Стабилизаторы напряжения для кулера своими руками. Регулятор скорости вращения вентилятора. Симисторный регулятор скорости вращения вентилятора. Принцип работы симисторного регулятора
По сути, регулятор скорости вращения вентилятора занимается изменением напряжения, которое подается на устройство. Если говорить о двигателях, то вышеуказанный прибор отвечает за переключение обмотки. При этом частота тока может существенно колебаться.
Именно благодаря регуляторам вентиляторов электроприборы способны прослужить владельцу много лет. Происходит это за счет уменьшения износа важных узлов агрегата. Дополнительно есть возможность уменьшить потребление электричества. В свою очередь, на повышенных скоростях вентилятор значительно тише работает.
Тиристорные регуляторы вентиляторов
Тиристорный регулятор скорости вращения вентилятора (схема показана ниже) может устанавливаться исключительно на однофазном оборудовании. Из особенностей можно выделить надежную систему защиты. Благодаря ей вентилятора предотвращает перегрев важных узлов. В результате обороты можно контролировать путем изменения силы тока.
В качестве источников питания устройства выступает сеть с напряжением 220 В. При этом средняя частота колеблется в районе 55 Гц. Максимальное отклонение напряжения допускается в 15 %. Многие модели тиристорных регуляторов оборудуются специальными датчиками. Наиболее распространенными считаются устройства с маркировкой "РТС". Использоваться они могут при температуре от -50 до +50 градусов. В установке регулятор скорости вращения вентилятора довольно прост. При этом индикатор скорости вращения у него предусмотрен.
Особенности частотных регуляторов
Как правило, частотный регулятор скорости вращения вентилятора способен справляться с очень высоким напряжением. При этом скорость вращения меняется за счет изменения силы тока. Чаще всего данный тип можно встретить на различных системах кондиционирования. Дополнительно частотные регуляторы идеально подходят для устройств, занятых вентилированием воздуха. В целом вышеуказанные приборы выглядят довольно просто.
Характеристики частотных регуляторов
Питаются они от сети с напряжением 220 В. Выходная мощность вентилятора при этом должна составлять не более 500 Вт. Максимальное сопротивление регулятора в среднем равняется 300 кОм, а сигнал управления системой может восприниматься до 10 В. Непосредственно блок регулятора потребляет мощности 3 В.
Стандартный комплект устройства состоит из кабеля, а также клемника винтового типа. Предохранители в приборе имеются с силой тока не менее 3 А. Степень защиты во многих моделях установлена класса "ИП21". Использоваться частотный регулятор скорости вращения вентилятора может при температуре от -10 до +30 градусов.
Трансформаторные регуляторы вентилятора
Трансформаторный регулятор скорости вращения вентилятора 12В используют исключительно для мощных однофазных либо трехфазных двигателей. Непосредственно контроль оборотов осуществляется ступенчатым способом. При этом есть возможность наладить автоматическое координирование. Датчики температуры установлены во многих моделях.
Дополнительно есть возможность выбрать трансформаторные регуляторы вентиляторов с индикаторами влажности. При этом их мощность можно менять при помощи таймера. Крепятся данные устройства при помощи винтов. Прибор может быть оборудован специальными фиксаторами для жесткости соединения. В качестве вводного контакта имеются клеммы. Кабели питания в стандартном комплекте прилагаются.
Сопротивление трансформаторный регулятор выдерживает на уровне 400 кОм. При этом сигнал управления воспринимается до 4 В. Дополнительно следует отметить высокую нагрузку релейного выхода. прибора в среднем колеблется около 12 В. В целом данные устройства являются довольно громоздкими по сравнению с частотными регуляторами вентиляторов и более дорогими.
Симисторные типы регуляторов
Симисторный регулятор скорости вращения вентилятора является наиболее сложным устройством из всех перечисленных выше типов. Используется он для управления сразу несколькими приборами. При этом двигатели на них могут быть установлены постоянного, а также переменного тока. Непосредственно изменение скорости происходит довольно плавно.
