Ovládanie ventilátora. 12V DC fan controller + 24V/DC version.

By Administrator at May 01, 2012 23:15
Filed Under: Non-Atari

Keď už je postavený zdroj, patrí sa doriešiť aj jeho chladenie. Pozeral som zopár zapojení, požehnane sa v niektorých zapojeniach objavujú chyby (kopíruje sa to na webe stále dokola a s tou istou chybou - napríklad zapojenie s LM311, pozrite si datasheet a okamžite zistíte že to zapojenie na webe nemôže v žiadnom prípade fungovať) a potom som si povedal - prečo nie niečo vlastného ? Obvod LM324 je hodne lacný - v GME je cena 0.18 Eura a zbytok bižutérie som mal doma. (Ešte k tej LM311-ke , treba tam len malú zmenu. zmeniť dve prepojenia a potom to šlape. to len tak na okraj, pretože to tu teraz nebudem riešiť.)


Ovládanie je postavené na ventilátory 12V, ale aj na 24V - sú popísané obidve verzie.


 

V prvom zapojení sa využíva len 1/4 obvodu LM324 - je to 4x operačný zosilňovač a jeho výhodou je to, že v v tomto zapojení a pri kladnom napájaní nemá na výstupe OZ zbytkové napätie ako napríklad obvod uA741 a jemu podobné.


DC-FAN CONTROLLER 12V:


 

V zapojení nie sú žiadne záludnosti, trimer 10kΩ je viacotáčkový, aby bolo možné teplotu nastaviť plynulo a bez problémov. Nastavenie konkrétnej teploty? Do misky s teplou vodou dáme referenčný teplomer a meriame napätie na pine 9 operačného zosilňovača. Senzor - teda termistor má hodnotu 10kΩ a zápornú závislosť, t.j. pri zvyšovaní teploty mu klesá hodnota odporu. Ak je teplota správna, rovnakú hodnou napätia nastavíme trimrom 10kΩ aj na pre pin 10. Hotovo ! Kondenzátor 47uF zabezpečuje násilné rozbehnutie ventilátora pri plnom napätí pri pripojení napájania, je to len na okamžik, ale máme istotu že je ventilátor v poriadku. Pri ďalšej práci sa už tento kondenzátor neuplatňuje. Pomocou J1 kondenzátor môžeme pripojiť, alebo odpojiť. Cez J2 je pripojená aj Zenerova dióda 1N5339B, jej zenerovo napätie je 5.6V, dokáže trvale točiť ventilátorom pri zníženom výkone a pri znížených otáčkach. Kombinácie pre nastavenie jumperov sú popísané nižšie. V zapojení sa nepoužíva hysterézia, pretože masívny medený chladič z procesoru serveru má veľkú tepelnú kapacitu a teda ak sa teplota zvýši a ventilátor sa rozbehne na plné otáčky tak pokles teploty nasleduje až za pár minút - cyklovanie je zabezpečené v dostatočne dlhých cykloch a preto netreba hysteréziu "riešoť".

 

Trošku teórie, ale naozaj len trošku:


Ak je na pine 9 väčšie kladné napätie ako na pine 10 je na výstupe pin 8 prakticky nulové napätie. Ak je na pine 9 menšie napätie ako na pine 10, na výstupe pin 8 je prakticky plné napájacie napätie (mínus nejaké úbytky na tranzistoroch v OZ).

 

K tej Zenerovej dióde ešte trošku podrobnejšie:


Niektoré typy ventilátorov sa rozbiehajú až od napätia 7V, preto je dobré si odskúšať na zdroji premenného napätia pri akom napätí sa použitý ventilátor roztočí. Ten čo som použil ja, beží už od 5.5V.

Podľa nameranej hodnoty potom použite konkrétnu Zenerovu diódu:

1N5335B - 3.9V

1N5337B - 4.7V

1N5338B - 5.1V

1N5339B - 5.6V


V tomto zapojení sú dva jumpery J1 a J2, môžete si vybrať zo 4 možností nastavenia:


1- obidva jumpre J1 a J2 sú v polohe vypnuté - obvod reaguje len na teplotu vyššiu ako je nastavená - rozbehne sa ventilátor a po ochladení sa ventilátor vypne - proste klasika. Ak nám to stačí , teda zapojenie len v tejto najjednoduchšej podobe - neosádzame jumpre, kondenzátor 47uF a Zenerovu diódu 1N5339B


2- jumper J1 je zapnutý, po pripojení napájania sa na cca 1.5 sekundy naplno rozbehne ventilátor, "prefúkne sa", potom sa vypne a potom sa už správa presne ako v bode 1, je to dobré keď počujeme že ventilátor sa pri zapnutí rozbehne - je to prvý predpoklad správnej funkcie. Ak sa niekomu doba rozbehu na plný výkon zdá príliš krátka, použite namiesto hodnoty 47uF/16V kondenzátor s hodnotou 100uF/16V, v tom nevidím problém.


