Аналоговый реобас. Управление вентиляторами компьютера или как сделать реобас своими руками. Вентиляторы для обдува

Реобас (контроллер) — это регулятор оборотов вентиляторов для компьютера. Некоторые корпуса уже имеют встроенный реобас, например Zalman Z9 Plus с регулятором рассчитанным на подключение двух корпусных вентиляторов. Как правило, реобас приходится покупать отдельно и необходимо определиться с выбором подходящего девайса. Первоначально следует прикинуть, сколько вентилятором будет подключено к регулятору. В данной статье рассматриваются контроллеры предназначенные для управления от 4 до 6 вентиляторами. Все рассматриваемые реобасы можно купить на сайте aliexpress.com.

Alseye a-100l (6 вентиляторов)

Контроллер для шести вентиляторов с жидкокристаллическим дисплеем.

Alseye a-100l (r) с красно-белым дисплеем (для черного корпуса)

Alseye a-100l (b) с сине-белым дисплеем (для черного корпуса)

Обзор реобаса Alseye a-100l смотрите в видео.

AeroCool Touch-2100 (5 вентиляторов)

Данный реобас дополнительно имеет два порта USB 3.0 и разъемы для подключения наушников и микрофона.

Обзор устройства смотрите в видео.

NI5L (5 вентиляторов)

Данный реобас оснащен цветным жидкокристаллическим дисплеем и рассчитан на подключение пяти вентиляторов суммарной мощностью до 10 Вт. Предназначен для установки в пятидюймовый отсек.

Начинка NI5L

STW 5043 (4 вентилятора)

Контроллер STW 5043 интересен тем, что на экране одновременно отображаются обороты всех четырех вентиляторов.

Доброго времени суток, уважаемые муськовчане. :)
Наткнувшись некоторое время назад на обсуждение темы установки серверных Xeon (s771) на материнские платы с s775, решил собрать в кои-то веки (последние несколько лет пользовался исключительно ноутами) себе системник на базе отданного друзьями барахлишка (но с прицелом на модернизацию) и Xeon E5450. Все сложилось удачно: системник собран, прекрасно работает, но не хватало тишины, т.к. ни аппаратно, ни программно гибко управлять вентиляторами возможности не было, кроме убогого Asus Q-Fan. Стало понятно - нужен реобас.

Первоначально выбор пал на , но после того, как выяснилось, что термосенсор там один единственный, вариант отпал.
Цены прочих брендовых моделей зашкаливали за разумный предел, поэтому дальнейшее рассмотрение перешло на китайские модели. Благо, выбор велик: от дешевых и дырявых, как решето, с различными интерфейсными разъемами, до .
Я остановился на среднем варианте, с приличным внешним исполнением, но без ненужных наворотов. Выбор пал на четырехканальную модель . На YouTube я видел множество обзоров на другие модели данного производителя и отзывы были положительные.
Итак, заказ сделан. Несколько недель прошли незаметно и вот - посылка прибыла.
Реобас упакован в картонную коробку.

Кроме самого реобаса в коробке обнаружился крепеж и красочная инструкция с рекомендациями по расположению термосенсоров.

Внешне реобас выглядит на 5. Алюминиевая крашеная панель с блестящей снятой фаской вокруг дисплея. (Или имитация? Царапать не стал.)

Внутренности.

Установка проста до невозможности.
1. Снимаем 5.25"-планку с мордочки системника, и вставляем реобас, аккуратно пропихнув в отверстие пучок проводов.
2. Фиксируем на винты.
3. Подключаем вентиляторы через стандартные 3-хпиновые коннекторы в порядке по собственному усмотрению. (Увы, если вентиляторы оборудованы другими типами разъемов, то придется приложить очумелые ручки. Мне с одним вентилятором пришлось повозиться.)
4. Крепим соответствующие термосенсоры согласно рекомендациям и подключенным вентиляторам. (Если подключенный на первый шлейф вентилятор обдувает процессор, то и термосенсор на первом шлейфе должен измерять температуру процессора.)
5. Включаем компьютер и настраиваем реобас.

До.

После.

Дисплей.

