre sí. Resistencias R9 y R10 puede ser, en principio, cualquiera, pero hay que tener en cuenta que la ganancia, que determina el ancho de la ventana de regulación, depende de su ratio. Ku \u003d R9 / R10 Según esta relación, puede elegir denominaciones, lo principal es que no es menos de un kilo-ohmio. El óptimo, en mi opinión, es un coeficiente igual a 30, que es proporcionado por resistencias de 1kΩ y 30kΩ.
Montaje
Placa de circuito impreso
El dispositivo está hecho con cableado impreso para ser lo más compacto y preciso posible. El dibujo de la placa de circuito impreso en forma de archivo de diseño se publica allí mismo en el sitio, el programa Diseño de Sprint 5.1 para ver y simular placas de circuito impreso se puede descargar desde aquí
La misma placa de circuito impreso se fabrica una o dos veces mediante tecnología de planchado láser.
Cuando todas las piezas estén ensambladas y la placa esté grabada, puede comenzar a ensamblar. Las resistencias y los condensadores se pueden soldar sin miedo, porque casi no tienen miedo al sobrecalentamiento. Se debe tener especial cuidado con MOSFET transistor.
El hecho es que le teme a la electricidad estática. Por eso, antes de sacarlo del papel de aluminio en el que debes envolverlo en la tienda, te recomiendo quitarte la ropa sintética y tocar con la mano la batería vacía o el grifo de la cocina. Mikruhu puede sobrecalentarse, así que cuando lo suelde, no sujete el soldador en las patas durante más de un par de segundos. Bueno, y por último, daré consejos sobre resistencias, o mejor dicho sobre su marcado. ¿Ves los números en su reverso? Así que esta es la resistencia en ohmios, y el último dígito indica el número de ceros después. por ejemplo 103
esta 10
y 000
es decir 10 000
Ohmios o 10kOhmios.
La actualización es un asunto delicado.
Si, por ejemplo, desea agregar un segundo sensor para controlar otro ventilador, entonces no es absolutamente necesario cercar el segundo generador, es suficiente agregar un segundo comparador y un circuito de cálculo, y alimentar la sierra desde la misma fuente. Para hacer esto, por supuesto, tendrá que volver a dibujar el dibujo de la placa de circuito, pero no creo que esto sea un gran problema para usted.
