Схема компьютерного вентилятора 12 вольт
Обновлено: 02.05.2024
Основной проблемой вентиляторов, которые охлаждают ту или иную часть компьютера, является повышенный уровень шума. Основы электроники и имеющиеся материалы помогут нам решить эту проблему своими силами. В этой статье предоставлена схема подключения для регулировки оборотов вентилятора и фотографии как выглядит самодельный регулятор скорости вращения.
Нужно отметить, что количество оборотов в первую очередь зависит от уровня подаваемого на него напряжения. Уменьшая уровень подаваемого напряжения, уменьшается как шум, так и число оборотов.
Схема подключения:
Вот какие детали нам пригодятся: один транзистор и два резистора.
Что касается транзистора, то берите КТ815 или КТ817, также можно использовать мощнее КТ819.
Выбор транзистора зависит от мощности вентилятора. В основном используются простые вентиляторы постоянного тока с напряжением 12 Вольт.
Резисторы нужно брать с такими параметрами: первый постоянный (1кОм), а второй переменный (от 1кОм до 5кОм) для регулировки скорости оборотов вентилятора.
Имея входное напряжение (12 Вольт), выходное напряжение можно регулировать, вращая движковую часть резистора R2. Как правило, при напряжении 5 Вольт или ниже, вентилятор перестает шуметь.
При использовании регулятора с мощным вентилятором советую установить транзистор на небольшой теплоотвод.
Похожие записи:
Вот и все, теперь вы можете собрать регулятор скорости вентилятора своими руками, без шумной вам работы.
В этой статье предлагаю рассмотреть достаточно простую схему автоматического включения и выключения обычного компьютерного кулера, управляемая датчиком температуры. К примеру, у нас имеется радиатор мощного блока питания, на котором установлен охлаждающий малогабаритный вентилятор, питаемый постоянным током. Если охлаждающий вентилятор будет постоянно работать, даже когда температура на радиаторе невысокая, то это будет создавать дополнительный ненужный шум. А также вентилятор будет бесполезно потреблять ток, что не совсем экономично. Но вот если этот вентилятор будет запускаться только тогда, когда температура на радиаторе поднялась выше допустимого, то это будет гораздо лучше и экономнее. Простая схема такого автоматического запуска кулера представлена ниже на рисунке.
Предлагаемая схема содержит всего несколько электронных компонентов. А именно, это терморезистор, переменный резистор и два обычных биполярных транзистора, либо же вместо них можно поставить одни составной (так называемый транзистор Дарлингтона). Еще параллельно кулеру желательно поставить любой диод, например типа 1n4007, далее расскажу для чего он нужен в схеме. Поскольку компьютерные кулеры питаются от напряжения 12 вольт, то и сама схема рассчитана на это напряжение. Хотя это напряжение можно сделать чуть больше или чуть меньше, на схему это особо не повлияет (разве что нужно будет подстроить нужную температуру срабатывания схемы).
Для новичков стоит сказать, что терморезисторы бывают двух типов – это термисторы и позисторы.
Разница между ними простая. Термистор, это терморезистор, который имеет отрицательный коэффициент сопротивления. То есть, при нагревании термистора его электрическое сопротивление будет уменьшаться. Причем достаточно резко и в относительно больших пределах. На схемах термисторы обозначаются как обычных резистор, только добавляется косая черточка и перед буквой t, обозначающий температуру, еще ставится минус (и обозначающий отрицательный коэффициент сопротивления). Или ставиться обозначение NTC.
Позистор – это терморезистор, имеющий положительный коэффициент сопротивления. То есть, при нагревании позистора его сопротивление будет увеличиваться. Позисторы обозначаются также как и термисторы, только пред буквой t стоит плюс (обозначающий этот самый положительный коэффициент сопротивления). Либо может присутствовать такая надпись PTC.
Терморезистор R1 и переменный резистор R2 представляют собой простой делитель напряжения. И в зависимости, какие величины сопротивления будут у этих резисторов, то и входное напряжение разделится между ними пропорционально этому соотношению. Например, два резистора имеют одинаковое сопротивление, значит и напряжение разделится между ними поровну. Как я выше написал, чтобы открыть один биполярный транзистор на его входе (между базой и эмиттером) должно появиться напряжение не менее 0,6 вольт. Поскольку у нас два транзистора и их база-эмиттерные переходы соединены последовательно, то входное напряжение уже должно быть не меньше 1,2 вольта.