Также важно отметить, что диапазон напряжения очень широкий. Особой точностью выделяются трехфазные модели регуляторов. Для уменьшения от работы устройства в механизме предусмотрен специальный сглаживающий конденсатор. Установка симисторного регулятора может быть разной. Наиболее распространенным считается утопленный монтаж, однако многие производители способны предложить крепления для внешней фиксации устройства.
Принцип работы симисторного регулятора
Обработкой абсолютно всех данных занимается микропроцессорный блок. В свою очередь, для передачи сигнала на симисторный регулятор скорости вращения вентилятора имеется датчик. Подключается он через входное отверстие на Дополнительно датчик во время работы отслеживает температуру прибора. При этом сопротивление блока постоянно регулируется.
Чтобы устранять помехи, которые появляются во время эксплуатации, имеется Также он может гасить импульсные скачки в системе. Резистор регулятора скорости вращения вентилятора отвечает за преобразование тока. В результате при резком повышении температуры датчик подает сигнал о необходимости снижения напряжения. Далее многое зависит от заданных настроек симисторного регулятора. Таким образом, при помощи программирования можно изменять основные величины.
Установка симисторного регулятора
Чтобы установить регулятор скорости вращения вентилятора 220В, следует полностью обесточить сеть. Далее важно снять основную панель, которая находится в передней части устройства. Только затем можно отсоединить крышку блока. Следующим шагом является установка датчика температуры во входное отверстие. Для подключения системы питания следует ознакомиться со схемой прибора.
Непосредственно соединение с электродвигателем вентилятора осуществляется при помощи изолированных проводов многожильного типа. Затем включается воздушный конденсатор, который находится рядом с датчиком температуры. При этом очень важно проверить основное гнездо устройства. Для хорошей связи там не должно быть каких-либо загрязнений. В противном случае сигнал не будет доходить до блока микропроцессора. Чтобы очистить разъем качественно, специалисты используют средства для удаления оксида меди.
После закрепления верхней крышки незащищенный участок смазывается пастой для хорошей теплопроводности. Как правило, используют средство исключительно на невысыхающей основе. Боковые пластины симистрового регулятора крепятся на фиксаторах. Сверху их также проклеивают для теплоизоляции. Ширина полоски при этом не должна быть меньше 10 мм. После этого регулятор скорости вращения вентилятора 220В можно закреплять на щитке. При этом важно обратить внимание на проводку и не зажимать ее во время фиксации прибора. Последним шагом установки является подключение сети питания. После проверки разъема на прочность нужно сделать пробное включение.
Модели для вентиляторов с асинхронными двигателями
Отличительной чертой многих моделей является плавное регулирование скорости. При этом вентиляторы должны быть с номинальным током не более 6 А, а средняя частота - в районе 45 Гц. Источником питания регуляторов является сеть с напряжением 230 В. Степень защиты у них предусмотрена класса "ИП 54". Для программирования системы установлен специальный контроллер.
Благодаря вышеуказанным регуляторам, пуск двигателя осуществляется довольно плавно. При этом вал у него вращается с постоянной частотой. Токовая установлена во многих моделях. Минимальные обороты задавать котроллером можно.
Данная функция характерна для регуляторов с потенциометрами класса VM и VX. Сброс оборотов регулируется платой регулятора, а видеть его работу можно по светодиодным датчикам. Для стабилизации напряжения на обмотке двигателя имеется микроконтроллер. За счет исключения пропусков фаз можно достичь высокой экономии электроэнергии.
Регуляторы отопителя
Регулятор скорости вращения вентилятора отопителя способен значительно уменьшить шум от работы электродвигателя. При этом у него предусмотрено удобное В результате можно значительно сократить потребление электричества.