В правом верхнем углу зона разблокировки дисплея (обычно он заблокирован и блокируется автоматически через 30 секунд после последнего нажатия).
В левом верхнем углу зона настройки яркости дисплея. Всего четыре уровня яркости дисплея (четвертый - подсветка выключена). Долгое нажатие на кнопку (> 3 сек) переключает отображаемую температуру с цельсиев на фаренгейты и обратно.
Также на дисплее присутствуют четыре зоны регулировки, соответсвующие каналам. В каждой зоне - две подзоны. Верхняя («температурная»), где отображается температура, и нижняя («вентиляторная»), где отображаются обороты и вольтаж.
В «температурной» подзоне можно настроить максимальную температуру, при превышении которой реобас начнет истошно орать противной пищалкой.
В «кулерной» подзоне долгим нажатием можно задать как конкретное напряжение на вентиляторе (от 5В до 12В с шагом 1В), так и установить автоматический режим работы. Возможности полностью остановить вентиляторы нет. Еще раз отмечу: регулировка оборотов производится изменением напряжения, не PWM . Разъемы трехпиновые.

Естественно, все настройки поканальные.
Также присутствует детектор «незапуска», а также «отвала»: если обороты вентилятора при старте равны нулю или в процессе работы вентилятор отключается, реобас также начинает истошно орать.
Точность измерения температуры заявлена как +-1 градус, хотя при этом на дисплее отображаются и десятые доли градуса. При зажатии сенсоров в ладони отображаемая на дисплее температура была от 36 до 37 с копейками градусов, что укладывается в указанную погрешность.
В целом, я доволен реобасом. Очень красивый. Индикация приятная и ненавязчивая. Управление несложное.
Из минусов я бы отметил невозможность отключение алярма. Хотя бы этого дурацкого писка при нажатии на дисплей.
Впрочем, тыкать в дисплей приходится нечасто, поэтому недостаток некритичный.
Если у вас возникли еще вопросы по сабжу - пишите. Постараюсь ответить.
ЗЫ. Фоткал вечером на телефон, поэтому не судите строго.

Прошло то время, когда компьютерам было достаточно пассивного охлаждения одними лишь крошечными алюминиевыми радиаторами, когда пользователи всего мира тупо пялились в полукруглые, как линзы, мониторы и не знали, что такое Pentium 4. М-да, это было, поистине, прекрасное время! Заходишь в комнату: слышно, как птички поют, ветерок по улицам гуляет. А компьютер работает себе угрюмый в DOS’e и лишь изредка слышны еле заметные потрескивания жёсткого диска. Красота! Уединение с природой.… Но что сейчас…

В моём системном блоке стоят 6 вентиляторов (включая процессорный и видеокарточный), так что вшестером у них здорово получается портить мне настроение и слуховые перепонки, особенно по ночам. Если ставить мой системник в сравнение с чем-нибудь, то самой темой будет турбина от самолёта. Представили? А теперь представьте, что с этим монстром я сосуществую каждый день. Такое впечатление, что внутри корпуса установлена та самая авиационная турбина, которая вот-вот норовит взлететь в воздух и унести с собой моё железо. Но нет! Со мной такие фокусы не пройдут! Этот вопрос можно решить двумя способами:

Удаление «лишних» вентиляторов — вариант для лентяев.
Спаять контроллер вентилей — вариант для нелентяев (Одно слово).

Я выбрал второй вариант, т.к. относил себя к очень даже нелентяям, и, кроме того, лишних карлесонов у меня в системнике было. Для тех, кто не в курсе: реобас (или RheoBus) - устройство, предназначенное для плавного управления напряжением, подаваемым от блока питания на вентиляторы. Если вам моя речь покажется чересчур наполненной заковыристыми словами, то пусть они вас не пугают, т.к. всё сводится к спайке одной схемы, которая до ужаса проста.

Итак, приступаем. Что нам надо из деталей и расходных материалов:

Транзистор КТ 819 Г - 2 штуки.
Переменный резистор номиналом от 4,3 до 4,8 кОм - 2 штуки. Идеальный вариант - 4,7 кОм, его я и использовал.
Двухпозиционный тумблер, т.е. вкл/выкл - 2 штуки.
Одноканальная пружинная клемма - 1 штука.
3-х дюймовая заглушка - 1 штука.
Салазки от дохлого флопика - 1 штука.

