Pwm кулер своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

ШИМ-контроллер вентилятора охлаждения

Всем доброго времени. Сейчас мы поговорим о регулировании скорости охлаждающих вентиляторов с ШИМ — широтно-импульсной модуляцией (PWM). Также изучим практический проект схемы контроллера для вентилятора или мощных светодиодов, который можно сделать из нескольких деталей.

В последнее время растет интерес к схемам драйверов для управления скоростью охлаждающих вентиляторов, используемых в электронном оборудовании. Простейшим двухпроводным драйвером является схема включения / выключения, которая запускает вентилятор с помощью управляющего сигнала, когда температура датчика превышает пороговое значение, и останавливает его, когда температура падает ниже порогового уровня.

В более сложных версиях драйверов используется линейная схема управления напряжением, в которой постоянное напряжение, подаваемое на вентилятор, меняется с помощью регулятора напряжения. Чтобы вентилятор работал на более низкой скорости, напряжение снижают, а для работы на более высокой скорости — повышают.

Наиболее современная схема драйвера для управления скоростью вентилятора использует метод ШИМ. В этой схеме драйвера управляющий сигнал с широтно-импульсной модуляцией обычно подается на полевой транзистор, который подключен к стороне высокого или низкого уровня вентилятора. Вентилятор будет включаться / выключаться с определенной частотой, а скорость вращения вентилятора регулируется рабочим циклом сигнала ШИМ.

Типы вентиляторов постоянного тока

Существует три основных типа вентиляторов постоянного тока (они же кулеры): двухпроводные, трехпроводные и четырехпроводные.

• Двухпроводной вентилятор имеет два контакта — питание и заземление. Этим вентилятором можно управлять либо путем изменения напряжения постоянного тока, либо с помощью управляющего сигнала ШИМ.
• У трехпроводного вентилятора есть сигнал тахометра, который показывает скорость вращения. Этим вентилятором также можно управлять, изменяя напряжение постоянного тока или используя низкочастотный управляющий сигнал ШИМ.
• Четырехпроводной вентилятор имеет специальный вход PWM, который можно использовать для управления скоростью.

Вентиляторы PWM и правила управления

Сигнал ШИМ прямоугольного типа должен подаваться на вход PWM вентилятора и соответствовать следующим спецификациям:

• Целевая частота: 25 кГц, допустимый диапазон от 21 кГц до 28 кГц
• Максимальное напряжение для низкого логического уровня: VIL = 0,8 В
• Абсолютный максимальный получаемый ток: Imax = 5 мА (ток короткого замыкания)
• Абсолютный максимальный уровень напряжения: Vmax = 5,25 В (напряжение холостого хода)
• Допустимый диапазон рабочего цикла: от 0% до 100% (не инвертируется. Рабочий цикл 100% PWM / 5 В приводит к максимальной скорости вентилятора)

Внешний подтягивающий резистор здесь не нужен, так как сигнал подтягивается до 3,3 В / 5 В внутри вентилятора. Кроме того, работа при цикле ШИМ ниже 20% официально не поддерживается в спецификации (неопределенное поведение). Тем не менее, большинство вентиляторов PWM могут работать при нагрузке ниже 20% и остановятся при рабочем цикле лишь 0%. Они работают на полной номинальной скорости при отсутствии входного сигнала ШИМ.

Внимание: подключение напряжения питания 12 В к выводу ШИМ приведет к немедленному повреждению вентилятора!

Далее показано изображение трехпроводного кулера. Кажется что это обычный бесщеточный мотор постоянного тока (BLDC) с выходом тахо-сигнала, но это вентилятор с ШИМ (KFB-1412H от Delta Electronics), сделанный для PS3, а его третий провод — для управления скоростью вентилятора.

Если надо подключить этот вентилятор, просто подайте 12 В на коричневый (+ V) и черный (GND) провода, а на серый (PWM) подайте последовательность импульсов уровня TTL (5 В), близкую к 25 кГц от сигнала генератора, и изменяйте коэффициент заполнения последовательности импульсов (0–100%), чтобы отрегулировать скорость.

Обычно скорость кулера с ШИМ масштабируется линейно с рабочим циклом сигнала PWM между максимальной скоростью при 100% и указанной минимальной скоростью при 20%. Например, если вентилятор с PWM имеет максимальную скорость 2000 об / мин и минимальную скорость 450 об / мин, он будет работать со скоростью 2000 об / мин при 100% PWM, 450 об / мин при 20% и около 1100 об / мин при 50% PWM.

Некоторые производители рекомендуют использовать для управления схему типа CMOS-инвертора, подобную показанной выше.

Схема самодельного ШИМ контроллера кулера

Основной выход PWM подключен к силовому транзистору (T1) для управления нагрузкой 12 В. Как видите, дополнительный инвертированный выход ШИМ также доступен для других целей. На самом деле столь мощный транзистор TIP41C (T1) в этой конструкции немного излишний, можете выбрать другой.