Дополнительно износ деталей довольно сильно уменьшается за счет регулирования предельной частоты. Отвечает за это в системе широтно-импульсный модулятор. Рабочий ток регулятора колеблется в районе 0.7 А. Максимальная выходная мощность составляет примерно 550 Вт. Входное сопротивление регуляторами данного класса поддерживается на отметке 200 кОм. При этом сигнал управления воспринимается на уровне 8 В. Кабель, как правило, в комплекте прикладывается экранированного типа.
Нагрузка на в среднем допускается 3 А. В свою очередь, потребляемая мощность устройства находится в диапазоне от 4 до 8 В. Предохранители в регуляторах для систем кондиционирования устанавливаются класса FUSE, а предельный ток они способны пропускать на уровне 5 А. Степень защиты у них имеется класса "ИП21". Крепятся почти все модели к системе кондиционирования исключительно внешним способом - при помощи винтов. В целом они являются довольно компактными и весят крайне мало.
Шум, издаваемый вентиляторами в современных компьютерах довольно сильный, и это является достаточно распространенной проблемой среди пользователей. Помочь в снижении шума, издаваемого компьютерными вентиляторами системного блока, может регулятор частоты вращения вентилятора или кулера. В продаже имеются различные регуляторы, имеющие разнообразные дополнительные функции и возможности (контроль температуры, автоматическую регулировку скорости и т.д.).
Схема регулятора оборотов вентилятора.
Схема достаточно простая, и содержит всего три электронных компонента: транзистор, резистор, и переменный резистор.
В схему специально введён постоянный резистор R2, назначение которого ограничить минимальные обороты вентилятора, для того, что бы даже при самых низких оборотах обеспечить его надёжный запуск. Иначе пользователь может поставить слишком низкое напряжение на вентиляторе, при котором он будет продолжать крутиться, но которого будет недостаточно для его запуска при включении.
Детали.
- В схеме применен довольно распространенный транзистор КТ815, его несложно приобрести на радио рынке, или даже выпаять из старой советской аппаратуры. Подойдет любой транзистор из серии КТ815, КТ817 или КТ819, с любой буквой в конце.
- Переменный резистор, применяемый в схеме, может быть совершенно любым, подходящим по габаритам, главное, он должен иметь сопротивление 1кОм.
- Постоянный резистор может быть любого типа с сопротивлением 1 или 1.2 кОм.
Монтаж и подключение регулятора скорости.
Монтаж всей схемы осуществляется прямо на ножках переменного резистора, и проводится очень просто:
Подключается наш
регулятор оборотов
в разрыв цепи +12В, как показано на рисунке.Внимание! Если у вашего вентилятора имеется 4 вывода, и их расцветка: черный, желтый, зелёный и синий (у таких плюс питания подаётся по желтому проводу), то регулятор включается в разрыв желтого провода.
Готовый, собранный регулятор оборотов вентилятора устанавливается в любом удобном месте системного блока, например, спереди в заглушке, пятидюймового отсека, или сзади в заглушке плат расширения. Для этого сверлится отверстие, необходимого диаметра для применяемого Вами переменного резистора, далее он вставляется в него и затягивается специальной, идущей с ним в комплекте гайкой. На ось переменного резистора, можно надеть подходящую ручку, например от старой советской аппаратуры.
Стоит заметить, что если транзистор в Вашем регуляторе будет сильно нагреваться (например, при большой потребляемой мощности вентилятором кулера или если через него подключено сразу несколько вентиляторов), то его следует установить на небольшой радиатор. Радиатором может служить кусочек алюминиевой или медной пластины толщиной 2 - 3 мм, длиной 3 см и шириной 2 см. Но как показала практика, если к регулятору подключен обычный компьютерный вентилятор с потребляемым током 0.1 - 0.2 А, то в радиаторе нет необходимости, так как транзистор нагревается совсем незначительно.
Сначала - терморегулятор. При выборе схемы учитывались такие факторы, как ее простота, доступность необходимых для сборки элементов (радиодеталей), особенно применяемых в качестве термодатчиков, технологичность сборки и установки в корпус БП.