Лирическое отступление (можно пропустить)

С ними у меня вообще целая история вышла. Незадолго до написания этой статьи у моего друга, а он тоже, типа, моддер, заборохлил флоп. Естественно, друг (В целях анонимности я не буду разглашать его имя, а то убьет ещё потом ) уже собрался тащить своего больного ко мне, и уже почти вышел из своей квартиры, как… Вот скажите мне, каким образом можно случайно (Повторяю, случайно!) ударить со всей дури пакетом с флопом о пол, чтобы у него поломалась пополам главная плата, чтобы из него посыпались шурупы и чтобы верхней крышкой чуть не убило домашнего кота по имени Семён? Что, не знаете? Вот и я не знаю. А у него как-то получилось. Я долго потом смеялся…

Так вот, достался мне его флопик (Вернее, то, что от него осталось) всего за 30 рублей. Я тут же благополучно вытащил верхнюю крышку, а остальное отправил в утиль.

Так же ещё нам понадобится:

Малярный скотч
Молекс. Нам нужен тот, в который вставляют (молекс-мама), но никак не тот, который вставляют (молекс-папа).
Ручки на переменные резисторы - 2 штуки.
Радиаторы охлаждения на транзисторы. Не обязательный элемент.
Коннекторы вентиляторов (молекс-мама для вентилятора), т.е. такие штуки, которые стоят на материнских платах и в которые питание вентиляторов подключают. ИМХО смотрите на фотографии - всё поймёте. Купить такие штучки можно в компьютерных магазинах или на радиорынках.

Инструменты:

Паяльник и всё к нему.
Супер - Клей.
Изолента или термоусадка.
Плоскогубцы и кусачки.
Дрель или дремель.
Острый нож, коим могут быть: канцелярский нож, хирургический скальпель и т.д.
Руки, растущие не от нижней чахры кундолинии (т.е. не от попы), а от какого-нибудь другого места. Скажем, от плеч.

Let’s go!

Давайте взглянем на схему по которой мы и будем паять наш реобас.

Как видите, я добавил в свой реобас ещё пружинную клемму и пару переключателей. Зачем? Для разнообразия. Пусть наш реобас будет не просто реобас, а реобас/фэнбас. А клемма даёт 12 вольт прямо на морде системника, что очень удобно. Не надо лишний раз лезть в корпус за молексом.

Приступаем к процессу изготовления.

Сначала срезаем все мешающиеся защёлки на заглушке, благодаря которым она держалась в корпусе.

Теперь немного обработаем клемму, а именно: срезаем боковые пластины, иначе она не влезет в заглушку. Для сравнения взгляните на фотографию с материалами.

Прикладываем наши радиодетали к панели и делаем разметку. Советую сделать немного запаса, иначе потом уже будет поздно что-то менять и панель будет безвозвратно испорчена.

Режем, сверлим, пилим, строгаем…

Квадратное окошко для клеммы сделано скальпелем, нагретым на огне. Круглые - дрелью.

Теперь я, немного обработав получившиеся отверстия, вмонтировал все инструменты регулирования реобаса в заглушку. Говорю сразу: переменники сажал на клей, клемму - тоже на клей, а вот тумблеры прикручивал, благо они уже были снабжены всем необходимым для их крепления.

Советую немного развести скотч от мест крепления, т.к. потом это сделать будет достаточно проблемно.

Теперь приклеиваем молекс-папы для вентиляторов к салазкам.

Средняя нога 1-го переменника (А, соответственно, и средняя нога 1-го транзистора, т.к. они спаяны),
Средняя нога 2-го переменника (Соответственно, средняя нога 2-го транзистора),
Красная кнопка клеммы
Нижние ножки тумблеров (На фотографии я припаял плюс к верхним. Это тоже правильно, но тогда, чтобы включить вентилятор, надо было поставить тумблер в положение «низ», а это не есть гуд, т.к. привычнее включать вверх. К сожалению, этот промах я обнаружил слишком поздно, поэтому паяйте сразу как надо).

Видите, я припаял к средним ножкам. Вы сделайте то же самое.

Все левые ножки коннекторов,
Чёрная кнопка пружинной клеммы.

Потом объединяем эти два провода и припаиваем к чёрному молексному.

