کولر را کنترل می کنیم (کنترل حرارتی فن ها در عمل). کنترل کننده سرعت فن آنالوگ با کنترل حرارتی Sting، المنت گرمایشی

برای کسانی که هر روز (و به خصوص هر شب) از رایانه استفاده می کنند، ایده Silent PC بسیار به قلب آن نزدیک است. بسیاری از نشریات به این موضوع اختصاص داده شده است، اما امروزه مشکل نویز تولید شده توسط رایانه هنوز حل نشده است. یکی از منابع اصلی نویز در کامپیوتر خنک کننده پردازنده است. هنگام استفاده از ابزارهای خنک کننده نرم افزاری مانند CpuIdle، Waterfall و موارد دیگر، یا هنگام کار در سیستم عامل های Windows NT/2000/XP و Windows 98SE، میانگین دمای پردازنده در حالت Idle به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. با این حال، فن کولر این را نمی‌داند و با حداکثر ظرفیت با حداکثر نویز به کار خود ادامه می‌دهد. البته ابزارهای ویژه ای (مثلاً SpeedFan) وجود دارد که می تواند سرعت فن را کنترل کند. با این حال، چنین برنامه هایی در همه مادربردها کار نمی کنند. اما حتی اگر کار هم انجام دهند، می توان گفت که خیلی باهوش نیستند. بنابراین، هنگامی که کامپیوتر در حال بوت شدن است، حتی با یک پردازنده نسبتا سرد، فن با حداکثر سرعت خود کار می کند. راه خروج از این وضعیت در واقع ساده است: برای کنترل سرعت پروانه فن، می توانید یک رگولاتور آنالوگ با یک سنسور دمای جداگانه متصل به رادیاتور کولر بسازید. به طور کلی، راه حل های مدار بی شماری برای چنین ترموستات هایی وجود دارد. اما دو طرح کنترل حرارتی ساده سزاوار توجه ما هستند که اکنون به آنها خواهیم پرداخت.

شرح

اگر کولر خروجی سرعت سنج ندارد (یا این خروجی به سادگی استفاده نمی شود)، می توانید ساده ترین مداری را بسازید که دارای حداقل تعداد قطعات باشد (شکل 1).

برنج. 1. نمودار شماتیک نسخه اول ترموستات

از زمان "چهار"، یک تنظیم کننده مونتاژ شده طبق این طرح استفاده شده است. این بر اساس ریزمدار مقایسه کننده LM311 ساخته شده است (آنالوگ داخلی KR554CA3 است). علیرغم این واقعیت که از مقایسه کننده استفاده می شود، تنظیم کننده به جای تنظیم سوئیچینگ، تنظیم خطی را ارائه می دهد. ممکن است یک سوال منطقی مطرح شود: "چگونه اتفاق افتاد که از مقایسه کننده برای تنظیم خطی استفاده می شود و نه تقویت کننده عملیاتی؟" خوب، چندین دلیل برای این وجود دارد. اولاً این مقایسه کننده دارای یک خروجی کلکتور باز نسبتاً قدرتمند است که به شما امکان می دهد یک فن را بدون ترانزیستور اضافی به آن وصل کنید. ثانیا، با توجه به این واقعیت که مرحله ورودی بر روی ترانزیستورهای pnp ساخته شده است، که در یک مدار با یک کلکتور مشترک متصل می شوند، حتی با یک منبع تغذیه تک قطبی، می توان با ولتاژهای ورودی پایین، تقریباً در پتانسیل زمین کار کرد. بنابراین، هنگام استفاده از دیود به عنوان سنسور دما، باید در پتانسیل ورودی تنها 0.7 ولت کار کنید، که اکثر تقویت کننده های عملیاتی اجازه نمی دهند. ثالثاً، هر مقایسه‌کننده‌ای را می‌توان با بازخورد منفی پوشش داد، سپس به روشی کار می‌کند که تقویت‌کننده‌های عملیاتی کار می‌کنند (به هر حال، این دقیقاً همان اتصالی است که استفاده شده است).

