(Последовательность элементарных шагов).
Продолжаем собирать фанерную охлаждающую подставку для ноутбука.
В прошлой части мы проводили столярные и подготовительные сборочные работы.
Теперь займёмся монтажом электрической части. Сборку будем проводить вот по такой наглядной схеме.
Скачать наглядную схему соединения элементов в формате .JPG, .PNG, .PDF
(И ставшее уже стандартным примечание: Если некоторые изображения данной статьи на вашем устройстве выглядят не очень отчётливо, можно открыть их в отдельном окне, щёлкнув на них мышью, либо открыть в полном размере в новой соседней вкладке вашего браузера).
Шаг 22.
Из зачищенного от эмали лужёного медного провода диаметром 1 мм делаем четыре стойки с петельками-ушками под винты с резьбой М3 для крепления повышающего преобразователя напряжения MT3608.
Шаг 23.
Припаиваем эти стойки концами по две к внутренним сторонам металлического корпуса двух D-Sub разъёмов. Один из разъёмов — папа, другой — мама.
Шаг 24.
Нижний ряд контактов D-Sub разъёма будет общим проводом, верхний ряд контактов — плюс 5 вольт. Припаиваем к нижнему и верхнему ряду контактов разъёма отрезки зачищенного от эмали лужёного медного провода диаметром 1 мм, а сами разъёмы этими же проводами припаиваем к входу и выходу повышающего преобразователя напряжения MT3608. Разъём-папу на вход модуля, разъём-маму на выход.
Шаг 25.
Размечаем на внутренней стороне верхней плоскости отверстия для крепления "четырёхлапого" модуля MT3608. Желательно расположить его посредине между вентиляторов, так, чтобы винт регулировки переменного резистора на данной плате смотрел наружу, чтобы можно было подстраивать напряжение на вентиляторах не разбирая конструкцию.
Для наглядности снова привожу чертёж верхней плоскости с разметкой и размещением отверстий крепления.
Скачать чертёж верхней плоскости в формате .JPG, .PNG, .PDF
Если отверстия для крепления модуля разметили — сверлим их, снова сверлом диаметром 3.1 мм.
Затем пробуем закрепить модуль MT3608 петельками-ушками к основанию подставки винтиками-болтиками M3.
Шаг 26.
Устанавливаем вентиляторы с решётками на предназначенные для них места верхней плоскости подставки. Направление движения потока воздуха — оно обозначено стрелками на корпусе вентилятора сбоку — в уже собранной конструкции должно быть снизу вверх.
Прокладываем провода вентиляторов между ними в направлении выхода модуля MT3608.
Уже установленные на конце проводов вентиляторов разъёмы срезаем.
Для прокладки проводов одеваем их в несколько трубочек термоусадки диаметром 5 мм (не нагревая и не стягивая термоусадку).
Для закрепления проводов на плоскости используем три кабельные стяжки. Они располагаются на расстоянии 30 мм друг от друга по пути прокладки проводов. Отверстия для кабельных стяжек диаметром 3.1 мм в каждой паре сверлим на расстоянии 10 мм друг от друга.
Шаг 27.
Вместо срезанных разъёмов к проводам вентиляторов припаиваем D-Sub разъём-папу.
Красные провода от вентиляторов припаиваем к любому из пяти верхних контактов разъёма — это плюс 5 вольт.
Черные провода от вентиляторов припаиваем к любому из четырёх нижних контактов разъёма — это общий провод.
Места пайки изолируем трубочками термоусадки.
Жёлтые провода от вентиляторов ни к чему не подключаем, изолируем эти концы термоусадкой.
Пробуем подключить разъём к выходу модуля. Длины провода для этого должно быть достаточно.
Шаг 28.
На вход модуля MT3608, к его разъёму-папе будем подключать ответный разъём-маму. К контактам разъёма-мамы припаиваем отрезок гибкого двухпроводного кабеля.
По одному из верхних пяти контактов D-Sub разъёма от USB подаётся плюс 5 вольт — красный провод.
На один из нижних четырёх контактов D-Sub разъёма подключается общий провод — он чёрного цвета.
Места пайки изолируем трубочками термоусадки.
К противоположному концу кабеля подключим USB-разъём в нужной полярности, как на рисунке. Обратите внимание, что из-за особенностей конструкции разъёма подключение показано при виде на него снизу.
Скачать распиновку USB-разъёма в формате .JPG, .PNG, .PDF
От входа модуля MT3608 с подключённым к нему разъёмом и до бокового края подставки кабель также фиксируется пластиковыми стяжками (под них в верхней плоскости тоже сверлятся пары отверстий диаметром 3.1 мм).