По этим критериям наиболее удачной, на наш взгляд, оказалась схема В.Портунова . Она позволяет уменьшить износ вентилятора и снизить уровень шума, создаваемого им. Схема этого автоматического регулятора частоты вращения вентилятора показана на рис.1. Датчиком температуры служат диоды VD1- VD4, включенные в обратном направлении в цепь базы составного транзистора VT1, VT2. Выбор в качестве датчика диодов обусловила зависимость их обратного тока от температуры, которая имеет более выраженный характер, чем аналогичная зависимость сопротивления терморезисторов. Кроме того, стеклянный корпус указанных диодов позволяет обойтись без каких-либо диэлектрических прокладок при установке на теплоотводе транзисторов блока питания. Немаловажную роль сыграла распространенность диодов и их доступность для радиолюбителей.
Резистор R1 исключает возможность выхода из строя транзисторов VTI, VT2 в случае теплового пробоя диодов (например, при заклинивании электродвигателя вентилятора). Его сопротивление выбирают, исходя из предельно допустимого значения тока базы VT1. Резистор R2 определяет порог срабатывания регулятора.
Рис.1
Следует отметить, что число диодов датчика температуры зависит от статического коэффициента передачи тока составного транзистора VT1,VT2. Если при указанном нa схеме сопротивлении резистора R2, комнатной температуре и включенном питании крыльчатка вентилятора неподвижна, число диодов следует увеличить. Необходимо добиться того, чтобы после подачи напряжения питания она уверенно начинала вращаться с небольшой частотой. Естественно, если при четырех диодах датчика частота вращения слишком высокая, число диодов следует уменьшить.
Устройство монтируют в корпусе блока питания. Одноименные выводы диодов VD1-VD4 спаивают вместе, расположив их корпусы в одной плоскости вплотную друг к другу Полученный блок приклеивают клеем БФ-2 (или любым другим термостойким, например, эпоксидным) к теплоотводу высоковольтных транзисторов с обратной стороны. Транзистор VT2 c припаянными к его выводам резисторами R1, R2 и транзистором VT1 (рис.2) устанавливают выводом эмиттера в отверстие «+12 В вентилятора» платы БП (раньше туда подключался красный провод от вентилятора). Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2 спустя 2.. 3 мин после включения ПК и прогрева транзисторов БП. Временно заменив R2 переменным (100-150 кОм) подбирают такое сопротивление, чтобы при номинальной нагрузке теплоотводы транзисторов блока питания нагревались не более 40 ºС.
Во избежание поражения электрическим током (теплоотводы находятся под высоким напряжением!) "измерять" температуру на ощупь можно, только выключив компьютер.
Простую и надежную схему предложил И. Лаврушов (UA6HJQ). Принцип ее работы тот же, что и в предыдущей схеме, однако в качестве датчика температуры применен терморезистор NTC (номинал 10 кОм некритичен). Транзистор в схеме выбран типа КТ503. Как определено опытным путем его работа является более устойчивой, чем других типов транзисторов. Подстроечный резистор желательно применить многооборотный, что позволит точнее настроить температурный порог срабатывания транзистора и, соответственно, частоту вращения вентилятора. Терморезистор приклеивается к диодной сборке 12 В. При отсутствии его можно заменить двумя диодами. Более мощные вентиляторы с током потребления больше 100 мА следует подключать через схему составного транзистора (второй транзистор КТ815).
Рис.3
Схемы двух других, относительно простых и недорогих регуляторов частоты вращения вентиляторов охлаждения БП, часто приводятся в интернете (CQHAM.ru). Их особенность в том, что в качестве порогового элемента применяется интегральный стабилизатор TL431. Довольно просто «добыть» эту микросхему можно при разборке старых БП ПК АТХ.