Как мы выяснили выше, термистор при нагревании уменьшает свое сопротивление. Следовательно это приведет к уменьшению напряжения на нем, а на переменном резисторе оно наоборот увеличится. Это приведет к тому, что как только увеличение напряжение между минусом схемы и среднем выводом переменного резистора достигнет величины 1,2 вольта, то оба транзистора полностью откроются и включает охлаждающий вентилятор. Но как только температура на термисторе снижается, его сопротивление увеличится, напряжение на нем также увеличивается, а на переменном снова уменьшается. И как только на входе транзистора напряжение станет меньше 1,2 вольта, оба транзистора закрываются и вентилятор отключается.
Учтите, что термистор и позистор в схему нужно ставить в разные места. А именно, если у вас в место термистора имеется только позистор, то его нужно поставить под переменным резистором, как показано на схеме ниже (схема на полевом транзисторе).
Не подумайте, что в схему с биполярными транзисторами нужно ставить термистор, а в схему на полевом транзисторе нужно ставить позистор. Если мы имеем термистор, то его как в схеме с биполярными транзисторами, так и с полевыми, нужно ставить выше переменного резистора. Если же у нас есть позистор, то его и в той и другой схеме мы ставим ниже переменника. И насчет, какой вариант будет лучше – с двумя биполярными, одним составным биполярным или с одним полевым транзистором? Мои эксперименты показали, что лучше всего работает схема с двумя биполярными транзисторами, она наиболее чувствительна к изменению температуры на терморезисторе.
Сама схема, представленная в данной статье, достаточно проста, что является ее достоинством, но она имеет и незначительный недостаток. Дело в том, что абсолютно любой компьютерный кулер имеет так называемую мертвую зону, при которой сам вентилятор не вращается, а ток при этом потребляется. То есть, минимальное напряжение, при котором подобный кулер стартует, это где-то от 3 вольт. При этом стартовый ток где-то около 60 мА. А минимальный ток, при котором вентилятор уже останавливается равен где-то 20 мА. Поскольку при медленном изменении температуры на терморезисторе у нас транзисторы также открываются не моментально, а хоть и быстро но все же плавно (а не рывком). То имеется небольшой температурный диапазон (около 4 градусов), когда напряжение уже начало увеличиваться на вентиляторе, а сам вентилятор еще не крутится, но при этом уже потребляет небольшой ток. И только когда напряжение кулере достигнет 3 вольт, этот кулер стартует на своих минимальных оборотах.
Данный недостаток можно считать незначительным, поскольку во-первых – бесполезная мощность мертвой зоны достаточно мала (при максимальном его значении когда у нас 2,9 вольта и ток 59 мА, ну как бы чуть меньше стартового значения, эта мощность равна около 0,15 мВт). Во-вторых – как правило когда схема с радиатором начинает быстро нагреваться, то мертвый температурный диапазон в 4 градуса проходится достаточно быстро (в течении нескольких секунд). Так что имеющейся недостаток этой схемы как бы весьма незначительный.
И напоследок о назначении диода, что стоит параллельно кулеру. Дело в том, что у кулера имеются обмотки, а любые обмотки обладаю индуктивностью. Если с индуктивности резко снять напряжение, то на ее выводах образуется кратковременный скачок напряжения (противоположной полярности). Такие всплески напряжения легко могут вывести из строя наиболее чувствительные компоненты, в нашем случае это транзисторы. Вероятность повреждения транзисторов хоть и мала, но все же есть. Либо эта индуктивность кулера может вносить отрицательные влияние на другие схемы, которые будут электрически связаны с данной схемой. А так защитный диод просто гасит возникающий всплеск напряжения, пропуская его через себя.
Корпусные вентиляторы делятся по размерам, типу подшипников, количеству оборотов и даже по способу применения. Одни заточены для создания статического давления, а другие рассчитаны на хороший воздушный поток в корпусе. И самое интересное в том, что один и тот же вентилятор можно подключить с помощью разных коннекторов. Некоторые из них умеют регулировать скорость, а другие работают на полном ходу. Это влияет на комфорт при использовании компьютера. Чтобы подобрать правильный вентилятор, стоит хотя бы поверхностно изучить особенности и нюансы подключения.