Теперь берём общий плюс (На фото сверху это провод, который слева болтается просто так) и припаиваем к красному проводу молекса.

Осталось только закрепить его провода к стенке салазок клеем, чтоб не болтались.

Я приклеил провода так, чтобы молекс находился на некотором расстоянии от салазок. Это делается для того, чтобы было удобнее подключать к нему питание.

Теперь последний штрих - на кнопках клеммы есть мешающие их движению выступы, которые мы беспощадно отрезаем нагретым скальпелем.

А вот, так сказать, готовый девайс в сборе. Остаётся только надеть ручки на сопротивления (продаются в любом радиомагазине) и закрасить все места, где стёрлась краска, чёрным маркером.

Объяснение:

Видите, я нарисовал вокруг ручки переменного резистора окружность и отметил на ней цифры 1, 2 и 3? Так вот, ось Х, т.е. та, которая располагается горизонтально на системе координат - как раз и есть эта окружность, только в развёрнутом виде.

А ось Y (та, которая располагается вертикально) показывает число оборотов в минуту, которые напрямую зависят от подаваемого на вентилятор напряжения. Я взял для примера вентиль, max обороты которого равны 3-м тысячам, так проще. У вас же может быть по-другому. В общем, с возрастанием напруги возрастает число оборотов и, наоборот, с уменьшением напруги уменьшается число оборотов.

Цифра 1 (min) — первое положение, когда ручка переменника полностью закручена.

Цифра 3 (max) — третье положение, когда ручка переменника полностью выкручена.

Цифра 2 - положение, когда на вентилятор подаётся минимальное напряжение, примерно 3В.

Мой девайс предоставляет два вида защиты от шаловливых ручек:

1) Защита раз: если ваш вентилятор способен работать при напряжении в 3В, то это значит, что он никогда не выключится, как бы вы не крутили ручку переменника.

Посмотреть, способен или не способен, можно на сайте производителя.

2) Защита два (если ваш вентилятор не может крутиться при 3В): так как мёртвая зона (т.е. положение 2) находится немного дальше от середины окружности, по которой ходит ручка переменника, а не чётко там, где эта ручка закручена до отказа (положение 1), то вентилятор будет достаточно сложно остановить случайно. А чтобы возможность его случайной остановки снизить до минимума, необходимо отметить положение 2, т.е. мёртвую зону, засечкой на заглушке.

Вывод

Сидишь за компьютером, печатаешь в ворде, птички поют, ветерок по улицам гуляет. В комнате тишина и покой. Вот когда игру загружаешь и весь реобас выкручиваешь до максимума, вот это да! Вспоминается проклятое старое. Но ничего, переживём! Хотя бы в режиме 2-D теперь можно расслабиться и спокойно послушать звуки природы.

Хотите приобрести себе лучший телефон смартфон по хорошей цене?! Тогда именно телефоны МТС с установленым пакетом контрактом, поможет вам экономить на телефоне и разговорах.

Что такое реобас? Реобас – это «климат-контроль» для вашего системника. Навороченные реобасы снабжены дисплеями и показывают скорости вращения вентиляторов, температуру охлаждаемых элементов и т.д. и т.п.. В результате температура внутренних элементов вашего компьютера держится на одном уровне. Но иногда этого совсем не нужно. И вовсе не потому что подобные реобасы стоят от тысячи рублей и выше. Просто функционал должен быть по потребностям. А потребности мои такие – 4-х канальный регулятор оборотов вентиляторов с подсветкой.

Разделим реобасы на два класса – с контролем температуры (тот самый «климат-контроль») и без него (регулятор оборотов ). Мне нужен был последний. За основу была взята схема регулятора напряжения: На схеме имеется один канал. Остальные абсолютно идентичны. Начнем с обозначений: XT1 – стандартный молекс-разъем. Можно спаять с дохлого харда или привода. XT2 – 3-х контактный разъем, к которому подключается кулер . R1 — ориентировочно 50-100 Ом – на случай если переменный резистор выкручен на нуль. Определяет максимально возможную скорость вращения. R2- 5-10кОм , в зависимости от транзистора. R3- ~10кОм — для невозможности остановки вентилятора при ручке переменника на максимуме.. Подбирается опытным путем. От этого резистора зависит безопасность вашей системы от перегрева. VT1 – любой p-n-p транзистор необходимой мощности. В случае установки на КТ837 радиаторов можно подсоединять любую нагрузку потребляемой мощностью до 30Вт. Схему можно спаять либо на печатной плате, предварительно ее вытравив, либо навесным монтажом. Последний показал свою надежность при должном его оформлении в термоусадку – трудится до сих пор без перебоев. В качестве светодиодов пойдут любые сверхяркие . Ограничивающий резистор считается по закону Ома исходя из необходимого тока. Я повесил 5 синих светодиодов на +5В.

В результате получился вполне неплохой агрегатик: На системнике реобас закрепляется при помощи стандартной железной заглушки. Хоть она и «выламываемая», имеется возможность ее установки на винты, что собственно я и сделал. В пластиковой заглушке были просверлены отверстия необходимого диаметра и обработаны надфилем.
Как мне кажется, вышло весьма неплохо!

Прежде чем устанавливать все на место, запустите всю систему до уровня BIOSа и настройте минимально возможную скорость вращения вентиляторов. Она делается так, чтобы при выворачивании ручки резистора на максимальное сопротивление вентилятор продолжал УВЕРЕННО вращаться.

В заключение дам маленький совет – максимально утишилять компьютер следует только в случае крайне необходимости (например в ночь). Я не рекомендую оставлять минимально охлаждающийся компьютер без присмотра . После сна рекомендую «прибавить газу» — я, например, при уходе всегда врубаю вентиляторы на полную катушку.

Давным давно, когда я сидел на дорогущем инете по трафику я загнался по моддингу. Визуально оформительская часть этого движения мне была глубоко по барабану, а вот тишины хотелось очень сильно. Наткнулся я на интересный девайс – реобас. Прочитал текстовое описание, с любопытством подгрузил картинки и жестоко обломался – перспектива крутить ручки, выставляя скорость вентиляторов, мне показалась совершенно бредовой. Ну в самом деле, что за фигня? Я же ленивый до безумия, либо выставлю на максимум, чтобы получить нормальное охлаждение и буду сидеть, слушая свист ветра и вой кулеров, либо забуду на минимуме и в итоге получу синий экран смерти из-за перегрева чего либо. Пришлось врубить родимый паяльник и начать изобретать систему управления кулерами.

Пропорциональное управление – залог тишины!
Какая задача ставится перед нашей системой управления? Да чтобы пропеллеры зря не вращались, чтобы зависимость скорости вращения была от температуры. Чем горячее девайс — тем быстрей вращается вентилятор. Логично? Логично! На том и порешим.
Заморачиваться с микроконтроллерами конечно можно, в чем то будет даже проще, но совершенно не обязательно. На мой взгляд проще сделать аналоговую систему управления — не надо будет заморачиваться с программированием на ассемблере.

Будет и дешевле, и проще в наладке и настройке, а главное любой при желании сможет расширить и надстроить систему по своему вкусу, добавив каналов и датчиков. Всё что от тебя потребуется это лишь несколько резисторов, одна микросхема и термодатчик. Ну а также прямые руки и некоторый навык пайки.

Состав:

Чип резисторы размера 1206. Ну или просто купить в магазине – средняя цена одного резистора 30 копеек. В конце концов никто не мешает тебе чуток подправить плату, чтобы на место чип резисторов впаять обычные, с ножками, а уж их в любом старом транзисторном телевизоре навалом.
Многооборотный переменный резистор примерно на 15кОм.
Также потребуется чип конденсатор размера 1206 на 470нф (0.47мкФ)
Любой электролитический кондер напряжением от 16 вольт и выше и емкостью в районе 10-100мкФ.
Винтовые клеммники по желанию – можно просто припаять провода к плате, но я поставил клеммник, чисто по эстетическим соображениям – девайс должен выглядеть солидно.
В качестве силового элемента, который и будет управлять питанием кулера, мы возьмем мощный MOSFET транзистор. Например IRF630 или IRF530 его иногда можно выдрать из старых блоков питания от компа. Конечно для крохотного пропеллера его мощность избыточна, но мало ли, вдруг ты захочешь туда что-нибудь помощней всунуть?
Температуру будем щупать прецезионным датчиком LM335Z он стоит не более десяти рублей и дефицита из себя не представляет, да и заменить его при случае можно каким-нибудь терморезистором, благо он тоже не является редкостью.
Основной деталью, на которой основано все, является микросхема представляющая из себя четыре операционных усилителя в одном корпусе – LM324N очень популярная штука. Имеет кучу аналогов (LM124N, LM224N, 1401УД2А) главное убедись, чтобы она была в DIP корпусе (такой длинный, с четырнадцатью ножками, как на рисунках).

Замечательный режим – ШИМ

Чтобы вентилятор вращался медленней достаточно снизить его напряжение. В простейших реобасах это делается посредством переменного резистора, который ставят последовательно с двигателем. В итоге, часть напряжения упадет на резисторе, а на двигатель попадет меньше как результат – снижение оборотов. Где падляна, не замечаешь? Да засада в том, что энергия выделившаяся на резисторе преобразуется не во что нибудь, а в обычное тепло. Тебе нужен обогреватель внутри компа? Явно нет! Поэтому мы пойдем более хитрым способом – применим широтно-импульсную модуляцию aka ШИМ или PWM . Страшно звучит, но не бойся, тут все просто. Представь, что двигатель это массивная телега. Ты можешь толкать его ногой непрерывно, что равносильно прямому включению. А можешь двигать пинками – это и будет ШИМ . Чем длинней по времени толчок ногой тем сильней ты разгоняешь телегу.

При ШИМ питании на двигатель идет не постоянное напряжение, а прямоугольные импульсы, словно ты включаешь и выключаешь питание, только быстро, десятки раз в секунду. Но двигатель имеет неслабую инерцию, а еще индуктивность обмоток, поэтому эти импульсы как бы суммируются между собой – интегрируются. Т.е. чем больше суммарная площадь под импульсами в единицу времени, тем большее эквивалентное напряжение идет на двигатель. Подаешь узенькие, словно иголки, импульсы – двигатель еле вращается, а если подать широкие, практически без просветов, то это равносильно прямому включению. Включать и выключать двигатель будет наш MOSFET транзистор, а формировать импульсы будет схема.

Пила + прямая = ?
Столь хитрый управляющий сигнал получается элементарно. Для этого нам надо в компаратор загнать сигнал пилообразной формы и сравнить его с каким либо постоянным напряжением. Смотри на рисунок. Допустим у нас пила идет на отрицательный выход компаратора , а постоянное напряжение на положительный. Компаратор складывает эти два сигнала, определяет какой из них больше, а потом выносит вердикт: если напряжение на отрицательном входе больше чем на положительном, то на выходе будет ноль вольт, а если положительное будет больше отрицательного, то на выходе будет напряжение питания, то есть около 12 вольт. Пила у нас идет непрерывно, она не меняет свою форму со временем, такой сигнал называется опорным.

А вот постоянное напряжение может двигаться вверх или вниз, увеличиваясь или уменьшаясь в зависимости от температуры датчика. Чем выше температура датчика, тем больше напряжение с него выходит , а значит напруга на постоянном входе становится выше и согласно этому на выходе компаратора импульсы становятся шире, заставляя вентилятор крутиться быстрее. Это будет до тех пор, пока постоянное напряжение не перекроет пилу, что вызовет включение двигателя на полные обороты. Если же температура низкая, то и напряжение на выходе датчика низкое и постоянная уйдет ниже самого нижнего зубчика пилы, что вызовет прекращение вообще каких либо импульсов и двигатель вообще остановится. Загрузил, да? ;) Ничего, мозгам полезно работать.

Температурная математика

В качестве датчика у нас используется LM335Z . По сути это термостабилитрон . Прикол стабилитрона в том, что на нем, как на ограничительном клапане, выпадает строго определенное напряжение. Ну, а у термостабилитрона это напряжение зависит от температуры. У LM335 го зависимость выглядит как 10mV * 1 градус по Kельвину . Т.е. отсчет ведется от абсолютного нуля. Ноль по Цельсию равен двести семьдесят три градуса по Кельвину. А значит, чтобы получить напряжение выходящее с датчика, скажем при плюс двадцати пяти градусах Цельсия, то нам надо к двадцати пяти прибавить двести семьдесят три и умножит полученную сумму на десять милливольт.

(25+273)*0.01 = 2,98В

При других температурах напряжение будет меняться не сильно, на те же 10 милливольт на градус . В этом заключается очередная подстава:
Напряжение с датчика меняется несильно, на какие то десятые доли вольта, а сравнивать его надо с пилой у которой высота зубьев достигает аж десяти вольт. Чтобы получить постоянную составляющую напрямую с датчика на такое напряжение нужно нагреть его до тысячи градусов — редкостная лажа. Как тогда быть?

Так как у нас температура все равно вряд ли опустится ниже двадцати пяти градусов, то все что ниже нас не интересует, а значит можно из выходного напряжения с датчика выделить лишь самую верхушку, где происходят все изменения. Как? Да просто вычесть из выходного сигнала две целых девяносто восемь сотых вольта. А оставшиеся крохи умножить на коэффициент усиления , скажем, на тридцать.

В аккурат получим порядка 10 вольт на пятидесяти градусах, и вплоть до нуля на более низких температурах. Таким образом, у нас получается своеобразное температурное “окно” от двадцати пяти до пятидесяти градусов в пределах которого работает регулятор. Ниже двадцати пяти – двигатель выключен, выше пятидесяти – включен напрямую. Ну а между этими значениями скорость вентилятора пропорциональна температуре. Ширина окна зависит от коэффициента усиления. Чем он больше, тем уже окно, т.к. предельные 10 вольт, после которых постоянная составляющая на компараторе будет выше пилы и мотор включится напрямую, наступят раньше.

Но ведь мы не используем ни микроконтроллера, ни средства компьютера, как же мы будем делать все эти вычисления? А тем же операционным усилителем. Он ведь не зря назван операционным, его изначальное назначение это математические операции. На них построены все аналоговые компьютеры — потрясающие машины, между прочим.

Чтобы вычесть одно напряжение из другого нужно подать их на разные входы операционного усилителя. Напряжение с термодатчика подаем на положительный вход , а напряжение которое надо вычесть, напряжение смещения, подаем на отрицательный . Получается вычитание одного из другого, а результат ещё и умножается на огромное число, практически на бесконечность, получился еще один компаратор.

Но нам же не нужна бесконечность, так как в этом случае наше температурное окно сужается в точку на температурной шкале и мы имеем либо стоящий, либо бешено вращающийся вентилятор, а нет ничего более раздражающего чем включающийся и выключающийся компрессор совкового холодильника. Аналог холодильника в компе нам также не нужен. Поэтому будем понижать коэффициент усиления, добавляя к нашему вычитателю обратные связи .

Суть обратной связи в том, чтобы с выхода сигнал загнать обратно на вход. Если напряжение с выхода вычитается из входного, то это отрицательная обратная связь, а если складывается, то положительная. Положительная обратная связь увеличивает коэффициент усиления, но может привести к генерации сигнала (автоматчики называют это потерей устойчивости системы). Хороший пример положительной обратной связи с потерей устойчивости это когда ты включаешь микрофон и тычешь им в динамик, обычно сразу же раздается противный вой или свист – это и есть генерация. Нам же надо уменьшить коэффициент усиления нашего операционника до разумных пределов, поэтому мы применим отрицательную связь и заведем сигнал с выхода на отрицательный вход.

Соотношение резисторов обратной связи и входа дадут нам коэффициент усиления влияющий на ширину окна регулирования. Я прикинул, что тридцати будет достаточно, ты же можешь пересчитать под свои нужды.

Пила
Осталось изготовить пилу, а точнее собрать генератор пилообразного напряжения. Состоять он будет из двух операционников. Первый за счет положительной обратной связи оказывается в генераторном режиме, выдавая прямоугольные импульсы, а второй служит интегратором, превращая эти прямоугольники в пилообразную форму.

Конденсатор в обратной связи второго операционного усилителя определяет частоту импульсов. Чем меньше емкость конденсатора, тем выше частота и наоборот. Вообще в ШИМ генерации чем больше тем лучше. Но есть один косяк, если частота попадет в слышимый диапазон (20 до 20 000 гц) то двигатель будет противно пищать на частоте ШИМ , что явно расходится с нашей концепцией бесшумного компьютера.

А из добиться из данной схемы частоты больше чем пятнадцать килогерц мне не удалось – звучало отвратительно. Пришлось пойти в другую сторону и загнать частоту в нижний диапазон, в район двадцати герц. Движок начал чуток вибрировать, но это не слышно и ощущается только пальцами.

Такс, с блоками разобрались, пора бы и на схемку поглядеть. Думаю большинство уже догадались что тут к чему. А я все равно поясню, для большей ясности. Пунктиром на схеме обозначены функциональные блоки.

Блок #1
Это генератор пилы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения, чтобы подать в генератор половину питающего, в принципе они могут быть любого номинала, главное, чтобы были одинаковыми и не сильно большого сопротивления, в пределах сотни килоом. Резистор R3 на пару с конденсатором С1 определяют частоту, чем меньше их номиналы тем больше частота, но опять повторюсь, что мне не удалось вывести схему за звуковой диапазон, поэтому лучше оставь как есть. R4 и R5 это резисторы положительной обратной связи. Также они влияют на высоту пилы относительно нуля. В данном случае параметры оптимальные, но если не найдешь таких же то можно брать примерно плюс минус килоом. Главное соблюдать пропорцию между их сопротивлениями примерно 1:2. Если сильно снизить R4 то придется снизить и R5.

Блок #2
Это блок сравнения, тут происходит формирование ШИМ импульсов из пилы и постоянного напряжения.

Блок #3
Это как раз схема устраивающая вычисление температуры. Напряжение с термодатчика VD1 подается на положительный вход, а на отрицательный вход подается напряжение смещения с делителя на R7 . Вращая ручку подстроечного резистора R7 можно сдвигать окно регулирования выше или ниже по температурной шкале.

Резистор R8 может быть в пределах 5-10кОм больше нежелательно, меньше тоже – может сгореть термодатчик. Резисторы R10 и R11 должны быть равны между собой. Резисторы R9 и R12 также должны быть равны между собой. Номинал резисторов R9 и R10 может быть в принципе любым, но надо учитывать, что от их отношения зависит коэффициент усиления определяющий ширину окна регулирования. Ku = R9/R10 исходя из этого соотношения можно выбирать номиналы, главное, чтобы он был не меньше килоома. Оптимальным, на мой взгляд, является коэффициент равный 30, что обеспечивается резисторами на 1кОм и 30кОм.

Монтаж

Девайс выполнен печатным монтажом, чтобы быть как можно компактней и аккуратней. Рисунок печатной платы в виде Layout файла выложен . Сама же печатная плата выполняется на раз-два посредством .

Когда все детали будут в сборе, а плата вытравлена, то можно приступать к сборке. О том как надо правильно паять , поэтому повторяться не буду. Резисторы и конденсаторы можешь припаивать без опаски, т.к. они почти не боятся перегрева. Особую осторожность следует проявить с MOSFET транзистором.

Дело в том, что он боится статического электричества. Поэтому прежде чем его доставать из фольги, в которую тебе его должны завернуть в магазине, рекомендую снять с себя синтетическую одежду и коснуться рукой оголенной батареи или крана на кухне. Микруху можно перегреть, поэтому когда будешь паять ее, то не держи паяльник на ножках дольше пары секунд. Ну и еще, напоследок, дам совет по резисторам, а точнее по их маркировке. Видишь цифры на его спинке? Так вот это сопротивление в омах, а последняя цифра обозначает число нулей после. Например 103 это 10 и 000 то есть 10 000 Ом или 10кОм.

Апгрейд дело тонкое.
Если, например, захочешь добавить второй датчик для контроля другого вентилятора, то совершенно не обязательно городить второй генератор, достаточно добавить второй компаратор и схему вычисления, а пилу подать из одного и того же источника. Для этого, конечно, придется перерисовать рисунок печатной платы, но я не думаю, что для тебя это составит большого труда.

Итог:
Сижу, печатаю эту статью, проц не загружен. Системник, стоящий у меня почти под ухом, лениво шуршит вентиляторами в пол силы. За окном прохладно, приоткрыл форточку – компьютер вообще затаился. Автоматика, блин. Благодать! Думаю тишина стоит того, чтобы ради нее посидеть вечерок с паяльником, как считаешь? Удачи, коллега!