Регулировка оборотов вентилятора резистором

Управление скоростью вращения вентилятора с помощью Arduino и симистора

В микроконтроллерной технике обычно для плавного управления чем-либо (интенсивность свечения лампы, скорость вращения двигателя, вентилятора и т.д.) используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). И подобные проекты мы уже рассматривали на нашем сайте, например, управление яркостью свечения светодиода, скоростью вращения вентилятора. Но в данной статье мы рассмотрим способ управления скоростью вращения вентилятора переменного тока с помощью платы Arduino и симистора (TRIAC).

Предупреждение : в рассматриваемом проекте используется работа с напряжением переменного тока 220 В, которое очень опасно для здоровья человека если не соблюдать требуемых мер безопасности. Будьте осторожны, не прикасайтесь голыми руками к компонентам проекта, которые могут оказаться под напряжением 220 В.

Правила подключения контроллера

Чтобы подключить регулятор оборотов вентилятора, можно воспользоваться услугами специалистов или попытаться справиться своими силами. Принципиальных особенностей в подключении нет – вполне реально справиться с такой задачей своими силами.

Все добросовестные производители обязательно прилагают инструкцию по использованию и монтажу своей продукции

В зависимости от конструкционных особенностей и типа обслуживаемого оборудования контролеры могут устанавливаться:

• на стену, как накладная розетка;
• внутрь стены;
• внутрь корпуса оборудования;
• в специальный шкаф, управляющий умными устройствами дома. Это, как правило, клеммная колодка;
• подсоединяться к компьютеру.

Чтобы собственноручно подключить регулятор, предстоит сначала внимательно ознакомиться с инструкцией, предлагаемой производителем. Такой документ обычно идет в комплекте с прибором и содержит полезные рекомендации как по подключению, так по использованию и обслуживанию.

Настенные и внутристенные модели предстоит крепить шурупами и дюбелями к стене. Комплектующие чаще всего поставляются производителем вместе с основным прибором. Также в инструкции к регулятору можно увидеть схему его подключения. Это значительно облегчит дальнейшие работы по правильной его установке.

Схемы по подключению регуляторов у различных производителей могут отличаться. Поэтому следует внимательно изучить рекомендации перед монтажом

Регулятор скорости подсоединяется к кабелю, питающему вентилятор, согласно схеме производителя. Основная цель – разрезать провод фазы, ноля и земли и подсоединить провода к входному и выходному клеммникам, соблюдая рекомендации. В случае, когда вентилятор имеет свой отдельный выключатель, его предстоит заменить на регулятор, демонтировав первый по ненадобности.

Не стоит забывать, что сечение у питающего и соединительного кабелей должно соответствовать максимальному току напряжения подключаемого прибора.

Важно отыскать на подключаемом приборе входные и выходные отверстия для подведения питающего кабеля соответствующего сечения. В этом поможет схема, прилагаемая производителем

Если предстоит подключать контроллер к ПК, то сначала предстоит узнать, какая предельно допустимая температура отдельных составляющих техники. В противном случае можно безвозвратно потерять компьютер, у которого перегреются и сгорят важные детали – процессор, материнская плата, графическая карта и прочие.

Модель выбранного реобаса также имеет инструкцию и рекомендации по подключению от изготовителя. Важно придерживаться схем, приведенных на ее страницах при самостоятельной установке прибора.

Если есть потребность подключать более 1-го вентилятора, то можно купить многоканальный реобас

Бывают встроенные в корпус регуляторы и устройства, которые покупаются отдельно. Чтобы их подключить правильно, следует придерживаться инструкций.

Например, встроенный контроллер имеет кнопки включения/выключения снаружи системного блока. Провода, идущие от регулятора, соединяются с проводами кулера. В зависимости от модели реобас может контролировать обороты 2, 4 и более вентиляторов параллельно.

Для вентиляторов компьютера и других, используемых в домашних условиях, можно собственноручно изготовить регулятор

Отдельный регулятор для кулера устанавливается в 3,5 или 5,25-дюймовые отсек. Его провода также подключаются к кулерам, а дополнительные датчики, если они идут в комплекте, присоединяются к соответствующим компонентам системного блока, за состоянием которого им предстоит следить.

Регулировка скорости кулеров с помощью дополнительных устройств

Специальные программы и настройки BIOS являются не единственными доступными пользователю способами уменьшить обороты кулеров на ноутбуках и ПК.

На многих дорогостоящих системах охлаждения присутствуют ручные регуляторы, позволяющие снизить уровень шума или повысить обдув радиатора процессора нажатием на кнопку или кручением колесика на контроллере.