3- jumper J1 je rozopnutý, J2 zopnutý, po pripojení napájacieho napätia sa ventilátor rozbehne, beží pri napätí cca 6.5V, keď sa zvýši teplota rozbehne sa na plný výkon, po ochladení zase beží na nízke napätie, vlastne trvale ochladzuje používané zariadenie


4- obidva jumpre J1 a J2 sú zopnuté, po pripojení napájacieho napätia sa ventilátor na cca 1.5 sekundy rozbehne na plné napájacie napätie a potom už trvale beží na znížené napájacie napätie - cca 6.5V, keď sa zvýši teplota rozbehne sa na plný výkon, po ochladení zase beží na nízke napätie. Tu je zaručený rozbeh ventilátoru za každých okolností. Ak ovládanie ventilátora chceme prevádzkovať vždy len v tomto zapojení, použijeme namiesto jumprov pevné pripojenie.

 

__________________________________________________________

 

 

 

Modifikácie zapojenia:

Nastavenie hysterézie:

Ak chceme nastavovať aj hysteréziu - zapojte medzi pin 10 a pin 8 trimer o hodnote 470kΩ do série s odporom 33kΩ, pri masívnejších chladičoch to ale nie je potrebné. Hysterézia spôsobí to, že tranzistor zopne pri nastavenej teplote, ale vypne pri teplote o niečo nižšej, t.j. nie je také cyklovanie - ustavične zapnem, vypnem, zapnem, vypnem. Pri malom chladiči by to asi vadilo, učite si spomeniete aké to je keď vám ustavične cykluje ventilátor v notebooku - vtedy by ste prijali určite radšej pomalé trvalé otáčky ako cyklovanie. Ak máme masívny chladič tak to cyklovanie zďaleka nie je také výrazné, preto som ja nakoniec nastavovanie hysterézie nepoužil. Aby existovala možnosť hysteréziu aj vypnúť pribudol jumper 3. Hodí sa to aj pri nastavovaní, vtedy nechajte jumper 3 rozopnutý a nakoniec sa treba pohrať s nastavením hysterézie - čím väčší odpor, tým menšia hysterézia.

__________________________________________________________

Použitý iný typ termistoru:

Dostal sa mi do rúk aj NTC termistor o hodnote 33kΩ, samozrejme fungoval bez problémov, len bolo treba zmeniť ďalšie dve súčiastky, zmenená časť je na výreze obrázku, jedná sa o zmenu odporu 10kΩ na 33kΩ a kondenzátor má potom hodnotu 22uF/16V, ostatné súčiastky zostavájú nezmenené. Ak necháte pôvodný kondenzátor 47uF bude po pripojení napájania točiť ventilátor na plné otáčky asi tak 3 sekundy, čiže ani ten nie je potrebné meniť za každú cenu. Tiež som to otestoval, je to tak isto plne funkčné.


Aby to nebolo len také teoretizovanie, postavil som to celé na univerzálke, síce je to väčšie ako by to mohlo byť, ale mal som na to v zariadení dostatok miesta a tak som sa nemusel s miestom "uskromňovať". Jedna vzorka je na fotografii, tu je na fotografii práve  verzia s termistorom 33kΩ. 10kΩ termistory sa ale omnoho ľahšie dajú zohnať. Ako som už spomínal je jedno ktorý termistor zoženiete, len potom treba dodržať hodnoty súčiastok k nemu určených. Na fotografii je ventilátor SUNON, MagLev ložisko, typ KDE1205PFV1, príkon 1.3W, t.j. odber je pri 12V = 0.108A.


 

Na toto všetko čo som doteraz popisoval nám stačil len 1 operačný zosilňovač, máme ale k dispozícii 4 operačné zosilňovače v jednom púzdre LM324, takže môžeme ďalej kombinovať, poprípade postaviť tých čidiel viac, podľa potreby, atď. Použitie LM324 je dané tým, že má na výstupenulové napätie - na rozdiel od LM741 a podobných OP.

 

______________________________________________________________________________

 

Trvalé odpojenie zariadenia od napájania pri prehriatí:


Niekedy je žiadúce aby po prekročení maximálnej nastavenej teploty prišlo k odpojeniu zariadenia - trvalému (v tom zmysle že až do odpojenia napájania je blokované napájanie zariadenia hneď za zdrojom). V tomto zapojení sa nepoužíva kondenzátor na rozbeh ventilátora, tu by to zbytočne komplikovalo zapojenie. Niečo za niečo.

 

Zariadenie je štandartne ochladzované ventilátorom pri prekročení nastavenej teploty (jumper J2 - môže byť zariadenia trvale ochladzované na nízkych otáčkach ventilátora, v prípade ak je veľký odber, alebo ventilátor sa netočí tak teplota stúpa ďalej a hrozí poškodenie zariadenia). Tu si vieme pomôcť ochranou ktorá si s tým vie poradiť.

Na to je určené zapojenie na obrázku, tu už využívame polovicu LM324-ky (2x OZ), ak treba použiť 2 systémy tak použijeme zvyšné 2 operačné zosilňovače na kópiu schémy a vieme riadiť naraz 2 zariadenia a pod. Zase kalibrujeme (pohár teplej až horúcej vody, podľa požadavok, teplotu meriame ďalším zariadením), napichneme sa na pin 9 a ak je teplota rovná požadovanej, tú istú hodnotu napätia nastavíme pomocou trimra Temperature na pine 10. Maximálnu povolenú teplotu meriame zase na pine 9, jej veľkosť nastavíme pomocou trimra Total stop na pine 12.


DC-FAN CONTROLLER + TOTAL STOP:

Tu je nakreslená verzia len pre 12V, analogicky podľa obrázkov sa len zmení pár súčiastok a tak isto sa dá použiť aj pri napájaní zdrojom 24V/DC.



Pri prekročení maximálnej teploty zopne relé, jedným párom kontaktov si už potom drží trvale zopnutý stav, druhý pár kontaktov môže odpojiť napájanie sledovaného zariadenia - predíde sa tým možnej škode na zariadení. Po vypnutí napájania a ochladení pod nastavenú hodnotu je zariadenie zase schopné prevádzky.

Je jasné že tu sa medze fantázie úpravy uvedeného zapojenia na konkrétne zariadenie dajú ťažko určiť. Základom je ale spoľahlivá a správna funkcia.

__________________________________________________________

 

Pridal som aj 24V verziu, niekedy je k dispozícii práve toto napätie.


DC-FAN CONTROLLER 24V:

Niekedy sú k dispozícii iné napájacie napätia a tak nie je od veci mať "zálohu" aj pre napájanie pomocou 24V/DC. Ventilátor by mal byť tiež vo verzii na 24V.


 

Zapojenie teda zjavne bez problémov môže slúžiť aj pre ventilátory s napájaním 24V, len je potrebné použiť kondenzátory na napäte 35V, 16V typy kondenzátorov by sa okamžite "odporúčali", tak isto treba zmeniť Zenerovu diódu, vyhovuje typ pre napätie 10V, napríklad 1N5347B.

24V/DC typy ventilátorov mi behali bez problémov už pri napätí 14V, aby bolo jasné prečo je použitá práve 10V Zenerka.

__________________________________________________________


Poznámka:

Použitý tranzistor je typ KF506, KF508. Dnes sa síce už ťažšie zháňa, ale nič nebráni použiť napríklad tranzistor BD135, malý chladič na tranzistore nikdy nie je na škodu. Cena tohoto ovládača pre ventilátor je hodne nízka, takže výsledná užitná hodnota stojí určite za to.

Ešte hodnoty maximálneho prúdu pre uvedené tranzistory:

KF506, KF508 - max. 0.5A, štandartne sú ventilátory tak do hodnoty 0.24A, takže na väčšinu možných pripojených ventilátorov s prehľadom stačí

BD 135 - max. 1A, tu potom zmeňte odpor 1k5 na výstupe z pinu 8 na hodnotu 560Ω, túto zmenu odporu treba len vtedy ak je odber ventilátora väčší ako 0.5A a KF-ko už prúdovo nestačí, chladič je potrebné určite použiť.

__________________________________________________________

Vaše hodnotenie, Rate post:

Comments

12/8/2018 7:36:27 PM #

trackback

Directory Non-Atari.

Directory Non-Atari.

Igi blog |

Comments are closed

Info o autorovi

Volám sa Igor Gramblička, bydlisko: Bratislava, Slovakia. Môj nick: Igi. Blog je o mojich záujmoch - som už na dôchodku, predtým som pracoval ako IT špecialista na počítačové siete a redakčné systémy vo viacerých denníkoch - až som pred rokmi nakoniec zakotvil v jednom denníku kde som to potiahol až do konca mojej profesnej kariéry.