Почему коннекторов так много
Немного истории
Чуть позже серьезное изобретение совсем огламурили и стали ласково звать персональным компьютером. Спасибо Apple: им пришлось сделать многое, чтобы громоздкое чудовище превратилось в привлекательное для покупателей устройство. Другие компании, та же IBM, к примеру, тоже кое-чего добились на этом фронте.
Эти наработки в гонке за персональностью унифицировали и стандартизировали, чтобы мы получили компьютеры такими, какими они стали сейчас.
За уменьшением деталей последовало сокращение размеров корпуса. Спичечные коробки превратились в спички, а позже и вовсе в их десятую часть по размеру. Это, а также повышение мощностных характеристик, стало первым, что потребовало хорошего охлаждения.
Но одно дело охлаждать ЭВМ в шумных рабочих зданиях, другое — остудить мощный компактный компьютер на столе школьника.
Раньше ставили на первый план стабильность и надежность. Ну а жужжит оно — да и пусть. Даже не самые древние модели компьютеров не могут похвастать хорошей системой охлаждения.
Стандартный кулер на процессоре, гудящий блок питания с восьмидесятым вентилятором и парочка ноунейм вертушек в корпусе, подключенных то ли к материнской плате, то ли напрямую к линии 12 В. Лишь бы работало. И никакой регулировки оборотов. Включил, привык к шуму пылесоса — и работаешь. Да что там, под этот шум даже Quake и Unreal заходили на ура. Но, как мы знаем, желания растут, требования тоже.
Требования к комфорту и шуму стали двигать прогресс в будущее, туда, где мы находимся сейчас. Чтобы сочетать тишину, прохладу и мощность, пользователи начали заниматься доработками и улучшениями.
За неимением автоматической регулировки оборотов, в провода впаивали резисторы, чтобы хоть как-то приструнить завывающую вертушку. Энтузиасты придумали более изощренные способы регулировки и дошли до реобасов.
Тогда такие штуки не продавались, поэтому тихие системы были только у тех, кто уверенно пользовался паяльником. Позже эту идею подхватили производители железа и стали выпускать регуляторы в заводском исполнении. А потом реобасы встроили в материнские платы и научили регулировать шум через BIOS.
Он реализован очень просто. Любой компьютерный вентилятор крутится от 12 В. На таком вольтаже будут максимальные обороты. Чтобы их снизить, уменьшают напряжение до семи или даже пяти вольт. DC — это регулировка постоянным током. Постоянными 12 вольтами или 7, 5 и далее.
За снижением вольтажа стоит специальный контроллер на материнке, от которого вентилятору достается готовое питание. На рисунке постоянный ток изображен на верхнем графике, а для контраста внизу есть переменный ток:
Простая ламповая физика — меньше напряжение, меньше света. Однако даже такую технологию поддерживали не все материнки. То есть, поддерживали, но только для мониторинга оборотов. А вот регулировать могли уже не все.
Регулировка оборотов работает еще проще: на вентилятор подается постоянное напряжение 12 В и некая информация для контроллера. В этой информации содержатся команды по открытию и закрытию транзисторов в цепи питания вентилятора. То есть, задаются прерывания. На графике это можно представить так:
Вершинка — транзистор открыт, вентилятор получает все 12 вольт. Далее следует спад — закрытие транзистора и прекращение подачи вольтажа. Так как техника цифровая, то и работа заключается в цифрах, а точнее, в долях секунд. Чем больше наносекунд транзистор находится в открытом состоянии, тем дольше подается вольтаж. Все это продолжается в пределах одного промежутка времени и с очень высокой частотой. То есть, мы можем повторить весь этот процесс с обычным DC-вентилятором вручную, если будем включать и выключать его примерно 23 тысячи раз в секунду. Это соответствует частоте 20 кГц и больше. Таким образом, для достижения максимальной скорости транзистор должен все время быть открыт и скармливать вертушке его родные 12 вольт. Если нужны тишина и комфорт, то вольтаж подается прерывисто — определенное количество раз за период.
В теории переход от DC к PWM меняет не только электрические способности вентиляторов:
- PWM-вентиляторы способны работать на более низких оборотах, снижая скорость практически до нуля;
- Потребление таких вентиляторов уменьшается из-за повышенной чувствительности катушки;
- КПД такой технологии выше из-за отсутствия потерь в преобразователе питания (который, собственно, в ШИМ не используется).