Автор первой схемы (рис.4) Иван Шор (RA3WDK). При повторении выявилась целесообразность в качестве подстроечного резистора R1 применять многооборотный того же номинала. Терморезистор крепится на радиатор охлаждаемой диодной сборки (или на ее корпус) через термопасту КПТ-80.
Рис.4
Подобную схему, но на двух включенных параллельно КТ503 (вместо одного КТ815) применил Александр (RX3DUR). При указанных на схеме (рис.5) номиналах деталей на вентилятор поступает 7В, повышаясь при нагреве терморезистора. Транзисторы КТ503 можно заменить на импортные 2SC945, все резисторы мощностью 0,25Вт.
Более сложная схема регулятора частоты вращения вентилятора охлаждения описана в . Длительное время она с успехом применяется в другом БП. В отличие от прототипа в ней применены «телевизионные» транзисторы. Отошлю читателей к статье на нашем сайте «Еще один универсальный БП» и архиву, в котором представлен вариант печатной платы (рис.5 в архиве) и журнальный источник . Роль радиатора регулируемого транзистора Т2 на ней выполняет свободный участок фольги, оставленный на лицевой стороне платы. Эта схема позволяет, кроме автоматического увеличения частоты вращения вентилятора при нагреве радиатора охлаждаемых транзисторов БП или диодной сборки, устанавливать минимальную пороговую частоту вращения вручную, вплоть до максимума.
Рис.6
В данной статье описана программа регулировки скорости кулера процессора, видеокарты и остальных элементов ПК. Неважно, нужно ли изменить частоту вращения вентиляторов из-за их излишнего шума или по причине перегрева, SpeedFan поможет в любом случае. Главное условие правильного функционирования утилиты - возможность регулировки кулеров из BIOS.
SpeedFan
SpeedFan - абсолютно бесплатная программа для кулера видеокарты, центрального процессора и любого другого оборудования с активным охлаждением. Управление вентилятором можно осуществлять в автоматическом или ручном режиме.
Перед запуском утилиты желательно отключить автоматическое изменение скорости в BIOS. Если оставить без внимания это условие, правильное функционирование приложения не гарантируется. После включения SpeedFan считывает информацию об оборотах вентиляторов и принимает эти значения в качестве максимальных. Отсюда следует, что если настройки BIOS не позволяют раскрутить кулер до предела, то и утилита не сможет этого сделать.
Например, кулер ЦП во время включения SpeedFan вращался на скорости 1000 об/м. Приложение примет это значение как верхний предел и не сможет увеличить частоту, когда достигнет критического уровня. Если компьютер автоматически не выключится, то его центральный процессор выйдет из строя.
Первый запуск
После запуска программа для регулировки скорости кулера отрисует окно с краткой справкой. После изучения текста следует поставить галочку напротив единственного пункта и закрыть окно. После этого оно больше не будет возникать на экране.
Теперь программа определит, на каком оборудовании установлено активное охлаждение с возможностью регулировки и считает показания датчиков. После этого на дисплее автоматически отобразится список скоростей вентиляторов и температура основных элементов ПК. Помимо этого, в панели приложения можно наблюдать информацию о загруженности процессора и напряжении.
Чтобы переключить язык на русский, перейдите в меню "Configure" > "Options". Перключатель "Language" установите в положение "Russian". Кликните по "ОК".
Главное окно
Программа для регулировки скорости кулеров на русском выводит всю необходимую для пользователя информацию в отдельных блоках. В середине окна находятся данные, описывающие все найденные контроллеры вентиляторов. Их имена - и т. д. При этом перечень может насчитывать намного больше кулеров, чем есть в ПК. Напротив некоторых из них отобразится реальна скорость вентиляторов. Другие же либо будут показывать значения, равные нулю, либо "мусор" (менее 1000 оборотов в минуту).
Напротив данных, описывающих работу винтов, расположен блок информации о температуре основных компонентов ПК:
CPU - процессор.
GPU - ядро видеокарты.
HD0 - жесткий диск.
