- В этой статье вашему вниманию предлагаю простую, полностью рабочую схему автоматического пуска и остановки компьютерного вентилятор в зависимости от уровня температуры на датчике (терморезисторе).
Вариант схемы на биполярных транзисторах:
Вариант схемы на полевом МОП транзисторе:
Допустим я эту схему использовал для охлаждения радиатора электронной нагрузки. Пороговый уровень температуры выставил на 50°C. Когда радиатор устройства нагревается до температуры более 50°C, происходит автоматический запуск охлаждающего вентилятора. Причем, стартует он с минимальных своих оборотов, и чем выше температура на датчике, тем быстрее вращается вентилятор. Когда температура на радиаторе моей электронной нагрузки опускается ниже 50°C, то схема отключается, кулер перестает вращаться. Такое автоматическое управление работой вентилятора позволяет уменьшить общий шум, идущий от вентилятора и снизить его энергопотребление.
Теперь, что касается самих схем, представленных на рисунке выше. Первая схема собрана на двух биполярных транзистора, что образовывают одни составной транзистор (имеющий большой коэффициент усиления по току). Данная схема имеет наибольшую чувствительность. Второй вариант схемы уже собран на одном полевом n-канальном транзисторе с изолированным затвором. Эта схема также нормально работает, но первый вариант все же лучше.
В начале схемы, как первой, так и второй, стоит обычный делитель напряжения, состоящий из двух резисторов. Первый резистор (R1) – это терморезистор, который является температурным датчиком. Второй резистор (R2), переменного типа, это регулировка температурного уровня срабатывания данной схемы.
Новичку стоит учитывать, что терморезисторы бывают двух типов. Первый тип – это терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом, на которых при увеличении температуры сопротивления уменьшается. Они называются термисторы. Второй тип – это терморезисторы с положительным температурным коэффициентом, где с ростом температуры сопротивление, наоборот, увеличивается. Они называются позисторы. Термисторы на схеме могут подписываться буквой -t (с минусом в начале), либо NTC. Позисторы обозначаются +t (с плюсом в начале), ибо PTC.
На схемах, в делителях напряжения, показаны, где нужно ставить термисторы (выше переменного резистора R2), а где позисторы (ниже переменного резистора R2). То есть, смотря какой тип терморезисторов у вас есть в наличии. Хотя нормально работать в схеме будут и те, и другие.
В схему можно ставить любые термисторы номиналом от 4,7 кОм до 10 кОм. Оптимальный вариант это на 6 кОм. Если вы в схему будет ставить позисторы, то их номинал может быть от 1 кОм до 10 кОм. Оптимальный вариант это 3 кОм. Переменный резистор, как в первой, так и во второй схеме, имеет номинал 5 кОм. И он является оптимальным. Хотя, если у вас именно такого нет, то можно поставить и на 10 кОм.
Как могут выглядеть терморезисторы:
В случае использования биполярных транзисторов можно поставить классические КТ315 и КТ815 (или КТ817). Хотя тут подойдут любые аналогичные транзисторы. Если в схему сразу поставить одни составной биполярный транзистор, допустим КТ829, то у него чувствительность будет чуть хуже, чем в случае двух штук. Если у вас под рукой есть только полевые МОП транзисторы с изолированными затворами, то собирайте вторую схему. Поставить можно любой n-канальный полевик.
Параллельно вентилятору желательно поставить диод, выполняющую защитную функцию и гасящую ЭДС самоиндукции, что возникает на обмотках вентилятора. Хотя это не критично, и схема будет вполне нормально работать и без диода. На схеме установлен диод 1n4007. Хотя подойдет практически любой.
И еще такой момент, о котором новичкам стоит знать. Дело в том, что у компьютерного вентилятора имеется минимальное напряжение и ток, при котором происходит начальный старт и вращение на минимальных оборотах. Средняя величина постоянного напряжения будет где-то 3 вольта. Средний ток запуска вентилятора где-то около 60 миллиампер. То есть, от 0 и до 3 вольт вентилятор вращаться на будет. Хотя при этом будет потребляться небольшая мощность около 0,15 Вт. Для вентилятора и схемы это не критично, и этим явлением можно пренебречь. Причем средний ток, при котором вентилятор уже перестает вращаться равен 20 мА. То есть, он чуть ниже, чем токовый уровень включения.
Данная начальная мертвая зона у вентилятора (0-3 В и 0-60 мА) будет соответствовать диапазону где-то в 5 °C. Но, поскольку обычно на радиаторах температура поднимается достаточно быстро, то диапазон температуры в 5°C будет пройдет примерно за несколько секунд. И это будет соответствовать некоторой инерции перед запуском вентилятора после того, как на датчике уже будет пороговая температура.
Как я ранее сказал, данная схема автоматического включения и выключения компьютерного вентилятора от датчика температуры вращает вентилятор с разной скоростью. И это зависит от конкретной температуре на термодатчике. Чем выше температура, тем быстрее начинает крутится кулер.
Ну, а работа самих схем очень проста. На делителе напряжения имеется определенная пропорциональность напряжений. Когда между базой и эмиттером составного биполярного транзистора напряжение будет менее 1,2 вольта, то этот транзистор будет закрыт и вентилятор вращаться не будет. Как только напряжение на входе схемы поднялось выше 1,2 вольта, то транзистор постепенно начинает открываться, тем самым включая вентилятор и увеличивая его обороты. У полевика пороговым напряжением для его открытия будет 4 вольта. Само же изменение величин напряжения на делителе происходит за счет изменения сопротивления на терморезисторе после его нагрева и остывания.
Вот видео по этой теме:
