Smart Fаn своими руками

Сегодня мы поговорим о регулировке оборотов вентиляторов, установленных внутри корпуса. Как вы знаете, все современные материнские платы умеют делать это самостоятельно, причем делают это весьма неплохо. Правда, разъемов для подключения дополнительных вентиляторов на платах обычно не больше двух. Да и владельцы не столь современных плат не прочь, я думаю, снизить шум, издаваемый вентиляторами.

Именно для читателей, интересущихся данной темой, и было разработано данное устройство.

Внимание, при изготовлении и эксплуатации описываемой схемы будьте аккуратны и соблюдайте меры предосторожности при работе с паяльником! Тщательно проверяйте монтаж устройства перед подключением к блоку питания компьютера и при установке в корпус!

Что, где и как происходит?

Например, в фирменном корпусе стоимостью около 500 долларов регулировка оборотов корпусных вентиляторов производится вручную. Многих это не устраивает – если есть возможность "поддавать газу" в автоматическом режиме, почему бы не сделать именно так? Да, такие устройства в природе есть, но цена их при этом достаточно велика. А что, если собрать подобный девайс самому? Конечно, добавив при этом красивую разноцветную индикацию режимов работы вентиляторов.

Логика работы устройства такая: непосредственно после включения на вентиляторы начинает подаваться напряжение около 6 Вольт (с кратковременным повышением в самый начальный момент до 12 Вольт - для устойчивого запуска), а затем при повышении температуры до установленного заранее порога оно скачком повысится до максимального значения 12 Вольт. Когда температура понизится, напряжение на выходе регулятора снова уменьшится до 6 Вольт и вентиляторов практически не будет слышно. В принципе, нижний порог напряжения (6 Вольт) можно будет потом изменить по желанию в зависимости от шумности вентиляторов. По сути, мы просто заменяем (или дополняем?) обычную для многих ручку переменного резистора (регулятора напряжения подаваемого на вентиляторы - он регулирует скорость вращения их роторов) электронным "переключателем режимов". Наверное, будет проще всего подсоединить сразу все дополнительные корпусные вентиляторы к выходу данного устройства, хотя никто не мешает собрать такую штуку персонально для каждой "вертушки".

Корпусные вентиляторы с тахометрическими датчиками в здешних краях редкость, поэтому схема рассчитана на подключение обычных двухвыводных вентиляторов.

Первая составная часть девайса – термовыключатель для вентилятора. Главное в нем – триггер Шмитта на транзисторах VT1 и VT2. Термодатчик – четыре паралельно соединенных германиевых диода типа Д9Б в обратном включении. В исходном состоянии сопротивление термодатчика велико, транзистор VT1 закрыт, VT2 открыт и напряжение на его коллекторе мало. Диод VD6 заперт обратным напряжением, ток через его цепь не протекает. При повышении температуры сопротивление термодатчика понижается (возрастает обратный ток диодов), и при достижении напряжением на базе некоторой пороговой величины транзистор VT1 открывается, VT2 закрывается. Напряжение на коллекторе VT2 скачком увеличивается до 12 Вольт. Через открывшийся диод VD6 и резистор R8 начинает протекать ток, сильнее открывая транзистор VT3 и повышая напряжение на выходе регулятора до максимума. Резистором R2 устанавливают порог срабатывания триггера.

Вторая часть схемы – немного переделанный регулятор напряжения. В исходном состоянии напряжение на базу транзистора подается со стабилитрона VD7 и диода VD8. Напряжение на выходе регулятора напряжения будет примерно 6 Вольт (если движок подстроечного резистора находится в самом нижнем положении по схеме). Пока на выходе триггера уровень наряжения низкий, диод VD6 закрыт, напряжение на базу транзистора VT3 поступает через открытый диод VD9 и резистор R9. Когда температура воздуха внутри корпуса возрастет и сработает триггер Шмитта, напряжение на базу регулирующего транзистора будет поступать уже с выхода "переключателя" через цепочку VD6, R8. Таким образом, напряжение на выходе регулятора будет скачком меняться при достижении пороговой температуры от +6 до +11,5 Вольт (в зависимости от типа используемого в регуляторе транзистора максимальное выходное напряжение может быть от 11,0 до 11,5 Вольт). Конечно, схему можно сделать и более простой, но главное здесь – сама идея, а ее конкретное воплощение – личное дело изготовителя. При наличии сильной тяги к экспериментам изменение оборотов вентилятора при повышении температуры можно сделать плавным, но это потребует некоторой переработки исходной схемы – замены триггера Шмитта на что-то другое.