دیودها اغلب به عنوان سنسور دما استفاده می شوند. برای یک دیود سیلیکونی، اتصال p-n دارای ضریب دمایی ولتاژ تقریباً -2.3 mV/°C و افت ولتاژ رو به جلو حدود 0.7 V است. اکثر دیودها دارای محفظه ای هستند که برای نصب آنها بر روی رادیاتور کاملاً نامناسب است. در عین حال، برخی از ترانزیستورها به طور ویژه برای این کار سازگار شده اند. یکی از این ترانزیستورهای داخلی KT814 و KT815 هستند. اگر چنین ترانزیستوری به رادیاتور پیچ شود، کلکتور ترانزیستور به صورت الکتریکی به آن متصل می شود. برای جلوگیری از مشکل، در مداری که از این ترانزیستور استفاده می شود، کلکتور باید به زمین متصل شود. بر این اساس، سنسور دمای ما به یک ترانزیستور pnp، به عنوان مثال، KT814 نیاز دارد.

البته می توانید به سادگی از یکی از اتصالات ترانزیستور به عنوان دیود استفاده کنید. اما در اینجا می توانیم باهوش باشیم و حیله گرانه تر عمل کنیم. واقعیت این است که ضریب دمای دیود نسبتاً پایین است و اندازه گیری تغییرات ولتاژ کوچک بسیار دشوار است. در اینجا نویز، تداخل و ناپایداری ولتاژ تغذیه تداخل دارد. بنابراین، به منظور افزایش ضریب دمای سنسور دما، اغلب از زنجیره ای از دیودهای متصل به صورت سری استفاده می شود. برای چنین زنجیره ای، ضریب دما و افت ولتاژ رو به جلو متناسب با تعداد دیودهای متصل افزایش می یابد. اما ما دیود نداریم، بلکه یک ترانزیستور کامل داریم! در واقع، با افزودن تنها دو مقاومت، می‌توانید یک شبکه دو ترمینالی روی یک ترانزیستور بسازید که رفتار آن معادل رفتار زنجیره‌ای از دیودها خواهد بود. این همان کاری است که در ترموستات توصیف شده انجام می شود.

ضریب دمایی چنین سنسوری با نسبت مقاومت های R2 و R3 تعیین می شود و برابر با Tcvd*(R3/R2+1) است که در آن Tcvd ضریب دمایی یک اتصال p-n است. افزایش نسبت مقاومت به طور نامحدود غیرممکن است، زیرا همراه با ضریب دما، افت ولتاژ رو به جلو نیز افزایش می یابد، که به راحتی می تواند به ولتاژ تغذیه برسد و سپس مدار دیگر کار نخواهد کرد. در رگولاتور توصیف شده، ضریب دما تقریباً -20 mV/°C انتخاب شده است، در حالی که افت ولتاژ رو به جلو حدود 6 ولت است.

سنسور دما VT1R2R3 در پل اندازه گیری قرار دارد که توسط مقاومت های R1، R4، R5، R6 تشکیل شده است. این پل توسط یک تثبیت کننده ولتاژ پارامتریک VD1R7 تغذیه می شود. نیاز به استفاده از تثبیت کننده به این دلیل است که ولتاژ منبع تغذیه +12 ولت در داخل رایانه کاملاً ناپایدار است (تنها تثبیت گروهی سطوح خروجی +5 ولت و + 12 ولت انجام می شود).

ولتاژ نامتعادل پل اندازه گیری به ورودی های مقایسه کننده اعمال می شود که به دلیل عملکرد بازخورد منفی در حالت خطی استفاده می شود. مقاومت تریمر R5 به شما امکان می دهد تا مشخصه تنظیم را تغییر دهید و تغییر مقدار مقاومت بازخورد R8 به شما امکان می دهد شیب آن را تغییر دهید. ظرفیت های C1 و C2 پایداری رگولاتور را تضمین می کند.

رگولاتور بر روی یک تخته نان، که یک تکه فایبرگلاس فویل یک طرفه است، نصب شده است (شکل 2).

