Радио-как хобби

Система автоматического управления вентилятором.

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.

Статья с подробным описанием здесь.

Дополнение от 19.02.2020.

Проделал лабораторную работу с целью определения возможности работы термоуправляемого регулятора, собранного по схеме №2 (см. текст статьи), от напряжения +27 В вместо штатных +12 В.

Делать эту работу пришлось, так как у некоторых коллег что-то там не получается и работает наоборот, и вовсе не так…

Схему собрал упрощенную-всего три детали. В качестве регулирующего транзистора применил IRF630.

Схема получилась такая:

В качестве нагрузки использован 27-ми вольтовый электродвигатель ДП25-1,6-3-27.

Всё заработало сразу, и как положено-при нагреве терморезистора двигатель начинает вращаться, при охлаждении останавливается. Порог срабатывания устанавливается подстроечным резистором 10 кОм. Причем, можно выставить так, что схема будет срабатывать даже от нагрева терморезистора дыханием.

Запуск вентилятора с помощью BIOS

Итак, начнем с рассмотрения вопроса о принудительном запуске вентилятора с помощью системы БИОС. На практике, при запуске устройства вне зависимости от его модели или марки сперва запускает процесс охлаждения, что можно легко подтвердить наличием соответствующего шума.

Стоит отметить, что в некоторых случаях вентилятор может быть установлен неправильно из-за проблем с подключением полярности. Это можно проверить опять же при запуске системы охлаждения при включении лэптопа. Поднесите нитку или кусок бумаги к вентиляционному отверстию и проследите за тем, чтобы поднесенный объект стал колебаться. В таком случае система работает правильно. В ином случае объект будет прилипать к отверстию, что подтвердит проблемы с охлаждением.

Возможность управления функциями вентилятора посредством команд в БИОСе встречается довольно часто.

Для перехода в режим настроек в зависимости от модели устройства необходимо будет при запуске системы нажать клавиши «Delete», «Escape» или «F2».

• Silent (максимальная шумоизоляция и экономичность);
• Standard (скорость вентилятора будет напрямую зависеть от нагрузки на систему (программы или игры);
• Turbo (постоянная высокоскоростная работа вентилятора).

Очевидно, что для более качественного охлаждения ноутбука нужно будет включить режим Турбо. Однако вы также должны понимать, что износостойкость самого вентилятора при постоянной работе будет значительно снижаться и может привести к поломке.

На заметку! Не все лэптопы обладают возможностью настройки вентилятора с помощью БИОСа, так что в некоторых случаях приходится задействовать специальные программы, речь о которых пойдет далее.

Как отключить вентилятор

Способы, как отключить вентилятор на ноутбуке Lenovo, аналогичны предыдущим, но есть ещё такие варианты:

• Отключение программ, которые расходуют ресурсы процессора. Посмотреть их можно через Диспетчер задач, который вызываются сочетанием клавиш Ctrl + Shift + Esc. Отсортируйте запущенные процессы по потреблению ресурсов процессора. И закройте программы, которые находится наверху списка. Однако будьте осторожны с системными процессами, поскольку это может вызвать нестабильность работы компьютера.

• Проверьте ноутбук на вирусы. Некоторые из них могут значительно нагружать процессор, и вы будете видеть это как системный процесс, который будет постоянно появляться снова. Необходимо постоянно поддерживать здоровье своего ПК на должном уровне.
• Также подойдут все остальные описанные рекомендации для громко работающего кулера. Они описаны в отдельной статье о том, как уменьшить его громкость.

Как ухаживать за приточной установкой

ВАЖНО: Владелец/пользователь не должен пытаться разобрать оборудование, выполнять периодическое техобслуживание, если он не достаточно опытен и квалифицирован, чтобы сделать это.

Периодическую проверку, чистку, смазку и регулировку кондиционера можно заказать у вашего дилера.

Для тех, кто предпочитает “делать это сам” — следуйте нижеприведенным инструкциям по уходу за вашей системой.

УХОД ЗА ТЕПЛООБМЕННИКОМ

Содержите внешний блок свободным от рыхлого снега, листвы, скошенной травы, листьев, бумаги и любых других материалов, которые могли бы ограничить надлежащий поток воздуха.

Теплообменник может быть очищен пылесосом для удаления мусора между ребрами. Тем не менее, не сбивайте лед с поверхности теплообменника внешнего блока после обледенения или сильной метели. Удары могут расплющить место спайки ребер (блокирование прохождения воздуха), или разорвать трубы хладагента.

Если теплообменник становится слишком грязным, поверните главный переключатель в положение OFF и промойте его из вашего садового шланга. Избегайте попадания воды в двигатель вентилятора и блок управления. Вымойте грязь в поддоне после очистки контура.

УХОД ЗА ДВИГАТЕЛЯМИ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Некоторые двигатели вентиляторов оснащены портами для смазки. Проверьте внутренний и внешний блок, чтобы определить, поступает ли смазка в порты.