Индикаторные светодиоды применяются такие: "MIN" – красный, "MAX" – зеленый (синего не достал), "WORK" – желтый.

Подстроечный резистор на 47 кОм можно заменить на другой, большего сопротивления. Вместо германиевых диодов можно попробовать применить терморезистор (примерно на 50-100 кОм), а потом помучиться с настройкой. Подстроечный резистор во второй части схемы можно заменить переменным, найти красивую ручку и прикрепить его к крышке, рядом с платой устройства. Тогда обороты вентиляторов можно будет регулировать вручную, а при повышении температуры внутрикорпусная вентиляция заработает в полную силу независимо от положения ручки регулятора.

Германиевые диоды имеют сильную зависимость обратного тока от температуры, именно эта их особенность и используется в данной схеме. Чем меньше они по размерам, тем быстрее схема будет реагировать на повышение температуры внутри корпуса. С другой стороны, сверхминиатюрную деталь будет легче повредить… Хотя, скорее всего, будут установлены детали, оказавшиеся в наличии на момент сборки. Количество диодов можно изменить, но тогда придется соответственно скорректировать величины последовательно соединенных с ним сопротивлений , если датчик не будет срабатывать при заданной температуре. (Это вариант скорее для "продвинутых" мастеров.) При настройке устройства нагревать диоды можно паяльником, помещая его жало рядом с корпусами диодов (но не касаясь их!).

Регулирующий транзистор может быть типа КТ815, КТ817 с любым буквенным индексом. Его лучше прикрутить к металлической пластинке толщиной 2-3 мм и площадью 5-6 см2, при этом нельзя допускать сопрокосновения этого радиатора с корпусом компьютера или "общим" проводом схемы. Величину напряжения на выходе регулятора в режиме "полного газа" устанавливают подбором величины сопротивления резистора R8 (его можно убрать совсем). Маломощные транзисторы – любые кремниевые, но возможно, в этом случае придется подбирать поточнее регулировочные сопротивления.

Если на выходе схемы подключено много вентиляторов – может потребоваться увеличение емкости пускового конденсатора С4 в несколько раз. (Схему запуска можно немного изменить, но как именно – подумайте сами).

Индикаторы напряжения весьма простые по конструкци. Работу их здесь подробно разбирать не будем, только поясню,что HL1 – индикатор минимального напряжения на выходе регулятора, HL2 – индикатор максимального напряжения, HL3 – индикатор исправности регулятора (он должен светиться во время работы при исправном регуляторе напряжения, но обороты вентилятора при этом не контролируются!). В принципе, HL3 можно и не ставить - по причине отсутствия промежуточных состояний напряжения на выходе регулятора. Но если вы хотите доработать данную схему, установив выключатель, который будет соединять базу транзистора с общим проводом, останавливая при этом вентиляторы – тогда индикатор наличия напряжения на выходе необходим (правда, в этом случае вентиляторы будет необходимо почаще смазывать для уверенного запуска при минимальном подводимом напряжении).

Для подключения устройства к проводам питания и вентиляторам нужно будет приобрести "разветвитель" с разьемами, который стоит практически копейки. А припаять провода от него к плате регулятора – работа несложная. Правда, у некоторых разветвителей "родные" провода не удается залудить. Тогда приходится вытаскивать контакты, разжимать крепления и вставлять в них "наши" многожильные монтажные провода, которые залуживаются без проблем.