طراحی کلاسیک" است، اما اتصال آن به رادیاتورهای استوانه ای (مثلاً مانند Orbs) می تواند مشکلاتی ایجاد کند. فقط ترانزیستور سنسور دما باید تماس حرارتی خوبی با رادیاتور داشته باشد. بنابراین، اگر کل برد روی رادیاتور قرار نگیرد، می توانید خود را به نصب آن بر روی آن محدود کنید این شامل یک ترانزیستور است که در این حالت با استفاده از سیم به برد وصل می شود. خود برد را می توان در هر مکان مناسبی قرار داد. اتصال ترانزیستور به رادیاتور دشوار نیست؛ حتی می توانید به سادگی آن را بین دنده ها قرار دهید و از تماس حرارتی با استفاده از خمیر رسانای حرارتی اطمینان حاصل کنید. روش دیگر بستن استفاده از چسب با هدایت حرارتی خوب است.

هنگام نصب یک ترانزیستور سنسور دما روی رادیاتور، دومی به زمین متصل می شود. اما در عمل این مشکل خاصی را ایجاد نمی کند، حداقل در سیستم هایی با پردازنده های Celeron و PentiumIII (قسمتی از کریستال آنها در تماس با هیت سینک رسانایی الکتریکی ندارد).

به صورت برقی، برد به سیم های فن متصل می شود. در صورت تمایل، حتی می توانید کانکتورها را نصب کنید تا سیم ها قطع نشود. یک مدار به درستی مونتاژ شده عملاً نیازی به تنظیم ندارد: فقط باید از مقاومت برش R5 برای تنظیم سرعت چرخش پروانه فن مورد نیاز مطابق با دمای فعلی استفاده کنید. در عمل، هر فن خاص دارای حداقل ولتاژ تغذیه است که در آن پروانه شروع به چرخش می کند. با تنظیم رگولاتور، می توانید چرخش فن را با کمترین سرعت ممکن در دمای رادیاتور، مثلاً نزدیک به محیط، بدست آورید. با این حال، با توجه به اینکه مقاومت حرارتی سینک های حرارتی مختلف بسیار متفاوت است، ممکن است تنظیمات شیب کنترل لازم باشد. شیب مشخصه با مقدار مقاومت R8 تنظیم می شود. مقدار مقاومت می تواند از 100 K تا 1 M متغیر باشد. هر چه این مقدار بیشتر باشد، دمای رادیاتور کمتر می شود فن به حداکثر سرعت می رسد. در عمل، اغلب بار پردازنده تنها چند درصد است. به عنوان مثال، هنگام کار در ویرایشگرهای متن، این مورد مشاهده می شود. هنگام استفاده از خنک کننده نرم افزاری در چنین لحظاتی، فن می تواند با سرعت کاهش قابل توجهی کار کند. این دقیقاً همان چیزی است که تنظیم کننده باید ارائه دهد. با این حال، با افزایش بار پردازنده، دمای آن افزایش می یابد و رگولاتور باید به تدریج ولتاژ تغذیه فن را به حداکثر برساند و از گرم شدن بیش از حد پردازنده جلوگیری کند. دمای رادیاتور در زمان رسیدن به سرعت کامل فن نباید خیلی زیاد باشد. ارائه توصیه های خاص دشوار است، اما حداقل این دما باید 5 تا 10 درجه از دمای بحرانی، زمانی که پایداری سیستم از قبل به خطر افتاده است، "تاخیر" داشته باشد.

بله، یک چیز دیگر. توصیه می شود ابتدا مدار را از منبع تغذیه خارجی روشن کنید. در غیر این صورت، در صورت وجود اتصال کوتاه در مدار، اتصال مدار به کانکتور مادربرد ممکن است به آن آسیب برساند.

اکنون نسخه دوم طرح. اگر فن مجهز به سرعت سنج باشد، دیگر امکان اتصال ترانزیستور کنترل به سیم زمین فن وجود ندارد. بنابراین، ترانزیستور مقایسه کننده داخلی در اینجا مناسب نیست. در این مورد، یک ترانزیستور اضافی مورد نیاز است که مدار فن +12 ولت را تنظیم می کند. در اصل، می توان به سادگی مدار را در مقایسه کننده تغییر داد، اما برای تنوع، یک مدار مونتاژ شده با ترانزیستور ساخته شد که از نظر حجم حتی کوچکتر بود (شکل 3).

