Это устройство сделает тише любой кулер: тестируем 2 варианта

Любой компьютер, 3д принтер, или что там у вас жужжит, можно сделать тихим, ну почти тихим.
И дело тут не только в дорогущих кулерах, просто далеко не всегда требуется обдув «на все деньги». Охлаждение всюду проектируется с заметным запасом. Для примера можно посмотреть мощность, потребляемую компьютером (порядка 60 ватт у моего) и номиральную мощность блока питания (700 ватт в моем случае). А адаптивная подстройка оборотов вентилятора в зависимости от температуры есть далеко не во всех устройствах. Теперь автоматическую регулировку можно добавить куда угодно, плата контроллера стоит пару сотен рублей. И имеет преимущество над готовыми решениями — ее можно настроить под свои потребности.

Вот как она выглядит:

Бывает в двух вараинтах: для кулеров с регулировкой оборотов посредством pwm (шим) модуляции и без такой регулировки. В последнем случае обороты регулируются изменением напряжения на выходе платы.

На плате имеется:
1. проводок с разъемом входа — подключается туда, куда раньше подключался вентилятор.
2. разъем выхода — сюда подключается вентилятор теперь. Можно по двухпроводной схеме (плюс и минус), трехпроводной (плюс, минус и датчик оборотов) или четырехпроводной (плюс, минус, управление оборотами, датчик оборотов)
3. разъем термодатчика.
4. микроконтроллер N76E003 — сердце всего устройства.
5. рассыпуха — транзисторы, резисторные сборки, диоды. Во варианте с управлением напряжением деталек чуть побольше.
6. кнопка — все управление контроллером возложено на нее.
7. три красных светодиода — они помогут настроить устройство.

Варианты платы немного отличаются. У PWМ датчик — «капелька» на коротком проводке. У регулятора по напряжению — 40 сантиметровый провод с термопарой в виде шайбы под болт. Датчики взаимозаменяемы.

Пробежимся по характеристикам:
Номинальное напряжение: PWM: 8-18В, V: 9-14В
Максимальный ток вентилятора: PWM: 3А, V: 0.8A
Потребляемый ток: 20 мА
Максимальная температура измерения: PWM: 110°C, V: 120°C

Всем этим хозйством заведует Nuvoton 1T 8051-based Microcontroller N76E003. Это 8-битный микроконтроллер, с флеш памятью 18 кбайт, оперативкой 256 байт и работающий на частоте 16 Мгц. У него довольно широкие возможности, один только датшит на 276 страниц. Когда-то такие характеристики вполне себе быть у настольного компьютера, а теперь такая фитюлька всего лишь рулит вентилятором.

Настройка устройства не очень сложная, но требует постоянно подглядывать в мануал:

Сперва настраиваем минимальный уровень напряжения (скважность сигнала для pwm). Одно краткое нажатие повышает напряжение, два кратких — понижает. После любого нажатия начинает быстро моргать светодиод №2. Он моргает 20 секунд, а после текущая настройка сохраняется как постоянная и все мигания прекращаются. Всего у этой настройки 20 градаций.
Достижение минимального напряжения можно определить по включению светодиода №1, достижение максимума — по включению светодиода №3.
Возможные значения настройки такие:

Т.е. 19 градаций у PWМ и 20 — у контроллера по напряжению.

Можно настроить так, чтобы кулер сразу стартовал на минимальных оборотах, можно сделать так, чтобы включался только при нагреве. При подаче питания импульса повышенного напряжения для старта кулера не подается, так что если вам требуется, чтоб кулер крутился постоянно, то этой настройкой нужно выставлять не напряжение, при котором он поддерживает вращение, на напряжение старта, оно обычно повыше.

Затем нужно задать тепмературу, с которой кулер начнет повышать обороты. Для этого требуется долгое нажатие на кнопку. Допустимые значения — от 30 до 70 градусов. Определить текущую настройку можно по комбинации зажженных светодиодов.

Еще одно долгое нажатие переводит в редим задания конечной температуры, при достижении которой кулер выйдет на полные обороты.

Двумя этими настройками по сути регулируется гистерезис работы вентилятора. Можно сделать так, чтоб обороты следовали за температурой, а можно чтоб вертилятор периодически включался, сбрасывал лишнее тепло и выключался.

Я собрал воедино три термопары: капельку, шайбу и датчик температуры прибора. На осциллографе видно изменение скважности сигнала PWM устройства, на вольтметре — напряжения устройства, регулирующего напряжение. К нему же подключен кулер. На экранчике токоизмерительных клещей — температура.

Посмотрим, что выдает PWM:

Частота 25 КГц, амплитуда 5В. Кстати, В интернете можно найти схемы для подключения вентилятора без поддержки PWM к интерфейсу с PWM. Схемки буквально на одном транзисторе и резисторе. Возможно и обратное, это вообще не потребует схем.

В итоге, решил поставить устройство в 3д принтер Anycubic Mega S. Там у меня приделан воздуховод для охлаждения драйверов шаговых двигателей. Наиболее жаркий радиатор — драйвера двигателя перемещения стола. Туда и ставлю термопару.

Протягиваю провода. Плату клею на двухсторонний скотч.

Все работает идеально. При активном перемещении стола кулер разгоняется, под небольшими нагрузками кулер останавливается. В совокупности с тихими драйверами стало настолько тихо, что можно печатать ночью в жилой комнате — шум не мешает.

Я подобрал для вас продавцов с наибольшим рейтингом и наименьшей ценой этих плат.
Завтра начинается распродажа, цены будут еще ниже. Отзывы у обоих продавцов хорошие, да и товар такой, что ломаться там особо нечему — просто работает.

Вариант с pwm
Вариант без pwm