Ю. РЕВИЧ, г. Москва
Радио, 2002 год, № 8
Серьезный недостаток современных компьютеров заключается в том, что они относительно громко шумят. Приходится только удивляться периодически возникающим спорам по поводу нюансов звучания той или иной акустической системы компьютера, если уровень шума системного блока не опускается ниже 30...40 дБ. Определяющий вклад в этот шум вносят вентиляторы блока питания и микропроцессора. Частично решить проблему можно, заменив дешевые вентиляторы более дорогими, но действительно малошумящие кулеры известных фирм в России не так просто приобрести, да и их хватит не более чем на полгода — за это время подшипники все равно разболтаются. Между тем значительно снизить уровень шума и заодно продлить срок службы вентилятора не так уж и сложно — достаточно встроить в системный блок компьютера описываемый ниже автоматический регулятор их частоты вращения.
Принципиальная схема устройства, регулирующего частоту вращения вентилятора в зависимости от температуры, изображена на рисунке. Так как вентиляторов в компьютере минимум два, оно содержит два независимых канала, выполненных каждый на одном из ОУ, входящих в микросхему МАХ478 фирмы MAXIM. Выбор Этой относительно дорогой микросхемы обусловлен тем, что ее ОУ позволяют достаточно полно использовать диапазон напряжения питания и не склонны к самовозбуждению при любых коэффициентах усиления и вариантах включения.
Рассмотрим для примера работу верхнего (по схеме) регулятора (А1), предназначенного для регулирования частоты вращения вентилятора блока питания. Датчик температуры 1RK1 — термистор, приклеенный к поверхности охлаждающего теплоотвода. Вентилятор подключен к выходу эмиттерного повторителя на транзисторе 1VT1. При повышении температуры сопротивление термистора снижается, напряжение на выходе змиттерного повторителя повышается и, следовательно, растет частота вращения вентилятора. Устройство настраивают таким образом, чтобы при температуре теплоотвода около +60 °С (при нормальной работе она не должна превышать +40...50 °С) напряжение питания вентилятора достигало 9,5... 10,2 В (выше не позволит цепь выходной каскад ОУ DA1.1 — эмиттерный повторитель 1VT1 — диод 1VD1).
Если температура продолжает увеличиваться, срабатывает узел аварийного включения, собранный на резисторах 1R2, 1R3, транзисторе 1VT2 и реле 1К1. При превышении установленного порога транзистор открывается и контакты реле подключаю вентилятор напрямую к шине питания +12 В. Устройство при этом "защелкивается" — вывести его из этого состояния можно только выключением питания. Если вы хотите избежать "защелкивания", подключите резистор 1R2 непосредственно к выводу эмиттера транзистора 1VT1. Диод 1VD1 защищает выход ОУ от замыкания на шину питания, конденсатор 1С1 предотвращает случайное срабатывание узла аварийного включения при наличии помех.
Вторая половина устройства (А2) отличается от рассмотренной наличием конденсатора С1 начального запуска и разделением верхнего резистора делителя установки нуля на два (R4 и R5). Дело в том, что электродвигатель вентилятора имеет некоторый порог запуска, а отдельные системные платы могут вообще не запуститься, если вентилятор процессора не крутится (сигнал поступает по желтому проводу вентилятора). Конденсатор С1 при включении питания разряжен и в первый момент замыкает резистор R5, в результате чего на вентилятор подается повышенное напряжение, достаточное для запуска. Если это не критично, конденсатор С4 лучше убрать, а резисторы R4 и R5 объединить в один, как и в первом регуляторе.
В устройстве можно применить термисторы любого типа, однако желательно, чтобы их корпусы имели плоскую поверхность для обеспечения надежного теплового контакта при приклеивании к охлаждающему теплоотводу, а сопротивление при +25 °С составляло не менее нескольких килоом. Номинальное сопротивление резистора обратной связи 1R1 (2R1) должно в 2...3 раза превышать зто значение.
Транзисторы 1VT1 и 2VT1 — КТ815Г или КТ815Б со статическим коэффициентом передачи тока не менее 100. Реле — любые малогабаритные с напряжением срабатывания не более 12 В (автор использовал реле РЭС49 исполнения РС4.569.421-08). Все резисторы — МЛТ или С1-4, диоды — любые с прямым током не менее 200 мА, оксидные конденсаторы — К50-35. При отсутствии МАХ478 допустимо использовать отечественный двухканальный ОУ К140УД20. При самовозбуждении следует включить параллельно резисторам 1R1 и 2R1 керамические конденсаторы емкостью 1...2 мкФ.
Устройство собирают на печатной или макетной плате размерами примерно 30x100 мм. Во избежание неприятностей в компьютер следует устанавливать уже настроенное устройство. Вначале измеряют напряжение 12-вольтного источника в системном блоке под нагрузкой (толстый желтый провод). Обычно оно равно + 12,1...12,2 В. Установив точно такое же напряжение на выходе лабораторного источника питания (он должен быть стабилизированным), подключают к нему регулятор, временно отсоединив резисторы 1R2 и 2R2 делителей аварийного включения и конденсатор ; С1 системы начального запуска.
Перед налаживанием выводы термистора изолируют каким-либо диэлектрическим лаком. После его высыхания термистор помещают в воду с комнатной температурой (ее контролируют бытовым термометром) и подстроечным резистором R2 устанавливают на эмиттере транзистора 1VT1 напряжение около 3,5 В (это примерно соответствует порогу остановки вентилятора; лучше, конечно, настройку проводить с подключенным вентилятором). Затем помещают термистор в воду с температурой +55...60°С и подбором резистора обратной связи 1R1 устанавливают на эмиттере 1VT1 напряжение около 9,5 В. Эту процедуру повторяют несколько раз до получения нужных значений при обоих значениях температуры.
После этого подключают делитель аварийного включения вентилятора и, погрузив термистор в воду с температурой выше +60°С, подбирают резистор 1R3 таким образом, чтобы узел аварийного включения срабатывал при напряжении 9,5...10 В.
Аналогично настраивают второй регулятор (напряжения на эмиттере транзистора 2VT1 устанавливают подстроечным резистором R6 и подбором резистора 2R1) . В завершение, если необходимо, подключают конденсатор С1 и проверяют работоспособность устройства в целом.
Отлаженное устройство устанавливают в любом месте системного блока компьютера подальше от тепловыделяющих деталей. Затем, вскрыв блок питания, извлекают его плату, выпаивают из нее красный провод вентилятора и впаивают вместо него провод питания +12 В регулятора. Красный провод соединяют с выходом регулятора, а общий провод прочно закрепляют под любой винт, имеющий контакт с корпусом системного блока. Термистор 1RK1 надежно приклеивают к самому большому теплоотводу блока на ровную поверхность, как можно ближе к транзистору, или вклеивают между ребрами геплоотвода (надежность теплового контакта — определяющая часть успеха!). Провода, соединяющие термистор с регулятором, выводят из блока питания в одном жгуте со штатными.
Затем монтируют датчик 2RK1 на теплоотводе микропроцессора, откусывают красный провод вентилятора непосредственно у разъема и подсоединяют его к выходу второго регулятора.
Работоспособность описанного устройства проверена на системе с процессором Celeron-633 и блоком питания 230 Вт в АТХ-корпусе "мини-тауэр". При температуре в помещении +20°С напряжение на вентиляторе микропроцессора не превышало 6 В, а на вентиляторе блока питания — 7,5 В. Разумеется, при иных характеристиках системы, охлаждающих элементах и конструкции корпуса напряжения могут быть другими.