برنج. 3. نمودار شماتیک نسخه دوم ترموستات

از آنجایی که کل برد قرار داده شده روی رادیاتور گرم می شود، پیش بینی رفتار مدار ترانزیستور بسیار دشوار است. بنابراین، مدل سازی اولیه مدار با استفاده از بسته PSpice مورد نیاز بود. نتیجه شبیه سازی در شکل نشان داده شده است. 4.

http://pandia.ru/text/80/325/images/image005_23.gif" width="584" height="193 src=">

برنج. 5. نمودار نصب نسخه دوم ترموستات

طراحی مشابه گزینه اول است با این تفاوت که تخته کمی کوچکتر است. مدار می تواند از عناصر معمولی (غیر SMD) و هر ترانزیستور کم مصرف استفاده کند، زیرا جریان مصرف شده توسط فن ها معمولاً از 100 میلی آمپر تجاوز نمی کند. توجه داشته باشم که از این مدار می توان برای کنترل فن هایی با مصرف جریان زیاد نیز استفاده کرد، اما در این مورد باید ترانزیستور VT4 با ترانزیستور قوی تر جایگزین شود. در مورد خروجی سرعت سنج، سیگنال تاکوژنراتور TG مستقیماً از برد رگولاتور عبور می کند و به کانکتور مادربرد می رود. روش تنظیم نسخه دوم رگولاتور هیچ تفاوتی با روش ارائه شده برای گزینه اول ندارد. فقط در این گزینه، تنظیم با استفاده از مقاومت پیرایش R7 انجام می شود و شیب مشخصه با مقدار مقاومت R12 تنظیم می شود.

استفاده عملی از ترموستات (به همراه ابزارهای خنک کننده نرم افزاری) کارایی بالای آن را در کاهش صدای تولیدی کولر نشان داده است. با این حال، خود کولر باید کاملاً کارآمد باشد. به عنوان مثال، در سیستمی با پردازنده Celeron566 که در فرکانس 850 مگاهرتز کار می کند، خنک کننده جعبه دیگر بازده خنک کننده کافی را ارائه نمی دهد، بنابراین حتی با یک بار متوسط پردازنده، رگولاتور ولتاژ تغذیه کولر را به حداکثر مقدار افزایش می دهد. این وضعیت پس از جایگزینی فن با فن کارآمدتر با افزایش قطر تیغه اصلاح شد. اکنون فن تنها زمانی به سرعت کامل می رسد که پردازنده برای مدت طولانی با تقریباً 100 درصد بار کار کند.

ما فن را در رایانه کنترل می کنیم - کولر (کنترل حرارتی - در عمل)

هنگام استفاده از ابزارهای خنک کننده نرم افزاری مانند CpuIdle، Waterfall و موارد دیگر، یا هنگام کار در سیستم عامل های Windows NT/2000/XP و Windows 98SE، میانگین دمای پردازنده در حالت Idle به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. با این حال، فن کولر این را نمی‌داند و با حداکثر ظرفیت با حداکثر نویز به کار خود ادامه می‌دهد. البته ابزارهای ویژه ای (مثلاً SpeedFan) وجود دارد که می تواند سرعت فن را کنترل کند. با این حال، چنین برنامه هایی در همه مادربردها کار نمی کنند. اما حتی اگر کار هم انجام دهند، می توان گفت که خیلی باهوش نیستند. بنابراین، هنگامی که کامپیوتر در حال بوت شدن است، حتی با یک پردازنده نسبتا سرد، فن با حداکثر سرعت خود کار می کند.

راه خروج از این وضعیت در واقع ساده است: برای کنترل سرعت پروانه فن، می توانید یک رگولاتور آنالوگ با یک سنسور دمای جداگانه متصل به رادیاتور کولر بسازید. به طور کلی، راه حل های مدار بی شماری برای چنین ترموستات هایی وجود دارد. اما دو طرح کنترل حرارتی ساده سزاوار توجه ما هستند که اکنون به آنها خواهیم پرداخت.