Кое-что о сборке

Для монтажа данного девайса хорошо подходит крышка пятидюймового отсека. После сборки системного блока, как правило, остается хотя бы одна свободная крышка (оптические накопители есть практически у всех), которая в лучшем случае валяется среди запчастей, в худшем – просто выбрасывается. А если вы ее испортите в процессе работы – так она все равно была "запасной", и с крышкой, которая в данный момент установлена в корпусе, можно будет поработать дальше, только более аккуратно, с учетом прошлых ошибок. Можно, конечно, использовать и "трехдюймовую" крышку – кому как нравится.

При выборе типа светодиодов для индикаторов нужно учитывать и то, как выглядят индикаторы на вашем корпусе – чтобы не нарушать единство стиля. Как вы думаете, хорошо ли будут выглядеть здоровенные круглые светодиоды в крышке "пятидюймовки", в то время как индикаторы на корпусе – небольшие и прямоугольные? Вот и я думаю, что это будет не очень эстетично ("зато дешево, удобно и практично…"). Конечно, круглые отверстия проделывать будет проще, но и выглядят они не так стильно. Вот пример возможного расположения индикаторов на панели:

Теперь немного информации о монтаже электрической части. Печатную плату для данного устройства целесообразно разрабатывать, если вы хотите заняться мелкосерийным производством таких девайсов. В большинстве случаев для опытных образцов достаточно будет макетной платы – если монтаж проведен аккуратно и качественно, устройство будет работать годами, пока не надоест своим присутствием. Макетная плата изготавливается прорезанием канавок в фольге до текстолита, так, чтобы образовались изолированные друг от друга квадратики со стороной примерно в 1 см. К этим квадратикам и припаиваются выводы деталей. При необходимости детали можно будет легко отпаять и передвинуть в другое место (если начальная компоновка окажется неудачной). Если площадки расположены далеко друг от друга, соединяйте их отрезками многожильного изолированного провода. Печатную плату с деталями можно изнутри привинтить к нижней кромке крышки. Обратите внимание, что винты крепления должны быть с "потайной" головкой, чтобы они не торчали и не мешали вставлять крышку на место. Только вот незадача - нижняя кромка крышки весьма тонкая, поэтому будьте внимательны и острожны. В крайнем случае, прикрепите плату к крышке взятым напрокат клеевым пистолетом (можно обойтись и без него, приложив на нужное место и затем расплавив кусок клея паяльником). Если такого клея в пределах досягаемости нет, воспользуйтесь клеем "Момент". Плату постарайтесь сделать не очень большой, чтобы в будущем рядом с ней можно было разместить плату "мониторинга" оборотов вентиляторов (если возникнет такое желание). Светодиоды в отверстиях можно крепить также с помощью клеевого пистолета (кстати, во многих корпусах так и сделано). С наружной стороны крышки рядом со светодиодами для прикола попробуйте сделать какие-нибудь условные обозначения – раньше для этого удобно было использовать переводные изображения, но сейчас таких радиолюбительских шрифтов что-то не видно. Так что если нет навыков аккуратного написания букв – лучше не портите свою работу. Хотя крупная надпись – что-нибудь вроде "Smart Fаn Ltd" смотрелась бы неплохо (наверное).

Датчик необходимо разместить в верхней части корпуса, причем так, чтобы избежать замыкания его выводов с металлической поверхностью и попадания его под струю воздуха от вентилятора. Главное, чтобы в дальнейшем он не отлепился от своего посадочного места и его длинные провода не попали в крыльчатку вентилятора на процессоре.

Разумеется, первоначальное подключение лучше производить к какому-нибудь внешнему блоку питания 12 Вольт, чтобы при возможных ошибках в монтаже избежать больших материальных потерь. (Например, если будет перепутана полярность подключения диодного датчика температуры – транзистор VT1 мгновенно "сгорит"!).

При изготовлении девайса помните, что от аккуратности проделывания отверстий в крышке (монтажа деталей на плате снаружи все равно не видно, если его специально не демонстрировать) напрямую будет зависеть количество восторга, которое проявят окружающие вас друзья–моддеры. А уже от реального количества восторга будет зависеть теоретически возможное количество пива, которое пообещают вам друзья за изготовление такой же штуки для них.

Прямых вам рук и тихих вентиляторов!