Здесь также может быть "мусор". Чтобы определить, какие значения не являются реальными, нужно думать логически. Например, температура приборов в работающей машине вряд ли достигнет уровня 5 или 120 градусов.
Это единственный недостаток, которого программа для регулировки скорости вращения кулера не лишилась за все годы разработки. Стоит сказать, что официальный сайт предлагает сборник необходимых настроек утилиты под популярные конфигурации ПК. Однако часто намного быстрее выполнить все настройки вручную.
Основные блоки утилиты
Блок утилиты со списком Speed01, 02 и т. д. содержит переключатели скорости винтов. Она указана в процентах. Главная задача - определить, какие переключатели из этого блока за какие вентиляторы отвечают.
Перейдите к первому селектору и измените его значение на 20-30%. Пронаблюдайте, скорость напротив какой строки "Fan" меняется. Теперь измените настройки следующего переключателя. Запомните или запишите каждое найденное соответствие.
Если идентифицировать датчики не получится, есть смысл воспользоваться утилитой AIDA64. Запустите одновременно её и SpeedFan. Изменяйте значения переключателей Speed, а в AIDA смотрите, какие конкретно вентиляторы начинают крутиться с другой скоростью.
Конфигурация
Перейдите в меню «Конфигурация». Здесь можно задать всем строкам блоков главного окна понятные названия. Например, датчик вращения кулера ЦП переименовать в "TempCPU". Чтобы это сделать, кликните по любому элементу в настройках, подождите секунду и щелкните еще раз. После этого строка подсветится, и в ней появится курсор.
Выделите имя необходимого датчика и обратите внимание на нижнюю часть окна приложения. Сюда следует вписать, какую температуру каждого устройства ПК программа для регулировки скорости кулера будет считать нормальной. Когда оборудование охладится до этого уровня, обороты вентилятора станут минимальными. Также следует указать температуру тревоги. Нагрев до этого уровня включит максимальные обороты кулера.
Чтобы узнать о том, какие значения стоит использовать, обратитесь на официальные сайты производителей устройств своего ПК.
Теперь нажмите на "+" напротив имени датчика. Снимите все галочки с перечня "Speed". Оставьте только ту, которая соответствует регулятору данного устройства.
Перейдите на закладку "Вентиляторы" и, если необходимо, переименуйте их так же, как датчики. Неиспользуемые отключите, сняв флажки.
Скорость
Чтобы программа для регулировки скорости кулера выполняла автоматическое управление, откройте закладку "Скорости". Выделите строку нужного вентилятора и переименуйте его, как считаете нужным. Теперь обратите внимание на нижний блок окна. Здесь есть два пункта:
Простая и надёжная конструкция автоматического регулятора оборотов вращения компьютерного вентилятора (кулера).
Данная конструкция является вариантом предыдущей. Несущественно изменена схема и плата переработана для того, чтобы устройство можно было просто втыкать в разъём «FAN» материнской платы компьютера.
Схема такова:
В качестве датчика используется терморезистор 10K. Такие ставят, к примеру, на электронные автомобильные термометры. Характеристика должна быть такова, чтобы сопротивление его уменьшалось с увеличением температуры.
При низкой температуре вентилятор запитан через резистор R8. Если обороты вашего вентилятора слишком малы при использовании номинала 180 ом, его можно уменьшить до 100.
Резистором R3 (470 ом) выставляется порог (уровень температуры) при котором регулятор начинает добавлять обороты вентилятора. Регулировку лучше производить так — нагреть датчик до температуры, при которой начинает требоваться увеличение оборотов, и потенциометром найти точку, при которой светодиод начинает едва светить. Это и будет порогом регулировки.
При помощи потенциометра R4 выставляется «крутизна регулировки». То есть определяется, к какой температуре обороты вентилятора достигнут максимальной величины.
Печатная плата устройства такова:
А вот и устройство в сборе. Разводка платы позволяет контролировать обороты вентилятора средствами материнской платы (для 3-х проводных вентиляторов).
