Зниження шумів системного блоку помітно полегшує роботу оператора персонального комп'ютера. Втома веде до скорочення часу продуктивної роботи і збільшення кількості помилок. Одними з джерел шуму є вентилятори. При використанні системного блоку протягом двох-трьох років шум стає помітнішою через зношування вентиляторів. Згодом збільшується ризик зупинки вентилятора, що призведе до перегріву охолоджуваного пристрою, що входить до складу персонального комп'ютера.
До негативних властивостей охолодження за допомогою вентиляторів відноситься збільшення споживання електроенергії збільшує навантаження на блок живлення. Економія витрат електроенергії, споживаної вентилятором, особливо важлива для ноутбуків працюють від батареї. Для зниження недоліків застосування вентиляторів розроблений регулятор, робота і самостійне виготовлення якого викладено в цій статті.
При включенні комп'ютера на кілька хвилин регулятор обертання дозволяє виключити роботу вентилятора. Також регулятор дозволяє зменшити шум, особливо в холодну пору року, збільшити термін служби вентиляторів і зменшити споживання електроенергії. У момент включення комп'ютера блок живлення відчуває максимальну перевантаження, викликану зарядкою конденсаторів і багатьма іншими причинами.
Виключити помилкове спрацьовування захисту і збільшити термін служби блоку живлення дозволить почергове підключення навантажень до блоку живлення після включення в мережу 220 вольт. Однією з навантажень є вентилятори. Включення їх через деякий час після інших пристроїв, що входять до складу персонального комп'ютера, дозволяє знизити ударну перевантаження блоку живлення. Просте схемне рішення регулятора вимагає мало часу на складання. Схема дозволяє управляти одним або декількома вентиляторами одночасно.
Робота регулятора
параметри:
- Напруга живлення .............................. 12 В
- Температура включення вентилятора ...... 36 & ordmС +/- 5 & ordmС
Структурна схема регулятора швидкості обертання вентилятора
При включенні системного блоку персонального комп'ютера температура охолоджуваного об'єкта дорівнює температурі повітря. При температурі нижче 36 & ordmС вентилятор відключений від живлення. При нагріванні терморезистора RK1 до температури близько 36 & ordmС вентилятор підключається до живлення. Якщо комп'ютер вимикався на короткий час після тривалої роботи, то температура охолоджуваного об'єкту вище 36 & ordmС і вентилятор включиться відразу після подачі живлення на регулятор, напруга на вентиляторі буде пропорційно температурі датчика RK2.
Після деякого часу температура охолоджуваного об'єкта збільшується і одночасно змінюється опір терморезисторів RK1 і RK2. Якщо охолодження буде достатньо ефективним, то температура охолоджуваного об'єкту і датчиків температури знизиться, і вентилятор буде відключений від живлення. При недостатньому охолодженні температура зросте, зміниться опір терморезистора RK2, що викличе збільшення напруги на вентиляторі пропорційне температурі. Збільшитися повітряний потік, спрямований на охолоджуваний об'єкт.
Електрична схема разом з вентилятором утворюють регулятор температури охолоджуваного об'єкта. Регулятор складається з двох ланок: релейного непрямої дії і безперервного прямого дії. До складу ланки релейної дії входить симистор VS1. Кожна ланка сприймає сигнал від свого чутливого елемента - терморезистора.
Електрична схема
Схема підключається до напруги харчування 12 вольт з допомогою роз'єму XS2. Струм споживання вентилятором проходить по ланцюгу контакт 1 розетки XS2, контакти 2 розетки XS1 і вилки XP1, терморезистор RK2, контакти 1 вилки XS1 і розетки XP1, вентилятор М1 і симистор VS1. Вентилятор підключається до живлення при відкриванні симистора. Для відкривання симистора величина напруги на керуючому електроді повинна бути близько 0,7 вольт. Напруга на керуючому електроді залежить від опорів R1, R2, RK1 і RK3. Резистор R1 і терморезистори RK1 і RK3 з'єднані за схемою паралельного включення.
Електрична схема регулятора швидкості обертання вентилятора
Напруга на керуючому електроді сімістора визначає дільник, що складається з опору резистора R2 і опору паралельно включених R1, RK1, RK3. При зменшенні опору терморезисторів RK1 і RK3 напруга на керуючому електроді збільшується і симистор відкривається. Протягом трьох-п'яти секунд ток харчування вентилятора тече не тільки через терморезистор RK2, але і через конденсатор С1.
Після відкривання симистора відбувається заряд конденсатора, в перший момент часу через конденсатор тече максимальний струм і напруга на вентиляторі близько до напруги харчування схеми. Конденсатор заряджається струмом, поточним через вентилятор з плином часу струм поточний заряджається конденсатор зменшується. Струм вентилятора стає пропорційний опору терморезистора RK2. Збільшене напруга живлення вентилятора при включенні необхідно для впевненого запуску вентилятора.
Вентилятор, який відпрацював деякий час »не розкручується" при зниженій напрузі. При збільшенні температури опір терморезистора RK2 зменшується, обороти вентилятора збільшуються, при зниженні температури обертів вентилятора зменшуються. При зменшенні температури нижче 36 ° С знизиться напруга на керуючому електроді сімістора нижче 0,7 вольт і симистор закриється і вентилятор зупиниться. Струм проходить по ланцюгу М1, RK2 нижче струму утримання сімістора у відкритому стані, робота симистора в такому режимі дозволяє організувати ланка релейної дії регулятора.
компоненти схеми
У схемі регулятора застосовані вивідні компоненти для монтажу проводом.
позиційне
позначення Найменування Конденсатори С1 Конденсатор 4700 мкФ, 25 В ф. Hitano Резистори С2-23-0,25 R1 2,7 кОм ± 5% R2 180 Ом ± 5% Терморезистор RK1, RK3 КМТ-1 82 кОм ± 20% RK2 ММТ-12 100 Ом ± 20% Особливі компоненти VS1 Симистор BTA216Х- 600Е ф. NXP Модулі XP1 Вилка WF-4 XS1 Розетка HU-4 XS2 Розетка HU-3
Електролітичний конденсатор можна застосувати ємністю 2200 мкФ, 3300 мкФ, 4700 мкФ або 6800 мкФ і розрахований на роботу при напрузі не менше 16 вольт. Ємність конденсатора встановлює час роботи вентилятора під напругою живлення схеми регулятора. Робоча напруга та ємність конденсатора обмежені розмірами вільного простору всередині корпусу системного блоку.
Терморезистор можуть бути будь-якого іншого типу, має негативний температурний коефіцієнт, іншими словами при підвищенні температури опір терморезистора має зменшуватися. Опір RK1 і RK3 не обов'язково 82 кОм. Проведення настройки схеми дозволяє застосувати в схемі регулятора терморезистори іншого опору. Опір терморезистора RK2 має перебувати в діапазоні 75-150 Ом.
Розташування висновків корпусу симистора BTA216X
Застосований симистор володіє багаторазовим запасом по струму, що виключає нагрівання. Симистор має пластмасовий корпус, що дозволяє виконати кріплення гвинтом до металевих поверхонь системного блоку без додаткової ізоляції. Симистор BTA216Х-600Е можна замінити на інший аналогічного типу. При заміні симистора доведеться змінити опору R1 і R2 і передбачити електричну ізоляцію між корпусом симистора і поверхнею на яку встановлюється симистор.
Налаштування регулятора
Для перевірки працездатності і настройки регулятора слід попередньо зібрати схему на макетної платі. До схеми регулятора приєднується будь-який наявний вентилятор, призначений для застосування в системному блоці персонального комп'ютера. Терморезистор RK1 і RK3 розташовуються впритул, їх висновки з'єднуються скручуванням, пропаіваются і з'єднуються з іншими елементами регулятора відповідно до схеми. При включенні харчування 12 вольт вентилятор не повинен працювати.
Терморезистор RK1 і RK3 потрібно нагріти, взявши пальцями. Через одну-дві хвилини температура терморезисторов зрівняється з температурою руки. Вентилятор повинен включитися. Якщо включення вентилятора не сталося потрібно збільшити опір резистора R2 до 200 Ом або більше. Можливо, для опору R2 доведеться застосувати два з'єднаних послідовно резистора 180 Ом і 10 Ом. Якщо при включенні харчування вентилятор працює, то опір резистора R2 слід зменшити. Для полегшення налаштування контролюється напруга на керуючому електроді сімістора.
При нагріванні терморезисторов RK1 і RK3 напруга на керуючому електроді має збільшуватися. Вентилятор почне працювати прочинення симистора. Різні екземпляри сімісторов відкриваються при різній напрузі, що знаходяться в діапазоні 0,55-0,75 вольт.
Напруга блоку живлення, використаного при макетування схеми, швидше за все, буде трохи відрізнятися від напруги живлення схеми, що розміщується в системному блоці. Після монтажу схеми всередині системного блоку підбір резистора R2 ймовірно доведеться повторити, так як напруга блоку живлення комп'ютера рідко точно дорівнює 12 вольт. Як правило, це напруга має величину 11,7-11,3 вольт. Наведена настройка дозволяє встановити рівень спрацьовування ланки релейної дії з точністю ± 5 & ordmС. При бажанні схему можна налаштувати на іншу температуру.
збірка схеми
Для складання схеми регулятора не потрібно друкована плата. Терморезистор приклеюються за допомогою епоксидної смоли до охолоджуваного об'єкту, наприклад до радіатора процесора, радіатора, розташованих у межах блоку живлення, процесора відеокарти. У разі відеоплати вилка XP1 приклеюється до видеоплате. Наявність в схемі роз'ємного з'єднання полегшує монтаж схеми регулятора і заміну охолоджуваного блоку. Елементи схеми можна закріпити на задній стінці системного блоку або всередині корпусу блоку живлення.
З'єднання компонентів схеми
Симистор кріпиться до корпусу за допомогою гвинта. Конденсатор закріплюється за допомогою хомута. Корпус конденсатора ізолюється від елементів конструкції системного блоку і кріплення. Резистори закріплені пайкою на висновках симистора володіють достатньою жорсткістю. Розетка XP2 підключається до вилки FAN, що знаходиться на материнській платі або до роз'ємів, що йде від блоку живлення. Провід живлення від розетки XP2 і йдуть від розетки XP1 попарно скручуються. Застосування додаткового охолодження корисно при установці в системний блок двох CD-ROMов, трьох-чотирьох жорстких дисків і при інших значних навантаженнях блоку живлення.
Довідкові дані:
Терморезистор
симистор BTA216
Платон Костянтинович Денисов, г. Симферополь
[email protected]