При экспериментах использовалась эта схема для «линейного» управления напряжением 2-проводного вентилятора 12V BLDC, и она работала отлично.

Шестиэлементный триггер Шмитта CD 40106 является основой этого проекта. Микросхема недорогая и будет работать в широком диапазоне напряжений.

CD4016 (CD4016B / CD40106BE) содержит шесть инверторов, которые можно использовать для создания простых генераторов сигналов прямоугольной формы с одним резистором и конденсатором. Вход подключен к конденсатору, который идет на землю, а резистор идет от выхода. С помощью одного потенциометра и двух диодов можно изменить рабочий цикл или ширину импульса прямоугольной формы. Потенциометр изменяет способ прохождения обратной связи через два диода, что приводит к асимметричным колебаниям.

Представленная простая конструкция может использоваться для управления различными типами вентиляторов и ламп (в том числе светодиодных). Генератор прямоугольных сигналов CD40106 генерирует управляющий ШИМ на основе частоты и рабочего цикла, установленных соответствующими компонентами синхронизации RC. Конечный выходной сигнал может в дальнейшем использоваться разными способами, при условии что он настроен правильно для предлагаемого устройства.

Источник

120мм PWM кулер из боксового

У каждого человека в определенный момент настает желание избавиться от шума компьютера, особенно если пилит жена, которой мешает спать шум ревущих вентиляторов. Чтобы утихомирить этот вой, а также угодить и жене, мной был приобретен четырех канальный реобас. Но внезапно нарисовалась еще одна проблемка – это дитя, которому сильно понравились «крутяжки» на папином системнике. Приходилось каждый раз при включении настраивать комфортные обороты каждого вентилятора. Это долго продолжаться не могло и я начал подыскивать 120 миллиметровые PWM кулера. Но это оказалось делом сложным, т.к. 120мм нешумящих и в то же время PWM кулеров всего несколько моделей, да еще и таких брендов, которые «днем с огнем» в нашей глуши не сыщешь. На помощь пришел пылящийся в коробке боксовый кулер. Мелькнула мысль: а не попытаться ли пересадить мотор на какой-нибудь известный и одновременно недорогой кулер? Сказано сделано…

Вот он — наш донор.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового

Выдавливаем пропеллер из втулки.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового

Раскаленной спицей или паяльником осторожно вырезаем втулку из корпуса.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового

Далее освобождаем втулку от пластмассы.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового

Вынимаем медную втулку, ее, впоследствии, можно использовать взамен подношенной. Удаляем изнутри остатки пластмассы. И получаем готовый мотор для пересадки в недорогой и всеми любимый GlacialTech Silent blade 1225BDLA.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового
Разбираем кулер GlacialTech. Сдираем наклейку. Затем иголкой поддеваем и убираем резиновую заглушку и пластиковое стопорное кольцо. Вынимаем пропеллер. Поворачивая по часовой и против часовой стрелки, осторожно снимаем родной мотор. Далее изолентой обматываем 2-3 раза втулку на которую садиться мотор.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового
Одеваем мотор и собираем кулер в обратной последовательности, не забывая его смазать. По желанию, раундим провода. И вот он… красавец… готов к использованию… Обороты плавно регулируются от 700 и до более 1500.

(кликните по картинке для увеличения)
120мм PWM кулер из боксового

Первый сделанный мной кулер «верой и правдой» отработал в моем системнике более полугода. Впоследствии было сделано еще два таких же кулера. На данный момент в компе стоят три таких кулера: на проце, вход и выдох. Сигнальный синий провод у всех трех соединен проводком. При достижении температуры процессора более 55 градусов (только в играх и ресурсоемких задачах) кулера автоматически увеличивают обороты.
Таким образом, я убил трех зайцев: избавился от необходимости пользоваться реобасом, угодил жене и подарил ребенку сильно понравившийся реобас.

Источник

Управление оборотами 3-pin вентилятора посредством ШИМ(PWM)

Приветствую Вас! Это моя первая запись на ПС.
Комп оборудован самодельной СВО,холодно,тихо,разгон -все замечательо.В системнике два вентилятора,120мм обдувал видеокарту(x1950gt Palit 512MB),а 250мм работает на вдув(корпус Aerocool) и третий в БП.Вентиляторы подключались параллельно через эмиттерный повторитель к разъему кулера видеокарты(2-pin),а сам кулер уступил место водоблоку.Схема работы очень проста,напряжение(читай обороты) на коннекторе кулера видеркарты регулируется в Riva Tuner и вентиляторы крутятъся как мне угодно.
Все было хорошо до смены видеокарты на GF8800 GT 512MB Palit(синий кулер,не Sonic).Карта была подвегнута недельной пытке(разгон и тесты, на чем только можно),после чего поставил на нее «воду»,а кулер, соответственно, отправился отдыхать.
Теперь ближе к делу.На этой карте кулер имеет четыре контакта и управляется ШИМ-сигналом, моя схема отказалась регулировать обороты.Пришлось расширить свои познания о технологии широтно-импульсной модуляции в интернете.Решение оказалось довольно простым -применить полевой транзистор,а не биполярный.Cхему приводить не буду,достаточно фотографии «изделия».

Паяем!
Я применил полевой транзистор D50NH,всем хорошо знакомый MOSFET.Донором послужила видеокарта 7600gt Palit,павшая жертвой вольтмода более года назад.Транзистор включается в разрыв черного провода(«-» или «земля»), ШИМ-сигнал подается на затвор транзистора с видеокарты(на моей это синий провод или 1-й контакт слева).Желательно это сделать через резистор 1-2кОм «на всякий случай»,т.к полевики боятся статики.Как видно на фото,питается вентилятор через 3-pin разъем и подключен к материнке,можно и к видеокарте подкючить,при наличии соответствующего разъема.Если все подкючено верно и транзистор не «битый»,вентиль становится «послушным».
Таким не хитрым способом можно регулировать любой вентилятор.Не редко меняют «боксовый» кулер с 4-pin(ШИМ) коннектором на более эффективный,но оснащенный вентилятором с 3-pin разъемом,при этом на материнке остается невостребованным именно четвертый контакт с ШИМ сигналом.Теперь и его задействовать можно,например, у меня подключен корпусной 250мм вентиль,но им уже рулит Speedfan.
Надеюсь,мой опыт кому-то окажется полезным.
P.S
На фото черный провод на маленьком 2-pin разъеме ИЗОЛИРОВАН! Лень отрезать было.
Мониторинг оборотов в этой схеме не РАБОТАЕТ! Провод таходатчика необходимо отключить(по совету крупного спецталиста),во избежание повреждения схемы мониторинга оборотов или вентилятора!

Источник

Температурное ШИМ управление 4-х проводным вентилятором

Как-то мне достались несколько мощных четырёхпроводных вентиляторов из старого сервера. Для охлаждения инверторов самое оно. Такие вентиляторы можно использовать и без ШИМ управления, просто подав питание 12В, но при рабочем токе 1,6А шум становится невыносимым, да и не всегда нужна такая производительность. Немного поэкспериментировав выяснил, что частота вращения лопастей растёт пропорционально увеличению коэффициента заполнения импульсов на входе 4 вентилятора. Причём численное значение самой частоты в диапазоне 5…20 кГц никак не влияет на скорость вращения, влияние оказывает только коэффициент заполнения. Ниже представлена схема и фотография платы терморегулятора.

В качестве датчика температуры используется переход база — эмиттер любого n-p-n транзистора, например BD139 или КТ415. Элементы DA1, R1 обеспечивают прохождение через датчик стабильного тока. При увеличении температуры на датчике происходит уменьшение падения напряжения 2,1 мВ на каждый градус Цельсия, причём эта зависимость линейная. ОУ DA3.1 выполняет предварительное усиление на 5 разницы между напряжением на p-n переходе датчика температуры и опорным напряжением, поступающим со стабилизатора DA2. Далее сигнал поступает на усилитель постоянного тока DA3.2. Дополнительное усиление необходимо для работы генератора прямоугольных импульсов, выполненного на ОУ DA3.3. Частота следования импульсов около 6 кГц. Для изменения скважности от 0 до 100% генератору необходим диапазон напряжения от 1,2В до 3,0В, которое поступает с выв.7 DA3.2. Диод VD3 необходим для развязки уровней напряжения между DA3.3 и схемой управления вентилятора. В данном случае необходим именно диод Шоттки, поскольку вентилятор начинает вращение при наличии постоянного напряжения на входе ШИМ от 0,5 В. Элементы VD1, VD2, C3, R2, R5 при подаче питания на регулятор формируют на короткое время, около 4 секунд, напряжение смещения на выв.3 ОУ DA3.1, что приводит включение вентилятора на максимальных оборотах. Это поможет прокрутить крыльчатку в случае её запыления.

Для настройки регулятора подстроечный резистор R10 выкручивается до максимального значения сопротивления. После этого подстройкой резистора R4 добиваются минимальных оборотов вращения вентилятора, это примерно 10-15% от максимального потребляемого тока. Далее, резистором R10, изменяя коэффициент усиления ОУ DA3.2, можно установить требуемую точку равновесия между достигнутой температурой датчика и максимальной скоростью вращения. Иными словами, чем больше усиление, тем при меньшей температуре наступит интенсивный обдув, и наоборот. А компромисс между допустимой температурой нагрева и шумом вентилятора – за вами.

В архиве чертеж печатной платы и схема расположения элементов.

Источник