Понадобилось мне устройство, регулирующее обороты мощного серверного вентилятора на 12 вольт (120x120). Обычные компьютерные вентиляторы не годились под мои цели, так как имеют слабый обдув.
При подаче 12 вольт, вентилятор весьма сильно дует и шумит, так, что если его положить на стол, он подлетает, для меня такая мощность потока избыточна. Вертушка имеет 4 пина, следовательно есть вероятность, что оборотами можно управлять, несмотря на отзывы, что ШИМ управление на этой модели не работает. Вспомнил, что в закромах имелась такая платка ШИМ-регулятора. Попытаемся пристроить её под наши цели.
Это МИКРООБЗОР, здесь не будет теории и схем, здесь будет только решение задачи, так как я его не нашел в интернетах.
Такого рода товар уже
обозревали, потому не буду писать то же самое, суть в другом…
Здесь информация по управлению вентиляторами, кому интересно.
Внешний вид устройства:
В интернетах есть картинка такого рода (так НЕ делать!):
Подключив таким образом обороты регулируются, но в весьма узком диапазоне, ближе к максимальным.
Так же пробовал подключить питание вентилятора на (M+) и (M-) выходы платки, обороты не регулировались вовсе, дул на максималках. Данные способы считаю не подходящими для 4-хпиновой вертушки.
Внимание! Теперь правильное подключение:
Нормальный ШИМ сигнал идет с микросхемы NE555 на затвор мосфета, через резистор, отсюда его и следует подключать к синему проводу вентилятора.
В итоге, вентилятор крутится, обороты регулируются нормально. Есть нюанс, если платка выйдет из строя, думаю, что станет дуть на максимальных оборотах. Буду рад конструктивным замечаниям в комментах.
Всем удачи! ))
Что-то похоже что обозреваемая здесь плата радикально отличается от этой mySKU.me/blog/aliexpress/72058.html — разве что 555-й под электролитом, возможно такое, но по фото не понятно.
UPD: да, шим, нашел фото, тут видно 555-й таймер под электролитом
555 таймер видно
Правда ТТХ не расписаны, до скольки ампер тянет, и есть ли обратная связь (контролирует ли обороты).
https://aliexpress.ru/item/item/1005004685190498.html
При замыкании 4 пина и 1 вообще максимальные обороты были.
Когда включаешь в процессорный разьём вообще ошибку во время загрузки BIOS вызывает!
Не нравятся БИОСУ низкие обороты!
у меня вот включается вообще с остановленным вентилятором и ничего, да и во время не сильно напряжной работы он в основном остановлен
Цепляем его через понижайку DC-DC, и получаем возможность регулировать обороты.
Какой смысл использовать платы, типа обозреваемой?
Для оборудования важнее наличие обратной связи температура-обороты.
При регулировке напряжением, диапазон стабильной работы вентилятора довольно небольшой — слишком быстро падает магнитный поток и в один прекрасный момент его может не хватить, чтобы раскрутить лопасти. PID позволяет сильно расширить рабочий диапазон оборотов в нижнюю сторону. Правда он и чуть сложнее, и лишние призвуки-резонансы, чуть больше помех, тут уже извечный компромисс. Ведь в конечном итоге регулируют не напряжение, регулируют обороты.
PS: кстати, поэтому в ответственных узлах на материнках (например питание процессорного куллера или вообще поголовно, в зависимости от крутости материнки) уходят к PWM-вентиляторам и схемам их управления.
В случае если контроллер шимит вслепую, как обозреваемый, диапазон оборотов не намного шире Потому как адаптивный может для старта дать полную мощность, так как видит, что оборотов мало. А простые так не умеют. Не всякий ШИМ полезен.
Не поэтому. А потому, что дешевле и проще.
Процессорные кулеры бывало зависали, и часто мамки на это никак не реагировали.
В мониторинге показывают, что число оборотов ноль, и всё на этом.
Аналоговый вариант, рабочий диапазон 750-1500 об/мин
Вариант с pwm, рабочий диапазон 500-1500 об/мин
Мониторинг оборотов — это не проблема кулера, это проблема матери. К слову, серверная мать уйдет в ошибку еще при старте, если при запуске кулер не достигнет заданных оборотов (своего рода самодиагностика состояния кулера). Я же говорил о другом. Сейчас даже на «домашних» матерях, стараются кулер проца питать через PWM, при одинаковых рисках «подклинивания» можно держать меньше обороты; к тому же это проще в управлении.
Мои эксперименты с кулерами показывают, что уже ниже 6v кулеры уже почти не создают воздушный поток.
Вы точно не путаете осциллограмму напряжения и наличие обратной связи поддерживающей низкие обороты?
А это тут причем? Давайте не путать теплое и мягкое, регулировка оборотов не обязательно подразумевает их стабилизацию, т.е. обратной связи может и не быть.
Тогда это не регулировка оборотов, а регулировка выходного напряжения (формы и амплитуды), которое как-то влияет на обороты.
В четырехпроводной схеме есть два варианта — либо управление напряжением питания, как это сделано в трехпроводной схеме. Либо питая полным напряжением, а управлять ключом через четвертый пин (как это показывает ТС).