Двигатель вентилятора поставляется с подводом масла, который продлится в течение нескольких лет при нормальных условиях эксплуатации. После этого времени, каждый подшипник двигателя должен быть смазан 10-15 каплями (примерно 1/4 чайной ложки) электромоторным маслом SAE 20 без присадки или автомобильным маслом. НЕ используйте масла для швейных машин, чистки, предотвращения ржавчины, резки, бытовые и т.д.

Если ваша система является дополнительной (установлена в сочетании со стандартным котлом) осмотрите двигатель нагнетателя вашего котла и позаботьтесь о нем таким же образом.

Осматривайте воздушный фильтр(а) по крайней мере раз в месяц. Если они грязные, промойте многоразовые фильтры мягким моющим средством в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Замените одноразовые фильтра. Установите чистый фильтр, чтобы стрелка “воздушного потока” совпадала с направлением потока воздуха в воздуховоде.

Фильтра должны быть чистыми, чтобы обеспечить максимальную производительность и достаточную циркуляцию воздуха. Занавески, мебель или другие препятствия, блокирующие ваши решетки подачи и возврата воздуха, также снизят производительность.

ОТДЕЛКА ВНЕШНЕГО БЛОКА

Если вы хотите сохранить отделку внешнего блока, его можно отполировать автомобильным воском. Рекомендуется очистить блок водой с мылом перед покрытием воском.

Поставляем и монтируем приточную установку с секцией охлаждения. Чтобы проконсультироваться по поводу установки подобных систем, звоните по тел. (067) 939-29-29 или (044) 221-93-35 или Закажите консультацию!

MSI Dragon & Creator Center

Данная утилита помогает юзеру настроить контроль работы материнской платы, комплектующих ноутбуков, видеокарты и кулеров. Инструкция:

• запустить приложение (скачать и установить предварительно);
• перейти в раздел «User Scenario», блок «Пользовательский режим»;
• выбрать необходимое устройство, открыть вкладку «Ручная регулировка»;
• настроить необходимые параметры.

Перед самостоятельной настройкой характеристик можно попробовать опцию автоматической регулировки вентиляторов (находится в разделе «Пользовательский режим»).

Правила подключения устройства

Регулятор для уменьшения оборотов вентилятора может смонтировать и настроить специалист. В простых случаях с такой задачей справляются самостоятельно.

Способы установки контроллеров зависят от типа устройства: настенный, внутристенный вариант, модель для установки внутри корпуса, реобас для регулировки вращения кулеров в системном блоке и прочее. Схема подключения регулятора имеется в инструкции к прибору. Изучив руководство, можно разобраться, как подсоединить прибор и обслуживать его.

1. Настенные и внутристенные варианты закрепляют на стену шурупами или дюбелями. Крепеж обычно входит в комплект.
2. Регулятор подключают к питающему кабелю по схеме, приведенной производителем. Задача сводится к обрезке проводов ноля, фазы и земли и последовательного присоединения жил к входным и выходным клеммам.
3. Прежде чем начать монтаж, нужно убедиться, что сечение соединительного питающего кабеля соответствует максимальному току подсоединяемого контроллера.
4. Если вентилятор оснащен собственным выключателем. Последний необходимо демонтировать и заменить на контроллер.

Чтобы снизить обороты компьютерного кулера, используют устройство дополнительного сопротивления или его усовершенствованный вариант – реобас. Предварительная работа здесь сложнее. Необходимо правильно оценить, какова допустимая температура для каждого элемента оборудования: материнской платы, процессора графической карты. В противном случае снижение скорости кулера приводит к перегреву и поломке процессора или платы.

Принцип подключения реобаса: провода от вентилятора обрезают и подсоединяют к регулятору по схеме, указанной производителем. Реобас удобнее тем, что контролирует сразу несколько вентиляторов, в то время как дополнительное сопротивление снижает обороты только у 1 устройства.

Настройка скорости вращения кулера видеокарты в MSI Afterburner

Обороты вентилятора регулируются тремя способами:

1. Автоматически – исходя из температуры видеоядра (по умолчанию). Контроллер сам опрашивает датчики и изменяет подаваемое на электродвигатель вентилятора напряжение.
2. Вручную – статичные обороты независимо от температуры видеокарты. Afterburner с заданной периодичность считывание информацию с термодатчика и реагирует на её изменение указанным пользователем образом. Перетаскивайте ползунок влево-вправо либо кликните по цифре и введите число в процентах (до 100). Примените изменения кнопкой с галочкой.

Установка статичного значения Fan Speed.

Вызов параметров конфигурации приложения.

График, нарисованный компанией MSI, для видеочипа.

Скорость изменяется ступенчато, а не плавно.

Программа поддерживает большинство видеочипов, удалённое управление ими через мобильное приложение. Часть из шести регулируемых параметров в программе недоступна. Как активировать заблокированные ползунки Power Limit и Temp. Limit, читайте в статье по ссылке.