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.
300 Вт 20А
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.
Чёрная коробочка рядом с ревуном — наша плата 
Ближнее реле с голубым предохранителем — как раз подаёт питание на нашу схему.
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.
Как уменьшить скорость вращения вентилятора 12В
12 вольтовой вентилятор является популярным источником охлаждения, который применяется во многих устройствах. Однако, иногда стандартная скорость вращения вентилятора оказывается слишком высокой, что может привести к излишнему шуму или неправильной работе устройства. К счастью, существуют простые способы снизить скорость вращения такого вентилятора, не требующие специальных навыков или инструментов.
Один из самых простых способов — использование резистора. Резистор — это электрическое устройство, которое создает сопротивление электрическому току. Подключение резистора к вентилятору позволяет снизить скорость его вращения путем уменьшения напряжения. Для этого необходимо подключить один конец резистора к положительному полюсу вентилятора, а другой конец — к негативному. Таким образом, электрическое сопротивление резистора ограничит ток и уменьшит скорость вращения вентилятора.
Еще одним способом снижения скорости вращения 12 вольтового вентилятора является использование регулятора оборотов. Регулятор оборотов — это устройство, которое позволяет изменять скорость вращения вентилятора путем регулировки напряжения. Для использования регулятора оборотов необходимо подключить его к вентилятору и настроить желаемую скорость вращения. Это позволяет более гибко управлять скоростью вентилятора, а также может помочь снизить энергопотребление вентиляционной системы.
Важно запомнить, что перед выполнением каких-либо действий с вентилятором, необходимо отключить его от источника питания. Это позволит предотвратить возможные травмы или повреждение устройства.
Использование регулятора скорости
Установка регулятора скорости на вентилятор довольно проста. Перед установкой необходимо отключить питание, чтобы избежать возможных травм. Затем нужно открыть корпус вентилятора и найти жгут проводов. Обычно, жгут проводов состоит из трех проводов: черного, красного и желтого.
Черный провод является проводом заземления и должен оставаться подключенным без изменений. Красный провод — провод питания, который подключается к положительному (+) полюсу источника питания. Желтый провод — провод управления скоростью, который подключается к регулятору скорости.
Прежде чем подключить желтый провод к регулятору скорости, необходимо определить верное соответствие проводов. Для этого можно воспользоваться инструкцией, прилагаемой к регулятору скорости, или обратиться к информации на его корпусе.
После подключения регулятора скорости к желтому проводу, необходимо установить регулятор в желаемую позицию. Это может быть осуществлено путем вращения ручки регулятора или использования кнопок, если они предусмотрены.
После установки регулятора скорости можно проверить его работу, включив питание. Вентилятор начнет вращаться с выбранной скоростью. Если необходимо изменить скорость, можно в любой момент изменить позицию регулятора и проверить результат.
Использование регулятора скорости — один из самых простых и доступных способов снизить скорость вращения 12 вольтового вентилятора. С его помощью можно легко и удобно настроить оптимальную скорость в зависимости от нужд и условий эксплуатации.
Подключение резистора к вентилятору
Для подключения резистора к вентилятору вам понадобятся следующие материалы и инструменты:
- Резистор с подходящим значением сопротивления
- Провода
- Разъемы для подключения проводов
- Пайка и припой (для надежного соединения проводов и разъемов)
Процесс подключения резистора к вентилятору:
- Отсоедините вентилятор от источника питания и удалите все соединения.
- Выберите резистор с подходящим значением сопротивления (величина сопротивления зависит от требуемой скорости вращения).
- Паяльной станцией или паяльником подключите один конец резистора к желтому проводу вентилятора (это основной провод для подачи питания).
- Подключите другой конец резистора к черному проводу вентилятора (это провод для заземления).
- Установите соединительные разъемы на концы проводов для обеспечения надежного соединения с вентилятором и источником питания.
- Проверьте подключение и убедитесь, что все провода хорошо зафиксированы и изолированы.
- Подключите вентилятор к источнику питания и включите его.
После того, как резистор будет успешно подключен к вентилятору, его скорость вращения должна значительно снизиться. Однако следует помнить, что использование резистора может снизить эффективность работы вентилятора и повредить его мотор в результате перегрева. Поэтому рекомендуется использовать резисторы с осторожностью и при необходимости консультироваться с специалистами.
Запомните, что изменение скорости вращения вентилятора может быть опасно, и его проведение должно быть осуществлено в соответствии с инструкциями и мерами предосторожности.
Установка диодного выключателя
Для установки диодного выключателя потребуется:
- Диод
- Сопротивление
- Провода
- Разъемы
- Паяльник и припой
Для начала необходимо определить направление вращения вентилятора. Обычно на корпусе вентилятора находятся стрелки, указывающие на его направление.
После этого следует отключить вентилятор от питания.
Следующим шагом является припаивание диода и сопротивления к проводам питания вентилятора. Подключите положительный провод вентилятора к аноду диода, а отрицательный провод — к сопротивлению.
Далее подключите катод диода к сопротивлению и соедините их с отрицательным проводом вентилятора.
Наконец, установите разъемы на провода питания и на провода, подключенные к диоду и сопротивлению. Теперь вы можете подключить вентилятор к питанию и проверить его скорость вращения.
Установка диодного выключателя является простым способом снижения скорости вращения 12 вольтового вентилятора. Однако, следует помнить, что это решение может снизить производительность вентилятора и вызвать его перегрев при недостаточной вентиляции.
Автоматический регулятор оборотов кулера
Вентиляторы охлаждения сейчас стоят во многих бытовых приборах, будь то компьютеры, музыкальные центры, домашние кинотеатры. Они хорошо, справляются со своей задачей, охлаждают нагревающиеся элементы, однако издают при этом истошный, и весьма раздражающий шум. Особенно это критично в музыкальных центрах и домашних кинотеатрах, ведь шум вентилятора может помешать наслаждаться любимой музыкой. Производители часто экономят и подключают охлаждающие вентиляторы напрямую к питанию, от чего они вращаются всегда с максимальными оборотами, независимо от того, требуется охлаждение в данный момент, или нет. Решить эту проблему можно достаточно просто – встроить свой собственный автоматический регулятор оборотов кулера. Он будет следить за температурой радиатора и только при необходимости включать охлаждение, а если температура продолжит повышаться, регулятор увеличит обороты кулера вплоть до максимума. Кроме уменьшения шума такое устройство значительно увеличит срок службы самого вентилятора. Использовать его также можно, например, при создании самодельных мощных усилителей, блоков питания или других электронных устройств.
Схема
Схема крайне проста, содержит всего два транзистора, пару резисторов и термистор, но, тем не менее, замечательно работает. М1 на схеме – вентилятор, обороты которого будут регулироваться. Схема предназначена на использование стандартных кулеров на напряжение 12 вольт. VT1 – маломощный n-p-n транзистор, например, КТ3102Б, BC547B, КТ315Б. Здесь желательно использовать транзисторы с коэффициентом усиления 300 и больше. VT2 – мощный n-p-n транзистор, именно он коммутирует вентилятор. Можно применить недорогие отечественные КТ819, КТ829, опять же желательно выбрать транзистор с большим коэффициентом усиления. R1 – терморезистор (также его называют термистором), ключевое звено схемы. Он меняет своё сопротивление в зависимости от температуры. Сюда подойдёт любой NTС-терморезистор сопротивлением 10-200 кОм, например, отечественный ММТ-4. Номинал подстроечного резистора R2 зависит от выбора термистора, он должен быть в 1,5 – 2 раза больше. Этим резистором задаётся порог срабатывания включения вентилятора.
Изготовление регулятора
Схему можно без труда собрать навесным монтажом, а можно изготовить печатную плату, как я и сделал. Для подключения проводов питания и самого вентилятора на плате предусмотрены клеммники, а терморезистор выводится на паре проводков и крепится к радиатору. Для большей теплопроводности прикрепить его нужно, используя термопасту. Плата выполняется методом ЛУТ, ниже представлены несколько фотографий процесса.
После изготовления платы в неё, как обычно запаиваются детали, сначала мелкие, затем крупные. Стоит обратить внимание на цоколёвку транзисторов, чтобы впаять их правильно. После завершения сборки плату нужно отмыть от остатков флюса, прозвонить дорожки, убедиться в правильности монтажа.
Настройка
Теперь можно подключать к плате вентилятор и осторожно подавать питание, установив подстроечный резистор в минимальное положение (база VT1 подтянута к земле). Вентилятор при этом вращаться не должен. Затем, плавно поворачивая R2, нужно найти такой момент, когда вентилятор начнёт слегка вращаться на минимальных оборотах и повернуть подстроечник совсем чуть-чуть обратно, чтобы он перестал вращаться. Теперь можно проверять работу регулятора – достаточно приложить палец к терморезистору и вентилятор уже снова начнёт вращаться. Таким образом, когда температура радиатора равно комнатной, вентилятор не крутится, но стоит ей подняться хоть чуть-чуть, он сразу же начнёт охлаждать.
ШИМ регулятор скорости вращения вентилятора на таймере 555
Автоматический регулятор скорости вращения 4х-проводного вентилятора для компьютера
Этот простой регулятор скорости вращения можно использовать для автоматического управления 4-х выводным «умным» компьютерным вентилятором в зависимости от температуры радиатора. Если в схему добавить ключ на полевом или биполярном транзисторе то можно управлять обычным 2-х или 3-х выводным компьютерным вентилятором. Варианты схемы будут рассмотрены далее в статье.
Я использовал такой регулятор в маленьком компьютерном системном блоке — «неттопе» Lenovo, в котором по какой-то причине не удалось задействовать встроенную в плату ШИМ регулировку скорости вентилятора охлаждения процессора. Возможно из-за аппаратной проблемы на плате, но скорее всего из — за отсутствия нужного драйвера скорость вентилятора всегда была на минимуме и процессор перегревался. То есть материнская плата не увеличивала скорость при увеличении нагрузки процессора и его нагреве, как это обычно происходит в ноутбуках и десктопах. Использование сторонних программ для управления вентиляторами не дало результатов. Все программы просто не видели чип управления вентилятором.
Однако, эту схему можно с успехом использовать в любом устройстве, где требуется охлаждение элементов схемы, например в блоке питания или в звуковом усилителе мощности. Принцип работы заключается в постоянном отслеживании температуры радиатора транзисторов или микросхемы и увеличении скорости вращения лопастей вентилятора пропорционально росту температуры.
По способу подключения и управления «Компьютерные» вентиляторы бывают нескольких типов:
Самый простой — это 2 провода. Плюс и минус напряжения питания 12 вольт. Часто такие вентиляторы применяются в недорогих компьютерных блоках питания. Управлять скоростью вращения такого вентилятора можно изменяя напряжения его питания. Никакого контроля скорости вращения нет.
Следующий тип — вентилятор с 3 проводами. Отличается от двухпроводного наличием третьего провода, по которому передается сигнал от датчика вращения. Таким образом материнская плата компа или другое устройство, к которому подключен вентилятор, может «знать» о скорости вращения вентилятора. Если например вентилятор сломается и перестанет крутиться, то пропадут сигналы от датчика вращения на третьем проводе. В этом случае материнская плата выключится чтобы предотвратить разрушение процессора из-за перегрева. Управлять скоростью такого вентилятора можно также как и в случае с 2-х проводным — изменением напряжения питания или с помощью ШИМ — регулирования.
Третий тип — вентилятор с четырьмя проводами. Это наиболее продвинутый тип управления. Обычно используется в более дорогих и качественных вентиляторах. Именно такой вентилятор использовался в моем неттопе. Его работу мы разберем подробнее дальше.
четвертый тип подключения — это разновидность первого двухпроводного, с использованием стандартного разъема MOLEX. Обычно вентиляторы с такими разъёмами используются для установки в компьютерные корпуса для улучшения охлаждения внутри компьютера. Провод +5V MOLEX-а в простых вентиляторах не используется, но иногда он может быть задействован для питания дополнительного контроллера если вентилятор продается в комплекте с регулятором оборотов. Но чаще всего задействованы только +12 и GND.
Работа 4-х проводного вентилятора
Для того, чтобы заставить работать 4-х пиновый вентилятор, нужно сделать следующее:
- подключить черный провод к минусу источника питания (земле)
- подключить желтый провод 3 +12 источника питания. При этом, в зависимости от типа вентилятора, он крутиться не буде вообще, либо будет вращаться на самой минимальной скорости
- На синий провод подать управляющие импульсы от генератора или ШИМ контроллера. Это должны быть прямоугольные импульсы амплитудой от 4 до 12 вольт и с частотой от нескольких сот герц до нескольких килогерц.
Вентилятор может работать при частоте управляющих импульсов в довольно широком диапазоне. Определяющим фактором является не частота импульсов, а их скважность. Чем больше процент заполнения импульсов тем выше скорость вращения. Собственно, как и у любого вентилятора, подключенного к шим контроллеру через транзисторный ключ. Вся разница в том, что этот ключ на полевом транзисторе встроен в вентилятор и внешний уже не требуется. Подавая импульсы на синий провод мы как раз и управляем этим встроенным в вентилятор ключом.
Скорость вращения также несколько зависит от частоты импульсов. При большей частоте и при одинаковой скважности скорость вентилятора будет несколько выше. При питании от материнской платы компьютера частот следования импульсов обычно в районе 10 кГц, но вентилятор будет прекрасно работать и при частоте импульсов например в 400..500 Гц. В моем контроллере на NE555 частота импульсов в районе 1..4 кГц в зависимости от настроек схемы.
Схема регулятора скорости вращения четырех-проводного вентилятора
Четырехпроводной вентилятор подключается так:
- черный провод — минус питания 12 вольт (земля)
- желтый провод — к источнику плюс 12 вольт
- если нужно измерять частоту вращения вентилятора то третий, зеленый провод подключается к соответствующей цепи. Либо оставляем неподключенным
- Синий провод подключаем к выходу нашего устройства (к правому выводу резистора R2 сопротивлением 27 Ом
С случае с моим компьютером я просто перерезал синий провод, который шел от вентилятора к материнской плате и подал на на него сигнал от этого регулятора. Остальные 3 провода остались подключенными к разъему на материнской плате неттопа.
Основа регулятора — мультивибратор на микросхеме NE555. В качестве термо-датчика используется китайский терморезистор номинального сопротивления 100 к. Такие терморезисторы используются для контроля температуры в столиках 3D принтеров. Они очень дешевы, на алиэкспресс можно заказать партию из 10 или 20 штук. Терморезистор имеет очень малые размеры и соответственно, небольшой инерционностью. Он очень удобен для наших целей. Проволочные выводы терморезистора не имеют изоляции поэтому необходимо надеть на них кусочки термоусадочной трубки
Терморезистор приклеиваем к радиатору эпоксидным клеем.
При комнатной температуре сопротивление терморезистора — в районе 100 килоом. При этом, при указанном на схеме сопротивлении резистора R1 скважность выходного сигнала близка к 2. То есть коэффициент заполнения = 0,5. Это является исходным состоянием, при котором обороты вентилятора минимально — необходимые.
Форма сигнала на выходе таймера 555 при комнатной температуре
По мере увеличения температуры в контролируемой точке, сопротивление терморезистора уменьшается и увеличивается коэффициент заполнения прямоугольного сигнала на выходе:
Форма сигнала на выходе при увеличении температуры
Соответственно увеличивается число оборотов вентилятора. В каждом случае необходимый диапазон регулировки скважности зависит от ваших потребностей и от параметров конкретного вентилятора. Поэтому настраивать схему нужно отдельно для каждого вентилятора и диапазона рабочих температур.
Настройку можно осуществить в следующей последовательности:
- Вместо резистора R1 временно впаиваем подстроечный (или переменный) резистор сопротивлением 300 — 500 кОм
- Крутим до получения необходимого минимального числа оборотов вентилятора
- теперь нужно добиться максимальной температуры в контролируемой точке. Если это радиатор процессора компьютера, то запускаем на компьютере какой-нибудь бенчмарк чтобы на 100 % загрузить процессор. Если это, например, радиатор охлаждения какого либо блока питания, то нагружаем блок питания по максимуму. И т.д.
- В течение примерно 10…15 минут наблюдаем за работой этого всего, подстраивая резистором необходимую максимальную скорость вращения вентилятора так, чтобы температура не превышала максимально допустимую.
- Измеряем сопротивление переменного резистора и впаиваем вместо него в схему постоянный резистор близкого номинала.
- Может также потребоваться подобрать (или даже совсем исключить из схемы) резистор R3. Его сопротивление зависит от характеристики терморезистора. Чем меньше сопротивление R3 тем больше зависимость скорости вращения от изменения температуры.
Теперь о том как подключить к данной схеме двух — или трех — проводной вентилятор. В таком случае вентилятор нужно подключать по цепи его питания
Схема использования обычного двух или трех проводного вентилятора
Кроме указанного на схеме, в качестве ключа можно использовать практически любой подходящий по мощности MOSFET транзистор.
Что делать, если у вас есть только терморезистор на 10 кОм? Не проблема. Можно адаптировать схему для работы с таким терморезистором (термисторы на 10 кОм очень распространены). Для того, чтобы использовать такой термистор нужно изменить некоторые элементы схемы. Вот новые номиналы:
R1 должен быть сопротивлением от 20 до 22 кОм
С1 должен быть емкостью 10 нф (0.01 мкФ)
R3 можно поставить на 1 — 3 килоом или просто заменить перемычкой (зависит от нужной характеристики регулировки и от вашего конкретного вентилятора).