Посмотрите еще раз внимательней на схему подключения — мосфет не задействован, его вообще можно выпаять
Что же до частот, то первое что попалось в гугле
www.youtube.com/watch?v=O6PWL-oGDjQ
Любое не постоянное напряжение (ШИМ, пила и т.п.) — это постоянное плюс переменное. Переменная состовляющая только греет обмотки.
Если нет обратной связи от оборотов — обмоткам коллекторного мотора всё равно по какому принципу делается постоянная составляющая напряжения.
А обратная связь — это уже из другой оперы, тут у PWM диапазон регулировки заметно шире, соответственно шире порог стабилизации.
ШИМ просто дешевле (как по «железу» так и по энергопотреблению) чем «тёплое аналоговое» постоянное напряжение, а моторчику всё равно.
Не то чтобы все равно, зато проще и стабильней управлять и поддерживать обороты, в отличие от линейного управления. Все равно в итоге внутри вентиля стоит драйвер, который поочередно с довольно большой частотой коммутирует пару обмоток двигателя. Прямой вывод PWM Signal заметно упростил цепочку датчик-контроллер-драйвер-обмотка.
Кстати, есть кулеры работающие от низковольтной переменки — такие за что будем считать?
Какие? Обычно интересуют три основных параметра — производительность, давление, шум и все они (у конкретного вентилятора) привязаны к оборотам. Например, пара корпусных pwm
дали вполне приемлемый температурный режим при вменяемом шуме
Вот кулер, который 550 оборотов — это вышеупомянутый Be quiet! PURE WINGS 2 PWM. Он работает в pwm-режиме (как впрочем и остальные) на заниженных оборотах, но на вентилятор идет 12V и уверен что он отработает в этом режиме на протяжении всего своего ресурса.
Тут как говориться, вам шашечки или ехать?
Единственное НО — я их запускаю в режиме CC (с ограничением по току выставив лимит напряжения в 12В), кулер запускается начиная с 160-180mA выдавая чуть ли не 200 RPM (оценка субъективная, точно посчитать нечем), на 1.5A по звуку он уже начинает напоминать взлетающий самолёт :)
При этом на любом токе обороты держатся стабильно.
p.s. CV не использовал — там выходит очень узкий диапазон регулировок, неудобно управлять.
Кстати, с самим запуском на серверных вентилях чуть проще, у них драйвер умнее и Locked Rotor Protection идет из коробки (будет пытаться стартовать/рестартовать при остановке ротора). И все равно, держать низкие обороты как компромисс между шумом/производительностью на серверных четырехпроводных высокооборотных (и следовательно шумных) без PWM — заведомо провальная идея, кулер либо сильно теряет в производительности с риском остановиться, либо приходится держать более высокие обороты. С трехпроводными вентилями проще — но мы в этой статье обсуждаем как раз четырехпроводной вариант, с PWM-пином.
Компьютерный кулер с потреблением больше 1A ещё нужно поискать.
Есть DC-DC и на большие токи, другое дело что они подороже и крупнее.
Насчёт «правильно регулировать», тут ещё можно поспорить.
ШИМ создаёт постоянные пульсации по питанию, особенно если ток большой,
DC-DC обеспечивает практически ровную непрерывную нагрузку.
Смысл ШИМ — лишь в удешевлении конструкции. Чтобы управлять кулером напрямую.
Чего их искать, полно их…
Потому как в компьютерах таких ни разу не видел.
«Сами мы не местные, паяльник у нас только 100-ваттный...» Обратная связь в результате получилась? Если воздух станет гуще и обороты начнут падать — переделанная схема прибавит среднего напряжения? При включении выдаст все 12 вольт для старта моторчика?
Если не нужно постоянно регулировать ручкой обороты, то вполне бы сошли 2-3 дубовых кремниевых диода (срезающих по вольту или чуть больше), и электролит параллельно им (для стартового импульса). Хотя регулятор по ссылке стоит дешевле и выглядит компактнее…
Я сам использую много лет такую схему для управления вентиляторами (двухпиновыми) с суммарным током потребления 2А, только собранную на макетке. Частота 25кГц.
У меня вот такая версия «ZFC39 V2.0». Сейчас в продаже есть версия и подешевле, возможно в ней меньше функций «HW-585», но выглядит почти точно так же.
Вот фото из интернета, вид сверху (на ней «ZFC39 V1.2» без перемычек SY и PF):
Подключатся три вентилятора. Чем больше номер — тем меньше функций.
1й вентилятор: скорость регулируется только от датчика температуры. Температура задаётся переключателями 35-45, 40-55, 50-70, 60-90 градусов. Если меньше этой температуры, то скорость минимальная, если больше, то максимальная. Как посредине не проверял. Кроме того можно включить сигнализацию при остановке вентилятора.
2й вентилятор: скорость регулируется резистором. Возможно включение сигнализации на остановку.
3й вентилятор. Скорость регулируется резистором. Сигнализации нет.
Кроме того есть две перемычки.
PF: reverse output. Очевидно, чио скорость будет наоборот. Максимальная при минимальной температуре (очевидно только для 1го вентилятора)
SY: все вентиляторы регулируются от логики 1 го вентилятора.
Все переключатели и перемычки срабатывают только после передёргивания питания!