شرح

برنج. 1. نمودار شماتیک نسخه اول ترموستات

دیودها اغلب به عنوان سنسور دما استفاده می شوند. برای یک دیود سیلیکونی، اتصال p-n دارای ضریب دمای ولتاژ تقریباً -2.3 mV/°C و افت ولتاژ رو به جلو در حدود 0.7 V است. اکثر دیودها دارای محفظه ای هستند که برای نصب آنها بر روی رادیاتور کاملاً نامناسب است. در عین حال، برخی از ترانزیستورها به طور ویژه برای این کار سازگار شده اند. یکی از این ترانزیستورهای داخلی KT814 و KT815 هستند. اگر چنین ترانزیستوری به رادیاتور پیچ شود، کلکتور ترانزیستور به صورت الکتریکی به آن متصل می شود. برای جلوگیری از مشکل، در مداری که از این ترانزیستور استفاده می شود، کلکتور باید به زمین متصل شود. بر این اساس، سنسور دمای ما به یک ترانزیستور pnp، به عنوان مثال، KT814 نیاز دارد.

البته می توانید به سادگی از یکی از اتصالات ترانزیستور به عنوان دیود استفاده کنید. اما در اینجا می توانیم باهوش باشیم و کار حیله گرانه تری انجام دهیم :) واقعیت این است که ضریب دمایی دیود نسبتاً پایین است و اندازه گیری تغییرات ولتاژ کوچک بسیار دشوار است. در اینجا نویز، تداخل و ناپایداری ولتاژ تغذیه تداخل دارد. بنابراین، به منظور افزایش ضریب دمای سنسور دما، اغلب از زنجیره ای از دیودهای متصل به صورت سری استفاده می شود. برای چنین زنجیره ای، ضریب دما و افت ولتاژ رو به جلو متناسب با تعداد دیودهای متصل افزایش می یابد. اما ما دیود نداریم، بلکه یک ترانزیستور کامل داریم! در واقع، با افزودن تنها دو مقاومت، می‌توانید یک شبکه دو ترمینالی روی یک ترانزیستور بسازید که رفتار آن معادل رفتار زنجیره‌ای از دیودها خواهد بود. این همان کاری است که در ترموستات توصیف شده انجام می شود.

سنسور دما VT1R2R3 در پل اندازه گیری قرار دارد که توسط مقاومت های R1، R4، R5، R6 تشکیل شده است. این پل توسط یک تثبیت کننده ولتاژ پارامتریک VD1R7 تغذیه می شود. نیاز به استفاده از تثبیت کننده به این دلیل است که ولتاژ منبع تغذیه +12 ولت در داخل رایانه کاملاً ناپایدار است (در منبع تغذیه سوئیچینگ فقط تثبیت گروهی سطوح خروجی +5 ولت و 12 ولت انجام می شود).

رگولاتور بر روی یک تخته نان، که یک تکه فایبرگلاس فویل یک طرفه است، نصب شده است (شکل 2).

برنج. 2. نمودار نصب اولین نسخه ترموستات

برای کاهش اندازه برد، توصیه می شود از عناصر SMD استفاده کنید. اگرچه، در اصل، می توانید با عناصر معمولی کنار بیایید. برد با استفاده از پیچی که ترانزیستور VT1 را محکم می کند به رادیاتور خنک کننده محکم می شود. برای انجام این کار، باید یک سوراخ در رادیاتور ایجاد کنید، که در آن توصیه می شود یک نخ M3 را برش دهید. به عنوان آخرین راه حل، می توانید از پیچ و مهره استفاده کنید. هنگام انتخاب مکانی روی رادیاتور برای محکم کردن برد، باید مراقب دسترسی به مقاومت پیرایش در زمانی که رادیاتور داخل کامپیوتر است، باشید. به این ترتیب، می توانید برد را فقط به رادیاتورهایی با طراحی "کلاسیک" متصل کنید، اما اتصال آن به رادیاتورهای استوانه ای (مثلاً مانند Orbs) می تواند باعث ایجاد مشکل شود. فقط ترانزیستور سنسور دما باید تماس حرارتی خوبی با رادیاتور داشته باشد. بنابراین اگر کل برد روی رادیاتور قرار نمی گیرد، می توانید خود را به نصب یک ترانزیستور روی آن محدود کنید که در این حالت با استفاده از سیم به برد متصل می شود. خود تخته را می توان در هر مکان مناسبی قرار داد. اتصال ترانزیستور به رادیاتور کار دشواری نیست؛ حتی می توانید آن را به سادگی بین پره ها قرار دهید و از تماس حرارتی با استفاده از خمیر رسانای گرما اطمینان حاصل کنید. روش دیگر بستن استفاده از چسب با رسانایی حرارتی خوب است.