Такие системы работают значительно тише идущих в комплекте с CPU бюджетных аналогов и демонстрируют гораздо большую эффективность.

В качестве варианта также стоит рассмотреть покупку механического регулятора “Реобаса”.

Это устройство устанавливается в отсек для дисковода (кому нужны DVD/CD-диски в 2018 году), подключается к FAN-разъему на материнской плате и позволяет проводить регулировку скорости лопастей вентиляторов на CPU и корпусе.

Обычно на реобасе есть экран, на котором наглядно отображаются температуры и текущие обороты систем охлаждения — подкрутили настройки, и нет уже надоедливого шума.

Электронный автотрансформатор

Электронный автотрансформатор – это транзисторный регулятор напряжения. Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT). Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность. Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же, как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

Плюсы электронного автотрансформатора заключаются в его небольших габаритах и массе, невысокой стоимости, чистой синусоиде на выходе и отсутствием гула на низких оборотах.

Недостатком можно назвать небольшое расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора).

Электронный автотрансформатор SB033 выполнен для установки на DIN-рейку. Регулятор имеет регулировку минимальной скорости вращения вентилятора. Работой регулятора можно управлять сигналом 0-10 В. Регулятор SB033 имеет реле статуса работы регулятора для подключения привода воздушной заслонки или калорифера. Светодиод на передней панели отображает статус работы или ошибки регулятора. Возможно подключение к SB033 ручки управления, которая устанавливается в стандартный подрозетник.

Сборка

Я собирал устройство на плате для макетирования, так как было мало времени, много дел и не было желания травить печатную плату. Вы же можете развести и вытравить плату (конечно, если у вас есть опыт в этом деле) или повторить мой путь.
Предварительно был собран отладочный макет.

После успешных испытаний я приступил к сборке рабочего макета.

В процессе сборки устройства сначала впаиваются микросхемы, затем обвязка (резисторы, конденсаторы, диод). В последнюю очередь впаяйте полевой транзистор (будьте осторожны, он боится статики!).

Изменение настроек через BIOS и UEFI

Чтобы настроить параметры в БИОСе, нужно загрузиться в этот интерфейс. Перезагрузите компьютер и после его включения нажмите одну из кнопок — F2, F8, F10, Escape или Delete. Какую именно, зависит от модели системной платы и версии BIOS.

Это также можно сделать через UEFI. На новых материнских платах уже установлена эта графическая оболочка. Фактически, это тот же БИОС, но в красивой «обертке». Здесь нужно найти раздел Fan Temperature или Fan Control.

Обратите внимание, чтобы в названии опции не было слов CPU или GPU — такие настройки отвечают за вентилятор процессора или видеокарты.

Чтобы изменить текущее значение, выделите этот пункт с помощью стрелок на клавиатуре, нажмите Enter и укажите подходящий параметр. Рекомендую начинать с 80%, а потом постепенно понижать, если кулер продолжает сильно шуметь.

Для сохранения настроек нужно нажать F10. Изменения вступят в силу при следующей загрузке Windows.

Как настроить скорость вентиляторов в ПК

Современная компьютерная техника для охлаждения системы самостоятельно регулирует обороты вентиляторов. Однако, в большинстве случаев, чтоб добиться комфортного соотношения эффективности и шума, лучше это выполнить в ручном режиме.

О способах регулирования оборотов корпусных вентиляторов и процессорного охлаждения мы сегодня и поговорим.

Зачем нужна регулировка вентиляторов?

Изначально параметры работы вентиляторов устанавливаются материнской платой в зависимости от показателей температурных датчиков и настроек BIOS.

Но не всегда автоматическая система эффективно справляется со своими функциями. Чаще всего это один из следующих сценариев:

• Разгон компонентов системы.
• Постоянная работа компьютера на повышенных нагрузках.
• Замена кулеров на более мощные.
• Изменение климата помещения.
• Устаревшая система охлаждения.
• Компьютер давно не чистили.

Если причиной чрезмерной работы кулеров является перегрев системы из-за жары или загрязнения системы пылью, вручную уменьшать обороты вентиляторов нельзя. Для начала следует выполнить чистку и обслуживание компьютера. Возможно понадобится заменить термопасту на процессоре. Если устройство давно не обслуживалось, эти манипуляции позволят снизить температуру рабочих узлов на 10 – 15 °С.