На практике же эти плюсы полностью зависят от качества элементной базы и исполнения самого вентилятора.
Надо сказать, что ШИМ применяется не только в вентиляторах. Даже сейчас мы наблюдаем ШИМ. Потому что в любом мониторе с диодной подсветкой применяется PWM для регулировки яркости. Вот наглядный пример и объяснение, как работает технология:
Зачем вентиляторам нужен Molex
Вообще, можно найти вентилятор с таким коннектором, что и подключить будет не к чему. Да и обычный можно положить на полочку, если коннекторы на нем и на материнке не совпадают. Такая путаница на рынке есть и будет, как была проблема с кучей зарядок для каждого телефона, пока microUSB не навел порядок.
Та же участь касается и разнообразия коннекторов. Это сейчас все регулируется, настраивается и вращается. А до некоторых пор производители оснащали четырьмя контактами только разъемы для процессорных кулеров. Остальные довольствовались тремя. Так прижился тандем DC/PWM до наших времен. И даже современные платы работают с обоими вариантами. Но бывает и такое, что разъемов просто не хватает для подключения достаточного количества вентиляторов. На помощь приходит молекс.
Чтобы не испортить комфорт, к которому шли десятилетиями, производители выпускают специальные модели, которые могут работать на пониженных оборотах. Это удобно для создания постоянного воздушного потока в корпусе. В таких случаях регулировка оборотов не требуется — минимальных оборотов на вдув и выдув достаточно для охлаждения системы в средней нагрузке. Зато остаются свободные пины на материнке для подключения оборотистых моделей, плюс снимается лишняя нагрузка с шины питания материнки. Тут уже каждый сам себе режиссер и придумывает сценарии использования разных разъемов сам.
Вертушки-самоцветы
Мы разобрали всего три типа коннекторов. Но бывают и другие. Например, шестиконтактные коннекторы. Это особенность самых технологичных вентиляторов. Нет, они не отличаются по характеристикам и не дуют морозом в жаркий день. Это обычные вентиляторы, но с подсветкой. Пожалуй, появление таких вентиляторов начинает новую эпоху компьютерных сборок. Как когда-то персональный компьютер превращали в комфортный, теперь комфортный ПК становится красивым.
Повальное распространение RGB в игровых сборках заставляет производителей добавлять подсветку везде. И, если наушники, мышь или клавиатура — это самостоятельные устройства и могут программироваться как угодно, то вентилятор — штука простая и не имеет встроенного контроллера для управления подсветкой. Поэтому настройкой и синхронизацией подсветки в пределах системного блока занимается материнская плата. Чтобы было красиво и по феншую, производители ввели еще несколько пинов, которые отвечают за управление подсветкой.
Причем возникла новая путаница. Каждый завел свою технологию и продвигает только ее. Это мешает собрать универсальную систему подсветки, поэтому выбор каждой детали в компьютере теперь обусловлен еще и поддержкой фирменных технологий. У Asus это Aura Sync, у Gigabyte — RGB Fusion, а MSI продвигает Mystic Light. Это только софтовая сторона вопроса.
В техническом же плане управление подсветкой различается еще и рабочим вольтажом, а также количеством пинов. Для управления подсветкой часто используют разъемы 12V-G-R-B, 5V-G-R-B или 5V-D-G. Они сильно отличаются и не имеют обратной совместимости. И вот почему.
Светодиоды бывают трех типов: одноцветные, RGB и ARGB. В первом и втором варианте это обычные диоды с одни или тремя катодами, которые управляются аналогово: 12 вольт для питания и по проводу на каждый цвет. ARGB или лента с адресным управлением работает на диодах со встроенными контроллерами.
В каждую лампочку встроен контроллер, который управляет ее яркостью и цветом по цифровому каналу. Обычно, это тип подключения 5V-D-G. Где 5V — 5 вольт, G — масса, а D — Digital Input. Тот самый DI, который передает информацию каждому контроллеру и диоду отдельно, адресно. Что умеют такие ленты:
Каждая лампочка управляется самостоятельно, поэтому может показать любой из миллиона цветов независимо, а также с разной яркостью.
Обычная RGB-лента тоже принимает различные оттенки, но делает это полностью:
Это ограничивает возможности кастомизации и уже перестает пользоваться спросом как в компьютерном сегменте, так и в промышленном, где основное применение ARGB-диоды находят в бегущих строках и мультимедийных баннерах.
