Изменение оборотов штатного электровентилятора
Ранее я писал что установил два простых серверных вентилятора 120х120 -www.drive2.ru/l/530618265324487839/ результат оказался положительным — www.drive2.ru/l/531383250539512740/
Тем не менее данные вентиляторы не способны в жару, в пробке исключить работу штатного вентилятора охлаждения, он включается по прежнему.
Проблема, которая присутствует при работе штатного вентилятора известна всем. Его мощность избыточна в паре с трёхрядным медным радиатором (чистым) и исправной системой охлаждения.
Это выражается в следующем.
Отступление.
Термостат на 70. Два датчика температуры параллельно друг другу, один в радиаторе, второй в трубке, идущей от термостата к радиатору. Включение ранее, из-за высоких температур в наших областях (свыше +40 в тени не редкость).
При езде хотя бы на скорости 40 км/ч, вентилятор не включается, потока воздуха достаточно чтобы исключить его включение в городском режиме. Т.е. после остановки на светофоре температура поднимется немного и потом чуть падает после начала движения.
В среднем она колеблется около 80-85.
Но стоит попасть в пробку…
При температуре 88-90 происходит включение вентилятора. Посадка в этот момент ощутимая, хотя с генератором проблем нет. Да и проводка от генератора проброшена дополнительная (медь 10 квадрат в дополнении к штатной). Далее к самому вентилятору заменил проводку, т.к. после клина старого вентилятора разъём оплавился, а сама изоляция погрубела, не стал рисковать. увеличил сечение проводов, все разъёмы пропаяны. В схему воткнул предохранитель отдельно на вентилятор, на 30 ампер, в дополнении к штатному.
Просадка видна на ХХ. Мотор, естественно реагирует немного на это. В итоге после его включения температура просто моментально (за 20-30 секунд) проваливается до 80-75 градусов. И такая болтанка продолжается пока стоишь, правда со временем разброс температуры становится меньше.
Вот именно по этой причине я и стал думать, что пора что-то делать.
Такая работа вентилятора, его пуски, а также шум, который создаёт он при работе (вентилятор новый), не особо радовали. Два маленьких конечно чуть помогли, но не дали ощутимого результата.
Посмотрел я разного рода готовые регуляторы оборотов вентилятора, цена, мягко говоря, высосана из пальца и выбрасывать такие деньги реально жалко. Я лучше куплю ещё один вентилятор про запас, ещё и останется денег.
Немного полазив по всем известной Китайской площадке, выбрал наиболее мощное и доступное решение. Преобразователь напряжения — ru.aliexpress.com/item/32…042311.0.0.7ca133ednaWyPI
Имеется регулировка по напряжению и току. Защита от перегрузки, переполюсовки и прочего.
Схему себе решил сделать просто.
Уже используя реле, которое шло на те два куллера, подаю питание на саму плату.
Плюс на катушку приходит после замка (чтобы не оставить вентилятор включенным случайно). Минус приходит от выключателя в салоне (хочу сам включать вентилятор когда нужно).
Если хотите реализовать автоматическое включение, типа первой скорости. То установите ранний датчик температуры в патрубок идущий после корпуса термостата и минус дайте на катушку от него. В итоге при достижении температуры первого датчика вентилятор включится на той скорости, которую Вы выставите.
Сила идёт от блока предохранителей, через реле на сам вентилятор (предохранитель встроен в реле).
К вентилятору спаян тройник, чтобы можно было подать питание от нашей платы, сохранив подачу питания по старинке, напрямую.
Кабель берём медный 2,5 квадрат. Реле на 30 ампер. Плата у нас на 20. Значит предохранитель ставим на 15 ампер. Все разъёмы и соединения вновь пропаиваем и промазываем смазкой против окислов (смазка для клемм АКБ токопроводящая.
Получаем.
Провода пока убрать в гофру не успел. Та что была оказалась тонкой. В магазине подходящего диаметра небыло, пока жду.
Теперь при нажатии выключателя в салоне, вентилятор включается на скорости, которую мы выставили на плате. Я пока выставил такие обороты, при которых нет шума от воздушного потока. Хотя сам поток ощутим. Осталось проехать и уже после пары поездок крутануть в плюс или минус, добившись стабилизации температуры.
Если оборотов, которые выставили окажется мало, вентилятор просто включится как раньше. На плате диоды стоят, потому подача напряжения в обратную ей не страшна.
По самой плате и токам вентилятора при разных оборотах.
Подключил к АКБ зарядное устройство — www.drive2.ru/l/288230376153084218/. Включил зажигание. Включил вентилятор на скорости порядка 30%. Дал отработать 1 час. Радиаторы холодные! Зря я заранее делал коробочку с куллером, он лишний. Пассивного охлаждения за глаза.
Сам вентилятор (двигатель) через час работы еле-еле тёплый. Шума нет. А поток, создаваемый им явно будет достаточен.
По токам.
Сам вентилятор, напрямую, после пуска потребляет порядка 12-13 ампер.
После снижения оборотов ток потребления 3,5-4 ампера.
ИТОГ
Те самые два куллера убрал. Потому как эта схема явно будет достаточной для моих нужд.
Пусть вентилятор и работает в пробке без остановки, но ведь его скорость работы будет гораздо ниже, как и ток. Пуски также пропадут. Потому я уверен что проживёт он дольше несмотря на то что время его работы увеличится. Ведь по факту тех самых оборотов он теперь будет делать меньше. Его температура будет ниже. Нагрузка упадёт.
А в пробках прекратиться постоянный шум вентилятора, который заглушает работу мотора.
Плата позволит в зависимости от окружающей температуры, выставить те обороты, которых будет достаточно для поддержания стабильной температуры. Те, кто эксплуатирует авто зимой и летом смогут просто изменять обороты, когда это понадобиться.
В общем теперь я доволен полученным результатом как слон.
Да и цена данной модернизации:
Сама плата — 240 рублей
Реле с предохранителем — 110 рублей (ru.aliexpress.com/item/32…042311.0.0.274233edSjCQ7W)
Кабель — около 250 рублей (за силовой и мелкий, от кнопки к катушке реле)
Разъёмы и прочая мелочёвка — пусть 100 рублей
Всем спасибо за внимание!
ДОПОЛНЕНИЕ СПУСТЯ 3 ГОДА!
Схему собирал в 2019 году.
Стала «глючить» осенью 2022 года.
Работала схема почти всегда, пользовался почти постоянно. Пробки часто, фактически на полных оборотах вентилятор перестал работать.
По осени 2022 года, когда стоял в очередной пробке, заметил, что индикатор работы вентилятора постепенно тускнеет (напряжение на выходе ШИМ падает), а сама температура быстрее ползёт вверх. По факту так и было, напряжение на выходе ШИМ падало со временем и обороты вентилятора снижались.
В январе (из-за аномальной погоды в плюсе) выехал 1 раз на Волге (она на лете, а дороги сухие и за боротом +10). Как проехал, решил вновь помыть машину, чтобы загнать на спячку. Стоя в очереди на мойку заметил, что схема стала быстрее снижать обороты, чем это было раньше.
По итогу в апреле 2023 вместо ШИМ было решено впереди радиатора поставить второй вентилятор (послабее и тише).
1. Штатный не будет работать так часто и его хватит дольше. Два вентилятора уже лучше в плане надёжности.
2. Так охлаждение будет лучше, уверен что потока воздуха от вентилятора впереди хватит даже для штурма самых лютых горных перевалов в самую жару.
3. Цель — штатный мощный вентилятор должен включаться только в самом экстренном случае, или когда забыл включить малый впереди.
Регулятор оборотов вентилятора для видеокарты или процессора
Потребовалось установить в старенький компьютер видеокарту, под рукой была вот такая «холодная» видюшка:
После установки выяснилось что греется сей девайс как сковородка, хотя она исправна и нормально работает. Было решено установить на нее вентилятор:
Можно конечно вентилятор гонять на максимальных оборотах (12в.) или по-меньше (7в.), но компьютер используется в основном для «сидения в интернете» и для нетребовательных детских игр. Следовательно нужен регулятор оборотов, естественно автоматический. Можно конечно приобрести готовое решение, но это не наш подход 🙂 Тем более что, похожий регулятор у меня работает около года на домашнем сервере (в качестве сервера выступает древний как мамонт, пень 4-й), там он рулит вентилятором процессора и зарекомендовал себя неплохо.
Сказано-сделано, собирать регулятор будем на любимой тиньке 13-й.
Набросал схему:
Теперь травим-лудим, процесс нет смысла описывать.
После пайки и сборки получаем следующий «механизм» :
Термо-датчик я приклеил герметиком:
Устанавливаем в компьютер и тестируем.
Алгоритм работы данного агрегата следующий:
Ждем прогрева видеокарты в режиме простоя компьютера, «холостой ход» ). Затем регулятором добиваемся момента когда светодиод горит постоянно (минимальные обороты ~40%, совсем вентилятор не останавливается никогда) — начинает мигать с минимальной частотой, примерно 1 Гц.
При нагреве видеокарты вентилятор будет быстрее раскручиваться, а частота мигания светодиода увеличиваться. При температуре > 10 от установленной вентилятор уже крутится на полных оборотах. Такой режим работы уже протестирован на вентиляторе процессора и его работой я вполне доволен.
В архиве печатка и прошивка:
Прошивка и плата в SprintLayout
Фьюзы тинки в SinaProg:
HighFuse: FF LowFuse: 6A
P/S
Прошивка-2
Фьюзы тинки в SinaProg:
HighFuse: FF LowFuse: 7A
p.p.s.
еще одна версия прошивки
Фьюзы тинки в SinaProg:
HighFuse: FF LowFuse: 7A
Контроллер вентиляторов с регулировкой оборотов и плавным пуском своими руками.
Добрый день!
Хочу рассказать о том как я делал контроллер вентиляторов для своей машины.
Первым делом расскажу предысторию данной схемы. У меня в машине с завода стоит вязкомуфта, но после установки не родного двигателя она не влезла. Пришлось ставить электро вентилятор и выбор пал на сдвоенные вентиляторы от нивы. Подключил я их через реле и датчик ТМ-108. Однако довольно быстро появился ряд проблем с этим всем:
1) Датчик температуры отказался работать.
Я его поменял, но через месяц он опять вышел из строя. А замена датчика у меня та еще песня так как стоит он в патрубке и что бы его поменять надо снять патрубок те слить ОЖ, а для этого снять защиту ДВС и пыльник. В общем я плюнул и поставил кнопку в салоне. Но ездить с кнопкой как вы понимаете так себе удовольствие.
2) Вторым слабым звеном стало реле. За год я их поменял уже пять штук. не выдерживают( Надо конечно было два реле поставить на каждый вентилятор отдельное реле ) Но дело в том что схема с реле мне не нравилась в принципе. И дело тут в следующем пункте.
3) Шум. Вентиляторы от нивы адски шумят. Я уже ниву в потоке угадываю по звуку вентиляторов. А однажды я приехал на заправку. заправщик долго смотрел на машину, а потом состоялся диалог:
Заправщик: У тебя вентиляторы от нивы что ли.
Я: Да.
Заправщик: А понятно.
При этом машину спереди он не видел, угадал по звуку.
4) И последнее. При включении вентилятора свет притухает, даже обороты у двигателя падают чуть чуть. Пусковой ток у них огромный. Соответственно необходим как минимум плавный пуск.
В общем думал я думал что со всем этим делать и надумал. Нужен контроллер который будет управлять работой вентиляторов. Функционал контроллер должен быть следующий:
1) возможность быстрой и простой настройки под любые вентиляторы и датчик (Bluetooth и мобильное приложение или USB и Win приложение на ноут ?)
2) работа с любыми датчиками
3) работа с любыми вентиляторами, те запас по мощности
4) плавная регулировка оборотов вентилятора
5) отсутствие механических контактов в цепи вентилятора.
Мозг контроллера — микро контролер
Очевидно, что без микроконтроллера тут не обойтись. Выбор пал на stm32f103 просто потому, что отладочные платы с ним у меня были в наличии и кроме того я знаком только с stm32. AVR с PICами обошли меня стороной, а ардуино… слишком скучно оно.
Про программирование микроконтроллера рассказывать не буду. Слишком большая тема. Посоветую только видео уроки по которым учился я.
Сразу скажу, что в будущем планирую переделать схему под stm32f030 так как этот чип больше подходит для данной задачи.
Силовая часть схемы
Следующий момент это выбор силовых ключей, очевидно что единственный вариант это мощные КМОП транзисторы. Они бывают n-канальные и p-канальные. Причем n-канальные всегда мощнее процентов на 20-30. Это связано с технологией изготовления и от этого никуда не деться. Самый простой способ использования полевых транзисторов это n-канальный транзистор в нижнем плече, а p-канальный в верхнем плече. Те получается, что т.к. n-канальные полевики мощнее, то нужно сделать схему нижнего плеча и все будет отлично. Но, внимание на рисунок.
Как видно из рисунка в схеме нижнего плеча плюс всегда подключен к нагрузке а коммутация происходит подключением массы. Меня это не устраивало совершенно. Тянуть постоянный плюс от аккумулятора на вентиляторы неправильная затея по моему мнению. А брать плюс главного реле или замка зажигания идея еще хуже так как опять будут проблемы с нагрузкой на реле или контактную группу. Использовать же p-канальные полевики все же не хотелось ибо предельные токи у них ощутимо меньше.
Такими размышлениями я пришел к поиску схемы включения n-канального полевика в верхнем плече. Все оказалось довольно просто и придумано до нас (что в общем-то не удивительно) и так драйвер n-канального полевика верхнего плеча: IR2117:
Данный драйвер осуществляет накачку напряжения на затворе транзистора до примерно 30 вольт таким образом напряжение ЗИ получается равным 15 В что соответствует полному открытия транзистора.
Однако не все так просто как кажется. Дело в том, что накачка напряжения осуществляется за счет заряда запасенного в бутстрапном конденсаторе. Но этот конденсатор нужно еще и заряжать. Те данная схема работает только в импульсном режиме. В моменты отсутствия сигнала заряжается бутстрапная емкость. Мои эксперименты показали, что при питании от 12-13 В максимальная скважность равна 70%. Те с помощью данной схемы мы не можем разогнать вентиляторы более чем на 70% максимальной скорости. Это разумеется не приемлемо.
Дальнейшее гугление привело меня к схеме накачки бутстрапной емкости с помощью таймера n555. Данная схема составлена инженерами компании IR. Использовать ее непосредственно конечно не стоит, во первых драйвер у нас другой да и зачем нам внешний таймер когда у нас есть микроконтроллер.
Входная цепь сигнала датчика температуры
Последней задачей была обработка датчика температуры.
Типичная зависимость сопротивления резистивного датчика от температуры выглядит примерно так:
Для управления вентиляторами нам не нужно измерять температуры меньше градусов 70, но в то же время они занимают большую часть диапазона датчика. Соответственно если подключать датчик к АЦП через резистивную цепочку, точность измерения температуры будет мала и добиться плавного регулирования оборотов будет проблематично. Поэтому было решено использовать дифференциальный усилитель на ОУ. Причем на не инвертирующем входе задать напряжение соответствующее нужной минимальной температуре измерения. И подобрать коэффициент усиления такой, что бы при максимальной температуре на выходе ОУ было опорное напряжение АЦП. Такая схема позволяет отбросить ненужный диапазон измерений. Конечно для обеспечения универсальности схемы диапазон придется расширить однако точность при этом все равно на порядок больше.
Схема
Ну вводная часть закончена перейдем к слайдам )
Вот такая схема у меня получилась в итоге. Здесь два канала ШИМ управляемых от одного датчика. В данной схеме не отображена возможность настройки, т.е. нету ни Bluetooth ни USB. Дело в том, что для начала нужно определиться с корпусом, А для этого нужно определиться насколько сильно будут греться ключи. Возможно придется использовать алюминиевый корпус и тогда о блютузе можно забыть. И встанет вопрос обеспечения пыле и влаго защиты для USB разъема.
И так, чуть о том как что и для чего на схеме. Транзисторы Q5 и Q6 работают в ключевом режиме и нужны для конвертирования выхода микроконтроллера с уровнем единицы равным 3.3В во вход драывер ir2117 с уровнем единицы 12В.
Транзиторы Q7 Q8 так же работают в ключевом режиме и обеспечивают накачку бутстрапной емкости драйверов. Резистор R4 задает минимальную температуру измеряемую системой, чем больше сопротивление тем меньше минимальная измеряемая температура. Диоды D2 D4 защитные диоды Шотки, рассеивающие индуктивную энергию запасенную в катушках мотора при отключении мотора от питающего напряжения. Питание микроконтроллера и ОУ собрано на стабилизаторе LM7805.
Плата
Первые тесты схемы проходили на отладочной плате:
Ворох всего а это ведь только один канал )
А ведь так хорошо все начиналось:
После того как на отладочной плате все заработало, появилсь необходимость проверить схему под нагрузкой в реальных, так сказать боевых, условиях. Поэтому решил сначала собрать все в DIP для простоты доработок в случае чего.
Сразу же при установке понял, что не предусмотрел отключение питания схемы при выключении зажигании. Те предполагалось что питание на схему будет идти на прямую с аккумулятора что бы избежать любых механических включателей на пути тока. Однако при такой схеме контроллер всегда включен и потребляет около 30мА, что не есть хорошо. Пришлось порезать дорожку и запитать всю логику отдельно, взяв плюс с главного реле.
Вторым существенным минусом оказалось то, что ключи при полной нагрузки сильно греются. А при частичной нагрузке греются защитные диоды. Дело в том что предполагалось создать схеме не требующую охлаждения, что бы было достаточно пластмассового корпуса. Решил допаять еще по одному элементу в параллель. Плату переделывать не стал, все равно же тестовая.
Однако ключи и диоды все равно ощутимо греются, не смотря на то что у ключей максимальный ток 110 А, а импульсный 300А! На плате их четыре штуки. Те теоретически схема должна быть в состоянии пропускать до 440А постоянного тока и до 1200 в импульсе! В то время как реальная нагрузка при полном включении около 30А постоянного тока. Те 14и кратный запас по мощности, но ключи все равно греются! Соответственно нужно решать на счет алюминиевого корпуса. Или достаточно поставить радиаторы внутри пластмассового корпуса как сейчас стоит на стабилизаторе.
Время покажет, а пока катаюсь так, посмотрим сколько проживет.
В общем работа в процессе.
Простой регулятор скорости вентилятора (12В)
Основной проблемой вентиляторов, которые охлаждают ту или иную часть компьютера, является повышенный уровень шума. Основы электроники и имеющиеся материалы помогут нам решить эту проблему своими силами. В этой статье предоставлена схема подключения для регулировки оборотов вентилятора и фотографии как выглядит самодельный регулятор скорости вращения.
Нужно отметить, что количество оборотов в первую очередь зависит от уровня подаваемого на него напряжения. Уменьшая уровень подаваемого напряжения, уменьшается как шум, так и число оборотов.
Схема подключения:
Вот какие детали нам пригодятся: один транзистор и два резистора.
Что касается транзистора, то берите КТ815 или КТ817, также можно использовать мощнее КТ819.
Выбор транзистора зависит от мощности вентилятора. В основном используются простые вентиляторы постоянного тока с напряжением 12 Вольт.
Резисторы нужно брать с такими параметрами: первый постоянный (1кОм), а второй переменный (от 1кОм до 5кОм) для регулировки скорости оборотов вентилятора.
Имея входное напряжение (12 Вольт), выходное напряжение можно регулировать, вращая движковую часть резистора R2. Как правило, при напряжении 5 Вольт или ниже, вентилятор перестает шуметь.
При использовании регулятора с мощным вентилятором советую установить транзистор на небольшой теплоотвод.
Похожие записи:
- Самодельный указатель напряжения
- Защита электроприборов от отгорания нуля 2
- Управление двигателем с 2 мест
Вот и все, теперь вы можете собрать регулятор скорости вентилятора своими руками, без шумной вам работы.
С уважением, Эдгар.