برنج. 3. نمودار شماتیک نسخه دوم ترموستات

نمودارهای شماتیک این دو گزینه ترموستات مشترکات زیادی دارند. به طور خاص، سنسور دما و پل اندازه گیری کاملاً یکسان هستند. تنها تفاوت تقویت کننده ولتاژ عدم تعادل پل است. در گزینه دوم، این ولتاژ به آبشار ترانزیستور VT2 عرضه می شود. پایه ترانزیستور ورودی معکوس آمپلی فایر و امیتر ورودی غیر معکوس است. سپس سیگنال به مرحله تقویت کننده دوم در ترانزیستور VT3 و سپس به مرحله خروجی در ترانزیستور VT4 می رود. هدف ظروف مانند گزینه اول است. خوب، نمودار سیم کشی رگولاتور در شکل نشان داده شده است. 5.

برنج. 5. نمودار نصب نسخه دوم ترموستات

نتیجه گیری

همانطور که می دانید در حال حاضر به جای رادیاتورهای بزرگ و سنگین از سیستم های خنک کننده فعال با فن استفاده می شود. در عصر ریزپردازنده ها و میکروکنترلرها، فن ها عمدتاً با استفاده از PWM (Pulse-Width Modulation) کنترل می شوند، یعنی عرض پالس عرضه شده به فن تنظیم می شود. در برخی موارد، به دلیل افزایش خطر تداخلی که ممکن است در قسمت‌های دیگر مدار رخ دهد، راه‌اندازی فن در حالت پالس ایده خوبی نیست. سپس به چنین کنترل کننده سرعت آنالوگ نیاز خواهیم داشت.

این مدار برای خنک کننده فعال طراحی شده است و به شما امکان می دهد چرخش 4 فن را به طور همزمان کنترل کنید. سنسور دما در اینجا یک ترانزیستور BD139 است، زیرا دقت مهم نیست و استفاده از یک ترانزیستور از این نوع به ما امکان می دهد هزینه کل سیستم کنترل حرارتی را کاهش دهیم.

علاوه بر این، محفظه این ترانزیستور به راحتی به هیت سینک پیچ می شود و تماس حرارتی خوبی را ایجاد می کند. کنترل سرعت شامل یک تغییر آرام در ولتاژ خروجی است، بنابراین هیچ تداخل الکتریکی ایجاد نمی کند، و آن را حتی برای تقویت کننده های قدرت کم نویز ایده آل می کند. وقتی به آرامی به UMZCH گوش می‌دهید، جایی که تلفات برق کم است و رادیاتور سرد است، اصلاً صدای فن‌ها را نمی‌شنوید.

نمودار شماتیک رگولاتور

نمودار شماتیک کنترل کننده سرعت موتور آنالوگ

اساس یک تقویت کننده عملیاتی دوگانه U1 (LM358) است. انتخاب این تقویت کننده عملیاتی نه تنها به دلیل قیمت پایین و در دسترس بودن آن است، بلکه مهمتر از همه، توانایی کار در ولتاژهای خروجی نزدیک به ریل قدرت پایین تر، یعنی نزدیک به پتانسیل زمین است.

نیمه اول آپ امپ (U1A) در پیکربندی تقویت کننده دیفرانسیل با بهره 1 کار می کند. بهره با استفاده از مقاومت های R4-R7 (100k) تنظیم می شود و در صورت لزوم با تغییر نسبت R7/R4 می توان آن را تغییر داد. حفظ همان نسبت R6/R5.