В случае разгона, следует уделять повышенное внимание рабочим температурам компонентов системы и своевременно принимать меры по их регулировке. Чрезмерный перегрев чреват выходом из строя разогнанных комплектующих. Если же перегрева не наблюдается, а кулеры работают на максимальных оборотах, это приводит к лишнему энергопотреблению и шумовой нагрузке.

В остальных случаях, если перегрева системы нет, а вентиляторы работают на полную мощность, выполняя более 2000 – 3000 тысяч оборотов в минуту, следует изменить параметры их работы вручную.

Сделать это можно тремя способами.

Настройка через BIOS

Перейти в BIOS можно, нажав соответствующую кнопку клавиатуры при запуске компьютера. В зависимости от модели материнской платы, это может быть F2 или Del.

Обычно раздел настройки вентиляторов находится на стартовой странице и называется «Fan Control». В разделе можно найти 3 типа устройств:

• CPU FAN – процессорный вентилятор.
• Chassis FAN или CHA FAN – корпусные вентиляторы.
• AUX FAN – порты для подключения дополнительных вентиляторов. Их управление выполняется выносными регуляторами, а материнская плата только обеспечивает питание.

Возле названия каждого вентилятора указываются его обороты. Чтоб перейти к настройке, следует выбрать устройство.

Обычно настройка процессорного вентилятора реализована в виде графика, к которому предлагаются базовые режимы: Silent, Standart, Turbo или другие, на усмотрение производителя. А также ручной режим – Manual или Custom.

Для регулировки следует передвигать контрольные точки графика. Однако, полностью выставлять производительность вентилятора на минимальные значения не рекомендуется, особенно при настройке процессорного охлаждения. График должен иметь вид плавной кривой, в которой температуре 30 °С должна соответствовать минимальная скорость вентилятора, а 80 °С – максимальная. Если возможно – проверьте эффективность охлаждения в максимальной нагрузке. Из-за особенностей как самих вентиляторов, так и радиаторов разницы в эффективнойсти охлаждения между 85% скорости и 100% может и не быть, а вот шума прибавится ощутимо. Тест стоит проводить не менее 10 минут по длительности – за это время система выйдет на уровень температурной стабильности. Речь конечно-же о воздушных и 240-мм жидкостных системах. При использовании 360 и более габаритных радиаторов прогрев до состояния равновесия может занять до получаса.Промежуточные значения выбирайте исходя из параметров системы, оценивая каждый показатель и подбирая необходимое значение практическим путем под нагрузкой.

Настройка корпусных вентиляторов редко реализована визуально. Обычно предлагается вводить мощность в процентах на каждый из трех режимов работы: Min, Middle, и Max.

Регулировка при помощи утилиты SpeedFan

SpeedFan – самое популярное бесплатное приложение с русскоязычным интерфейсом. Среди его функций:

• Определение степени загрузки процессора и каждого ядра.
• Контроль температур основных компонентов ПК.
• Мониторинг рабочих параметров системы.
• Управление скоростями вентиляторов.

Программа позволяет регулировать обороты каждого вентилятора, подключенного к материнской плате, параллельно оценивая, как изменяется температура на датчиках. Можно задать необходимые уровни температур, и система будет автоматически подстраивать частоту оборотов кулеров. Также можно выставить автоматический режим. Для этого следует поставить галочку в строке Automatic fan speed (Автоскорость вентиляторов).

В большинстве случаев, если вентиляторы подключены напрямую к блоку питания, их можно регулировать только физически.

Физическая регулировка

Для управления скоростями работы вентиляторов используют специальный многоканальный регулятор скорости – реобас. Он монтируется в системный блок или на переднюю панель. Также можно встретить внешние устройства, которые закрепляются на корпусе при помощи магнитов или липучек.

В зависимости от конфигурации, реобас может выполнять сразу несколько функций:

• Увеличивать количество разъемов для подключения кулеров.
• Регулировать рабочие параметры вентиляторов: скорость вращения, потребляемая энергия.
• Контролировать температурный режим системы.
• Визуализировать показатели работы кулеров и системы.

Выбирают реобас по ряду характеристик:

• Тип управления: ручной или автоматический.
• Функционал.
• Количество подключаемых вентиляторов.
• Количество термодатчиков.
• Наличие дисплея.

Самые простые реобасы будут показывать скорость только одного кулера, передавая значения на датчик материнской платы. С остальных кулеров показания не снимаются.

Некоторые топовые модели могут быть оснащены микрофонами и способны автоматически настраивать режим работы системы охлаждения в соответствии с шумовым фоном помещения.