В материнских платах управление подсветкой работает через один разъем. Чтобы подключить к нему несколько вентиляторов, используют внешние контроллеры или разветвители.
Контроллеры, к слову, тоже питаются от разъемов блока питания SATA или Molex.
Что предлагает современный вентилятор
Самое главное — компьютер стал персональным, комфортным и теперь уже красивым. Этот процесс превращения из чудовища в красавчика можно назвать эволюцией. Ей подверглись и технические особенности, и визуальные. Вентиляторы тоже подтянулись, чтобы существовать в одном стиле с платформой.
Что касается коннекторов для подключения, то основная часть вентиляторов до сих пор доступна со всеми вариантами подключения. А вот что сильно изменилось, так это ответная часть — управление на материнской плате.
Если раньше некоторые функции получали лишь топовые бренды и модели, а иногда и вовсе, только серверный сегмент, то постепенно эволюция дошла и до самых бюджетных систем. Материнские платы адаптировали под требования пользователей, поэтому большинство из них умеет теперь не только управлять скоростью и мониторить обороты, но и создавать невероятные эффекты с помощью подсветки. Это тоже можно записать в достижения эволюции: превращение вентилятора в современное умное устройство. Интересно представить, что же будет с повелителями воздуха дальше.
Не удаётся запустить кулер от адаптера. Что делаю не так ?
Есть кулер: новый из коробки Zalman ZM-F2 Plus (3 pin)
12V, 0.11A | Провода: черный / серый / белый
Есть адаптер: новый из коробки Ecola 24W 12V
Output: 12V, 2A
Подключаю:
черный провод адаптера к черному кулера
красный провод адаптера к серому (центральному) кулера
Это единственный вариант когда кулер хоть как то трогается на несколько градусов и затем сразу стопорится.
Простой 6 комментариев
Это кулер с управлением либо с датчиком оборотов. Если с управлением, то по идее на оставшийся провод надо подавать либо аналоговый либо цифровой сигнал. Если аналоговый, попробуйте подключить его к плюсовому проводу бп вместе с плюсовым проводом мотора.
Если с датчиком, то всё должно работать без подключения третьего провода.
Нашёл тут небольшую статью. Сильно не вчитывался, но там описано подключение разных кулеров.
Rikonardo, третий провод - выход "таходатчика", такие кулеры всегда управлялись и управляются по двум проводам питания, третий можно просто не использовать.
Какой сигнал вообще можно подавать на выход прибора?!
znatachek к компьютеру подключать этот кулер пробовал?
Варианты:
слишком маленькая нагрузка для БП и он уходит в режим энергосбережения
слишком большая нагрузка при старте
неисправный БП
неисправный вентилятор
проверить всё - нетрудно, займёт примерно столько же, как я тут расписывал этот комментарий
Ezhyg, я же говорю, это может быть не только выход датчика, а и вход управления оборотами. Но сейчас глянул подробнее на схемки с статьи, ссылку на которую скидывал, те кулера что с тремя проводами - с датчиком. С четыремя - с датчиком и управлением оборотами.
Вывод: кулер из вопроса именно с датчиком, а не с управлением.
По подключению и схемам которые выше, верно подключаю.
А может ли быть слишком мощным адаптер и ему не хватает тока потребления для выхода на рабочий режим ?
Что я могу сделать в этом случае ?
Вариантов не много, либо кулер сдох, либо блок питания, начать стоит с другого блока питания, т.к. бренд ecola это днище.
А про "не видит" это чушь, 2 ампера это максимальный ток который теоретически может выдать адаптер не умерев от перегрузки, любое устройство с потреблением ниже максимального он должен питать без проблем.
Адаптер рассчитан на 2А, для мощных устройств. Вашему кулеру надо в районе 0.1А, из-за чего адаптер "не видит" нагрузку. Найдите другой адаптер или более мощный кулер.
Бред, 2А на адаптере указывает на то, что он может выдать потребителю от 0А до 2А и не сгореть, а потребитель, в данном случае кулер, сам уже возьмет сколько ему надо.
Довольный Жизнью, угу, вот только я встречал такие БП, где блок периодически производит "прозвонку" выхода, раз в секунду, и если не видит нагрузки, не включается
(обычно это различные зарядные устройства)
Читайте также: