конструкції радіоаматорів

Головна Про мене Гостьова книга Зворотній зв'язок Новини космонавтика Софт антени конструкції схеми модернізація радіоаматорська технологія Довідники QSL-bureau

Головна

/ конструкції / ..

© Aлександр Долинин
[email protected]
UPGRADE

Спочатку все йшло, як завжди. Після натискання на кнопку включення задзижчав хард, загули вентилятори і пролунав короткий писк. Але потім тишу раптом порушив довгий звуковий сигнал, і на екрані після звичайної інформації про напруги з'явилася і замигала тривожна червона напис - "System hardware abnormal ...". Більш уважне вивчення написів на екрані прояснило, що ж було "abnormal" - обороти процесорного вентилятора стояли на "нулі". Довелося лізти всередину системного блоку і витягувати вентилятор для "профілактики".

А якби плата була стара, і на ній не було б передбачено контроль напруги і обертів вентиляторів? Всі вже точно дійшла б до стадії появи "характерного запаху", коли обгорає ізоляція на проводах ...

Зазвичай в таких випадках доводиться стикатися з заміною або ремонтом вентилятора. Замінити, найчастіше, не проблема, тільки от не завжди і не у всіх є така можливість. Тоді доведеться лізти всередину цієї "хитрою штуки" і з'ясовувати, в чому справа. А спитати поради буде ні в кого.

Отже, виникла нагальна потреба дізнатися детальніше, як же працює двигун-вентилятор (саме так цей пристрій називається). Необхідну інформацію вдалося роздобути в журналі "Радіо", №12 за 2001 рік. Ціла стаття виявилася присвячена ремонту вентиляторів, і принципові електричні схеми в ній теж були присутні. І ось що з'ясувалося в результаті ...

Більшість вентиляторів виконані у вигляді безколекторних двигунів із зовнішнім ротором, забезпеченим крильчаткою. Напруга харчування зазвичай 12 Вольт, споживаний струм, в залежності від розмірів і потужності, від 70 мА до 0,35 А (у найбільш потужних). Колекторні двигуни не застосовують, так як їх щітки досить швидко зношуються і створюють сильні шуми і вібрації, а також електричні перешкоди.

На роторі бесколлекторного двигуна встановлені постійні магніти, а на що знаходиться всередині нього статорі - обмотки. Перемикання струму в обмотках проводиться за допомогою вузла, що визначає положення ротора по впливу магнітного поля на датчик Холла. Такі датчики зовні нагадують транзистори і мають три висновки - напруга живлення, вихід і загальний. Напруга на виході може змінюватися або пропорційно напруженості поля, або стрибком, в залежності від конкретної моделі датчика.

На малюнку 1 наведена схема двигуна SU8025-M. На статорі двигуна розташовані чотири ідентичні котушки, які містять по 190 витків. Намотані вони складеним удвічі проводом. Залежно від кутового положення датчика Холла щодо ротора, на виході датчика буде низький або високий рівень напруги.

Якщо рівень високий, то відкритий транзистор VT1, VT2 закритий, і через обмотки групи А протікає струм. Ротор обертається, разом з ним повертається і його магнітне поле. Коли рівень сигналу на виході ВН1 зміниться низьким, VT1 закриється, а VT2 відкриється, пропускаючи струм в групу обмоток Б. Ротор обертається далі, ток знову перемикається в обмотки групи А, і процес повторюється знову і знову ...

У моменти перемикання струму на обмотках двигуна виникають викиди напруги (завдяки явищу самоіндукції). Для зменшення цих викидів паралельно ділянкам колектор-емітер транзисторів VT1 і VT2 підключені конденсатори С1 і С2. Діод на вході захищає решту схему від пошкоджень в разі неправильного підключення живлення.

Є й інші варіанти схем вентиляторів. На малюнку 2 наведена схема вироби MD1208PTS1. У цій схемі датчик Холла управляє парою комутуючих транзисторів через спеціальний каскад на транзисторі VT1 (малюнок 2). Ну, і що ж може статися при тривалій експлуатації вентиляторів?

При висиханні мастила пошкоджуються поверхні осі ротора і втулки, що призводить до посилення вібрації або навіть заклинювання ротора. Так що, якщо з'явився гул, який зникає після декількох хвилин роботи, - це характерна ознака того, що в підшипниках немає мастила. Якщо використовувати для змащення що попало, то це "що попало" може потім загуснути і буде прекрасним гальмом для ротора. У зазначеній статті згадуються види мастила, які краще підходять для ремонтних цілей. Буває, що в підшипники набивається пил, в цьому випадку вкрай необхідні розбирання і змащення. При розбиранні не можна докладати занадто багато зусиль, так як вісь ротора виготовлена ​​з твердого металу, а він досить крихкий.

Інший тип несправностей - електричні. Як і в будь-якому іншому пристрої, несправності ці бувають двох видів - "немає контакту, де повинен бути, або він є там, де його не повинно бути" - обрив або замикання. У обмоток статора мале "омическое" опір, тому при пробої коммутирующего транзистора або зупинці крильчатки (потрапляння туди чого-небудь або заклинювання підшипника) струм в обмотці значно зростає, а це може привести до перегорання проводів.

Для обмеження струму в разі можливої ​​аварії послідовно в ланцюг живлення вентилятора необхідно включити резистор опором 10 Ом. Якщо виникло бажання (просто непереборне) перемотати згорілі обмотки, слід використовувати дроти марок ПЕВ-2, ПЕТВ-2, ПЕЛБО, ПЕЛШО відповідного діаметру. Провід ПЕЛ застосовувати не рекомендується. Точно дотримуйтесь число витків, інакше нові обмотки будуть перегріватися.

Що вийшли з ладу транзистори краще замінювати більш високовольтними, придатними за параметрами (ну і за розмірами теж ...), якщо зможете такі знайти. Швидше за все, доведеться шукати інший згорілий вентилятор для розбирання.

Якщо встановлені в двигуні конденсатори розраховані на напругу менше 50 Вольт, їх рекомендують замінювати більш високовольтними. Хоча розглянути на дрібних деталях маркування буває і важко ...

Ремонт плати, ймовірно, буде утруднений через її малі габарити і особливостей поверхневого монтажу. Зверніть увагу на якість пайки - при роботі двигун досить сильно вібрує, і іноді деталі просто відвалюються.
Після закінчення ремонту і установки кулера на місце перевірте, чи не заважають його обертанню шлейфи і дроти, інакше доведеться повторювати процедуру ремонту знову.

стеження

Отже, двигун крутиться, і все начебто в нормі. Добре, якщо плата здатна контролювати обороти вентиляторів, але ж у багатьох ще працюють "раритети", які й не підозрюють про існування кулерів з датчиками обертів. Що можна зробити в цьому випадку?

Можна спробувати придбати пристрій, описане в одному з номерів "UPGRADE", - називається воно просто й невигадливо: TTC-ALC Fan Alarm. До цього пристрою підключаються до трьох вентиляторів, і при зупинці будь-якого з них лунає звуковий сигнал. Сигнал буде звучати до тих пір, поки не почне обертатися вентилятор або не відключиться харчування. Тільки ось на зниження оборотів (без повної зупинки вентилятора) ця штука не реагує ... Вказана вартість "сторожа" становила 11 доларів.

А чому б не спробувати зробити такого "Великого Брата" для кулера самому? Ось і схема для зацікавлених - малюнок 3.

Схема призначена для контролю оборотів двигуна з датчиком обертання. Вихід датчика - транзистор з "відкритим колектором", при роботі цей транзистор відкривається і закривається (два імпульси на кожен оборот ротора). База транзистора VT1 буде періодично з'єднуватися із загальним проводом, і транзистор буде закритий. При зниженні оборотів "замикання" бази VT1 ​​на корпус буде відбуватися все рідше, і напруга на С1 почне збільшуватися (адже він заряджається через R1).

Як тільки напруга стане достатнім для відкриття транзистора, засвітиться індикатор HL1 і запрацює мультивибратор на транзисторах VT2 і VT3. Якщо вентилятор все ще намагається обертатися, то сигнали приймають вид коротких звукових і світлових імпульсів.

При повній зупинці ротора сигнал стає безперервним. Недолік даної схеми з'ясувався в процесі дослідної перевірки - якщо ротор повністю зупиняється в певному положенні щодо статора, тривожний сигнал не подається, хоча на зменшення оборотів схема реагує нормально. (Можливо, просто вентилятор такий невдалий попався ...)

Ще одна стеження

Ось ще одна схема, яка розрахована на підключення до двигуна без тахометричного датчика. Реагує вона і на уповільнення обертання ротора, і на повну його зупинку (рисунок 4).

Послідовно з двигуном включений резистор R1, який обмежує струм, що подається на двигун в аварійних ситуаціях. В процесі роботи проходження струму через обмотки носить імпульсний характер, відповідно, на R1 будуть з'являтися імпульси напруги. При струмі через резистор, приблизно рівному 130 мА, падіння напруги на ньому складе трохи більше 1 Вольта (в повній відповідності з законом Ома). Імпульси надходять на базу VT1, який виконує роль "підсилювача". З його колектора через конденсатор С1 ці імпульси управляють транзистором VT2, який періодично відкривається цими імпульсами і розряджає конденсатор С2.

Напруга на С2 недостатньо для відкривання VT3, сигналізація мовчить. При уповільненні обертання ротора двигуна імпульси надходять все рідше, і коли напруга на С2 досягне величини, достатньої для відкривання транзистора VT3, загориться світлодіод і зазвучить сигнал. Мультивибратор - такий же, як і в попередній схемі. Схема, можливо, далека від оптимальної, але працює цілком надійно.

В "питаннях по залізу" зустрівся питання про програму, яка б відрубувала всю діяльність процесора по перевищенню визначеної температури, наприклад, при зупинці кулера. Програм, які б відрубували процесор, начебто поки не було (якщо не брати до уваги команди на закінчення роботи і відключення).

Програми, які контролюють обертів кулерів і напруга на платі, є, але вони працюють з сучасними платами. А що робити іншим? Відповідь така - зібрати і випробувати схему, описану вище, і ввести туди діод, ланцюг якого показана штриховими лініями. Можливо, доведеться збільшити ємність конденсатора С2, щоб скидання відбувався при дуже малих обертах вентилятора, недостатніх для нормального охолодження процесора. Працювати схема буде так само, як і раніше, але до того ж при зупинці кулера крім спрацьовування сигналізації буде відбуватися безперервний "скидання". Світлова сигналізація в даному випадку просто необхідна, щоб відразу встановити причину тривоги.

Питання по виготовленню

У схемах застосовні транзистори, подібні за параметрами звичайним КТ315, з граничним робочою напругою колектор-емітер не менше 15 Вольт. Світлодіоди - які вдасться дістати, бажано з червоним кольором світіння - сигнал тривоги все-таки ... Можна застосовувати світлодіоди підвищеної яскравості. Закріпити їх можна в кришці вільного відсіку (наприклад, 5 ").

Бажано буде підписати, який індикатор до якого вентилятору відноситься. Величину обмежувального резистора R1 необхідно уточнити - головне, щоб при роботі в нормальному режимі напруга на ньому було трохи більше 1 Вольта. Для звукової сигналізації можна використовувати навіть вихідні трансформатори з динаміками від старих транзисторних приймачів (якщо вони ще у когось залишилися ...). У цьому випадку вони включаються замість показаного на схемі випромінювача.

Якщо звуковий випромінювач підібраний невдало (наприклад, просто динамік від чого-небудь китайського), то транзистор ключа (VT1 на малюнку 1, VT3 на малюнку 4) буде сильно нагріватися. Бажаний тон звукового сигналу можна підібрати зміною величин ємностей конденсаторів С2 і С3 (рисунок 3). Взагалі-то, необхідно, щоб звуковий сигнал був добре чутний при роботі комп'ютера, інакше ви самі собі придумаєте додаткову складність ...

Деякі користувачі хочуть розігнати в своєму комп'ютері абсолютно все, включаючи вентилятори в кулерах. Наприклад, прийшов питання такого роду: "Є бажання познущатися над своїм кольором Golden Orb, пограти з напругою (в основному, з підвищеним). Підключив його до зовнішнього джерела, а хотілося б знати і кількість обертів. Як його підключити до матері, щоб нічого не спалити і обороти визначалися? " Для відповіді на це питання наводиться схема на малюнку 5.

Мінус зовнішнього джерела з'єднується з мінусовим проводом вентилятора і роз'єму. Плюсової провід від вентилятора підключається до висновку зовнішнього джерела. Вихід датчика оборотів не чіпаємо.

Пам'ятайте, що зазвичай для регулювання обертів напруга змінюють в межах 7 ... 13,5 Вольт. Якщо хочете подати більше - ваша справа, тільки потім не кажіть, що вас не попереджали ... І найкраще тримайте напоготові запасний кулер ...

Стабільних вам оборотів!

Конструктор uCoz