Длину кабеля выбираем такой, чтобы, с одной стороны, её хватало для подключения к одному или нескольким USB-разъёмам на ноутбуке. С другой стороны кабель питания не должен быть слишком длинным, чтобы не мешал.
А полностью собранная охлаждающая подставка теперь выглядит так.
Шаг 29 — предупредительный.
Прежде чем подключать устройство к USB-разъёму своего ноутбука, обязательно проверьте в его характеристиках, какие именно USB-разъёмы в нём установлены.
Согласно спецификациям на USB по линиям питания:
- для USB 2.0 максимальный выходной ток не должен превышать 500 mA
- для USB 3.0 и 3.1 не более 900 mA.
Бывают ещё разъёмы USB-BC (Battery Charging 1.2) и USB 3.2 Gen x2 с максимальным выходным током до 1.5 ампер. Но я не уверен, что на вашем ноутбуке они есть.
Как показали предварительные замеры напряжения и тока проточным USB-тестером вся фанерная конструкция при работе потребляет от 0.93 до 1.2 ампер.
Не каждые электрические цепи USB-разъёмов способны выдерживать и работать долгое время при таких токах потребления.
При сверке со спецификацией видим, что USB 2.0 для питания нашего фанерного охладителя вообще не годятся, а USB 3.0 и 3.1 даже учитывая импульсное питание конструкции — если и подходят, то с большими оговорками и серьёзными рисками.
Например, при питании от USB-разъёма 3.0 моего старого ноутбука Acer Aspire 5755G напряжение на нём падало на 0.28 вольт, с 5.07 вольт (без нагрузки фанерным охладителем) до 4.79 вольт (при его подключении).
Для Gigabyte G5 KD напряжение под нагрузкой держалось на уровне 5.08 вольт и выше, но такой ток потребления для его разъёмов USB 3.0 тоже не есть хорошо.
Честно говоря, подобные показатели потребления стали для меня неожиданностью.
Предварительный и очень приблизительный расчёт был такой. (Если где-то ошибаюсь или чего-то не учёл просьба поделиться сокровенными знаниями в комментариях).
Повышение напряжения происходит за счёт энергии, запасаемой в катушке индуктивности преобразователя. При этом ток потребления от источника питания также кратно увеличивается. То есть, если требуется повысить напряжение с 5 до 12 вольт - в 2.4 раза, то ток на входе преобразователя тоже возрастёт в 2.4 раза.
Ток потребления одного вентилятора составляет 170-180 миллиампер.
Ток на входе преобразователя при 100% КПД равен
180 миллиампер * 2.4 = 432 миллиампер.
Фактически при подключении только одного из двух вентиляторов общий ток потребления конструкции при питании от USB составляет от 0.45 до 0.51 ампера.
Два вентилятора, подключенных параллельно, потребляют 360 миллиампер.
Ток на входе преобразователя при 100% КПД равен
360 миллиампер * 2.4 = 864 миллиампер.
С учётом заявленного в техническом описании на микросхему MT3608 КПД до 97%, и до 92-93% при повышении напряжения с 5 до 12 вольт итоговый ток потребления составит
864 миллиампера / 0.92 = 939.13 миллиампер
Вроде подходит, но почему он периодически меняется, увеличиваясь до 1200 миллиампер?
Лично я не рискнул подключать к USB-разъёмам ноутбука фанерный охладитель надолго (и вообще!) при таких токах потребления, да и вам настоятельно не рекомендую.
И поэтому пришлось обратиться к альтернативным и дополнительным источникам электропитания.
Шаг 30 — Альтернативный вариант питания номер 1.
Оглядитесь по сторонам. Наверняка в вашем домашнем разнообразии вычислительных устройств и гаджетов уже есть зарядное USB-устройство с выходным напряжением в 5 вольт и током на выходе не менее 2-х ампер. Вам даже дополнительно покупать его не придётся.
Можно запитывать охладитель и от него. Использовав более длинный шнур для подключения. Хоть это и чуть менее удобно, но зато гораздо безопаснее и полезнее для здоровья USB-разъёмов вашего ноутбука.
У меня тоже нашлось такое, от мобильного телефона Xiaomi.
Заменил кабель на более длинный, перепаяв на него D-Sub и USB разъёмы.
При этом подключение стало выглядеть так.
Шаг 31 — Альтернативный вариант питания номер 2.
Можно запитывать охлаждающую подставку и от сетевого адаптера с выходным напряжением 12 вольт и максимальным током потребления от 1 Ампера и выше. Например, от такого, такого, такого или такого.
Нужно будет подобрать соответствующий ответный разъём, чтобы не пришлось срезать разъём кабеля блока питания.
В этом случае вентиляторы подключаются к блоку питания напрямую (через ответный разъём) и модуль повышающего преобразователя напряжения MT3608 уже не требуется. Модуль MT3608 можно отключить, снять и использовать впоследствии в какой-нибудь другой конструкции.
Шаг 32.
Если приняли решение питать охлаждающую подставку от источника с напряжением 5 вольт с использованием модуля повышающего преобразователя MT3608, то нужно будет настроить напряжение на его выходе.
Для этого ещё раз проверяем правильность сборки схемы. Разъём от вентиляторов к модулю MT3608 пока временно отключим.
После проверки схемы подключаем модуль MT3608 с помощью кабеля к USB-разъёму источника питания и вольтметром замеряем напряжение на выходе модуля. С помощью подстроечного резистора выставляем выходное напряжение модуля ровно в 12 вольт.
Затем подключаем к выходу модуля MT3608 вентиляторы. Они должны начать вращаться. Снова замеряем напряжение на выходе модуля при работающих вентиляторах, и, если оно немного понизилось, опять выставляем 12 вольт подстроечным резистором.
Затем отключаем подставку от источника питания.
Шаг 33 — почти окончательный.
Полностью собираем всю конструкцию.
Если после полной сборки и включения конструкции обнаружите снижение тяги воздушного потока (определяется занесённой над вентилятором ладонью) попробуйте увеличить расстояние между плоскостями подставки — заменой латунных стоек длиной 25 мм на стойки длиной 30-40 мм. Можно просто нарастить 25-ти миллиметровые дополнительными стойками высотой 5-8 мм. Таким образом вы освободите больше пространства под вентиляторами и облегчите забор воздуха их лопастям.
Шаг 34 — с цифрами результатов.
Подробных замеров качества охлаждения в различных программах и играх мной пока не проводилось.
Делались только предварительные замеры температуры процессора и графической подсистемы с помощью встроенной фирменной утилиты Control Center в режиме Fan Speed Setting (с установленной опцией автоматической регулировки скорости вращения вентиляторов внутри ноутбука).
Так, при работе Windows 11 в холостом режиме (отдельные редкие движения мышкой без запуска каких-либо дополнительных или "тяжёлых" программ) примерно через полчаса работы без дополнительного охлаждения подставкой процессор и графическая подсистема нагрелись до 44 градусов Цельсия.
Затем, спустя полчаса работы после запуска вентиляторов на охлаждающей подставке, температура процессора снизилась до 35-37 градусов Цельсия, вентиляторы графической подсистемы отключились вообще.
То есть несколько (5-7-9) градусов охлаждения подставка обеспечить вполне способна.
Шаг 35 — на перспективу.
Пока не решил окончательно, но возможно в дальнейшем возьмусь за отдельные доработки данной основы.
Например, скорость вращения вентиляторов подставки можно регулировать, вручную или автоматически, в зависимости от температуры датчика с помощью простейшего реобаса. Снижать обороты, если вычислительная нагрузка невелика, а шум от работы лопастей вентиляторов, вдруг, наоборот, чувствительно мешает.
Либо вообще отключать охлаждение, но не вытаскивая шнур разъёма питания, а просто щёлкая дополнительным выключателем.
Чтобы не заляпывать фанеру пальцами её можно попробовать покрыть лаком. Заодно и технику этого дела, новую для меня, освоить.
Нужно просто поработать с подставкой немного, погонять ноутбук в "тяжёлых" играх, когда ноутбук раскаляется как кипятильник и пышет жаром как Змей Горыныч, чтобы понять, что именно ещё нужно.
А может быть оставлю всё как есть.
Но если буду дорабатывать — обязательно напишу об этом в очередной статье. В общем, буду держать вас в курсе.
1 мая 2023 года.
С уважением. Ваш @mp42b.
<-- Предыдущая статья | Содержание 2019-2022 | Следующая статья -->
Предыдущие статьи по данной теме:
1. Укрощение Горыныча фанерой (1) или простая охлаждающая подставка для горячего ноутбука. Подготовка.
2. Укрощение Горыныча фанерой (2) или простая охлаждающая подставка для горячего ноутбука. Часть — столярно-механическая.
#простые вещи #сделай сам
#охлаждение #подставка для ноутбука
#mp42b #ПК, ноутбуки, периферия