سنسور دما ترانزیستور T1 (BD139) یا به عبارتی پیوند پایه-کلکتور آن است که در جهت هدایت مورد نظر متصل شده است. مقاومت R1 (22k) جریانی را که از T1 می گذرد محدود می کند. ولتاژ پایه ترانزیستور T1 در دمای اتاق در محدوده 600 میلی ولت خواهد بود و مانند یک کانکتور PN معمولی، با افزایش دما به میزان 2.3 میلی ولت بر کلوین تغییر می کند.

خازن C1 (100nF) ولتاژ را فیلتر می کند، که سپس به مقاومت R4، یعنی ورودی تقویت کننده دیفرانسیل U1A اعمال می شود. تقسیم کننده بر روی R2 (22k)، P1 (5k) و R3 (120R) ساخته شده است و به شما امکان می دهد ولتاژی را که به مقاومت R5 عرضه می شود - ورودی غیر معکوس آمپلی فایر U1A تنظیم کنید. خازن C2 (100nF) ولتاژ را فیلتر می کند. در ساده ترین حالت، با استفاده از پتانسیومتر P1، لازم است ولتاژ را در C2 برابر با ولتاژ C1 در دمای اتاق تنظیم کنید. این باعث می شود ولتاژ خروجی تقویت کننده U1A (پایه 1) 0 (در دمای اتاق) باشد و با افزایش دما تقریباً 2.3 mV/K افزایش می یابد.

نیمه دوم ریز مدار (U1B) یک تقویت کننده با Ku 61 است که مقدار آن توسط عناصر R9 (120k) و R8 (2k) تعیین می شود. بهره با افزایش نسبت این مقاومت ها به میزان 1 تنظیم می شود.

محرک یک ترانزیستور دارلینگتون T2 (TIP122) است که به عنوان یک بافر ولتاژ با حداکثر جریان خروجی عمل می کند. مقاومت R10 (330R) جریان پایه ترانزیستور را محدود می کند.

ولتاژ خروجی U1A بیش از 60 برابر افزایش می یابد و سپس به ترانزیستور T2 می رود. جریان عبوری از ترانزیستور از طریق دیودهای D1-D4 (1N4007) به کانکتورهای GP2-GP5 که فن ها به آن متصل هستند، می رسد. خازن های C5-C8 (100uF) منبع تغذیه فن را فیلتر می کنند و علاوه بر این، صدای تولید شده توسط فن ها را در حین کار حذف می کنند.

درباره منبع تغذیه کنترلر حرارتی. این سیستم با ولتاژ 15 ولت با جریانی مطابق با درجه بندی موتورها تغذیه می شود. ولتاژ تغذیه به کانکتور GP1 و خازن های C3 (100nF) و C4 (100uF) فیلترهای آن هستند.

مونتاژ مدار

نصب سیستم کنترل موتور دشوار نیست؛ لحیم کاری باید با نصب یک جامپر آغاز شود. ترتیب اتصال عناصر باقی مانده به برد دلخواه است، اما برای شروع با مقاومت ها و LED ها و در نهایت با خازن ها و کانکتورهای الکترولیتی راحت است. روش نصب ترانزیستور T2 و سنسور دما T1 بسیار مهم است.

باید در نظر داشت که ترانزیستور T2 به صورت خطی عمل می کند، بنابراین تلفات زیادی تولید می شود که مستقیماً به گرما تبدیل می شود. این برد به گونه ای طراحی شده است که بتوان آن را به هیت سینک پیچ کرد. ترانزیستورهای T1 و T2 باید بر روی لیدهای بلند نصب شده و خم شوند تا بتوان آنها را روی رادیاتور نصب کرد. واشرها را فراموش نکنید تا آنها را به صورت الکتریکی از رادیاتور جدا کنید.

راه اندازی و راه اندازی

مداری که از اجزای قابل سرویس مونتاژ شده است باید فوراً کار کند. فقط باید به یاد داشته باشید که آستانه را با استفاده از پتانسیومتر P1 تنظیم کنید تا فن ها به آرامی در دمای اتاق بچرخند. ولتاژ روی فن در این حالت حدود 4 ولت است و برای دمای 80 درجه به 12 ولت یعنی با افزایش حدود 60 درجه می رسد.

با دانستن محدوده مورد نیاز تغییرات ولتاژ خروجی و محدوده تغییرات دما مربوطه، می توانید بهره Op-amp U1B را محاسبه کنید. این منجر به تغییر در محدوده ولتاژ خروجی، بیان شده بر حسب میلی ولت، و در نتیجه تغییر دما از مقدار ثابت 2.3 mV/K خواهد شد. سپس فقط باید از پتانسیومتر P1 برای تنظیم نقطه کار استفاده کنید تا در دمای اتاق ولتاژ خروجی برابر با ولتاژ مورد نیاز هنگام محاسبه حد پایین باشد.

مدار ارائه شده در زیر تنظیم ساده سرعت فن را بدون کنترل سرعت فراهم می کند. این دستگاه از ترانزیستورهای داخلی KT361 و KT814 استفاده می کند.

شکل 1 نمودار شماتیک رگولاتور.

از نظر ساختاری، برد مستقیماً در منبع تغذیه، روی یکی از رادیاتورها قرار می گیرد و دارای صندلی های اضافی برای اتصال سنسور دوم (خارجی) و قابلیت افزودن دیود زنر است که حداقل ولتاژ عرضه شده به فن را محدود می کند.

شکل 2 شکل ظاهری و توپولوژی برد مدار چاپی.

نشانگر چرخش کولر

مدار هم به توقف کامل کولر و هم به از دست دادن دورها واکنش نشان می دهد. نشانگر LED "Power" ارائه می شود که معمولاً به کانکتور معروف "Power led" روی مادربرد متصل می شود. منطق کار ساده است: اگر LED روشن است، همه چیز خوب است، اگر نه، وقت آن است که خنک کننده را برای "پیشگیری" بردارید. مدار بسیار ساده است و در صورت تمایل، می تواند به یک زنگ صوتی اضافی یا یک کلید اضافی مجهز شود که سیگنال "تنظیم مجدد" یا "خاموش خاموش" را تولید می کند.

ادامه دارد...

منبع: evm.wallst.ru

این نمودار نیز اغلب مشاهده می شود:

مدیریت کولر (کنترل حرارتی فن ها در عمل)

شرح

برنج. 1. نمودار شماتیک نسخه اول ترموستات

ضریب دمایی چنین سنسوری با نسبت مقاومت های R2 و R3 تعیین می شود و برابر با T cvd *(R3/R2+1) است، که در آن T cvd ضریب دمایی یک اتصال p-n است. افزایش نسبت مقاومت به طور نامحدود غیرممکن است، زیرا همراه با ضریب دما، افت ولتاژ رو به جلو نیز افزایش می یابد، که به راحتی می تواند به ولتاژ تغذیه برسد و سپس مدار دیگر کار نخواهد کرد. در رگولاتور توصیف شده، ضریب دما تقریباً -20 mV/°C انتخاب شده است، در حالی که افت ولتاژ رو به جلو حدود 6 ولت است.

سنسور دما VT1R2R3 در پل اندازه گیری قرار دارد که توسط مقاومت های R1، R4، R5، R6 تشکیل شده است. این پل توسط یک تثبیت کننده ولتاژ پارامتریک VD1R7 تغذیه می شود. نیاز به استفاده از تثبیت کننده به این دلیل است که ولتاژ منبع تغذیه +12 ولت در داخل رایانه کاملاً ناپایدار است (در منبع تغذیه سوئیچینگ فقط تثبیت گروهی سطوح خروجی +5 ولت و 12 ولت انجام می شود).

رگولاتور بر روی یک تخته نان، که یک تکه فایبرگلاس فویل یک طرفه است، نصب شده است (شکل 2).

برنج. 2. نمودار نصب اولین نسخه ترموستات

برنج. 3. نمودار شماتیک نسخه دوم ترموستات

برنج. 4. نتیجه شبیه سازی مدار در بسته PSpice

همانطور که از شکل مشاهده می شود، ولتاژ تغذیه فن به صورت خطی از 4 ولت در دمای 25 درجه سانتی گراد به 12 ولت در دمای 58 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. این رفتار کنترلر به طور کلی نیازهای ما را برآورده می کند و در این مرحله مرحله مدل سازی به پایان رسید.

برنج. 5. نمودار نصب نسخه دوم ترموستات