Ventilátor Vezérlés: 2-, 3- és 4-tűs Rendszerek Áttekintése és DIY Megoldások

A CPU-hoz, a grafikus kártyához, a házhoz és a tápegységhez hűtőventilátorok szükségesek. A rajongók zajának és teljesítményének szabályozása szintén fontos esemény. Számos osztályozási módszer létezik a hűtőventilátorokra, beleértve az egyenáramú, egyenáramú és váltóáramú ventilátorokat, valamint kefés, kefe nélküli, golyóscsapágyas és olajcsapágyas. Sokan még mindig nem tudják megkülönböztetni a 2-pin, 3-pin és a 4-pin rajongókat. Itt elsősorban a hűtőventilátorok tápvonali interfészéről beszélünk, amely 2 tűre, 3 tűre és 4 tűre osztható.

2-tűs ventilátorok: Az egyszerűség korlátai

A 2-tűs hűtőventilátor azt jelenti, hogy csak kétféle tápvezetéke van, az egyik a földelésre, a másik a tápellátásra szolgál. Egyszerű felépítésű, de kevés funkciója van, és nem tudja mérni a sebességet. Ha gyorsítani akarja a szabályozást, más megoldásokat kell alkalmaznia. Jelenleg a 2-tűs rajongók ritkák a napi használatban.

3-tűs ventilátorok: Feszültségszabályozás és visszajelzés

A 3-tűs ventilátor interfész egy sárga vonalat ad hozzá az eredeti piros és fekete szín alapján. Főleg a sebesség méréséért felelős. Rajta keresztül az alaplap érzékeli, hogy forog-e a ventilátor és milyen sebességgel. A 3-csapos ventilátor fordulatszám-szabályozása azonban a ventilátor feszültségének beállításával valósul meg. Először is, a sebességszabályozás még mindig nem elég rugalmas. A hőmérsékletérzékelés az alaplapról érkezik, és nem tudja valós időben tükrözni a CPU állapotinformációit. Sőt, az alaplap BIOS-ának különféle paraméterek beállítására van szüksége, így a sebesség állítható-e attól függ, hogy az alaplap támogatja-e vagy sem. Jelenleg több a 3-tűs és 4-tűs rajongó.

4-tűs ventilátorok: Az intelligens PWM vezérlés

A 2-tűtől a 3-tűig a ventilátorsebesség szabályozásának problémája még nem oldódott meg teljesen. Ezért az LGA775 korszakában az Intel közös gyártói új PWM sebességszabályozási specifikációt vezettek be. A hűtőventilátor négy érintkezős lett, és egy PWM vonal (impulzusszélesség-moduláció) került hozzáadásra a 3-tű alapján. Az extra PWM-vonal PWM-mechanizmussal szabályozza a ventilátor sebességét, és a ventilátor feszültsége állandó, így elkerülhető a sebesség változtatásához szükséges feszültségszabályozás számos hátránya. Mitől PWM-es egy ventilátor? A 4. PWM lábat be kell kötni, mert attól működik.

Néha, még ha a ventilátort 4-pin PWM vezérli is, akkor sem tudja intelligensen szabályozni a sebességet, ha az alaplaphoz csatlakozik. Ez a probléma az alaplappal lehet összefüggésben, mivel az alaplap 4-tűs interfésztjeit nem feltétlenül PWM, hanem feszültség is vezérli. Ha a 3-4 láb nincs bekötve, akkor teljes fordulaton megy. A 2. láb 12V azért van, mert az adja a hall-nak a 3. 4. Tapasztalat, hogy működik, ha a 3-4 láb nincs bekötve, akkor teljes fordulaton megy.

Aspire 5315 ventilátor hibaelhárítás

PWM Jel és Fordulatszám Karakterisztika

A PWM kivezetést a GND-re kötve, egy csökkentett fordulatszámon forog a ventilátor, de azért így is hűt. Az adatlapokon pl. ilyen értéket szoktak megadni: "600-1900 fordulat". Ez azt jelentheti, hogyha a PWM bemenetet összekötöm a GND-vel, akkor 600 n/min a fordulat, az 1900 pedig azt jelenti, hogyha szabadon hagyom a PWM bemenetet, akkor ezen az 1900 n/min maximális fordulaton működik. Igaz, de nem szabad elfelejteni, hogy a PWM jel kitöltési tényezője és a fordulatszám között nem feltétlen lineáris az összefüggés. Tehát, ha valami PWM jelgenerátort csinálnék, akkor nem kell 1-100% között állítani a kitöltést, elég lenne 30-99% között. Ez azért jelentős könnyebbség. A kitöltési tényezőn kívül, még számos tényező befolyásolhatja a tényleges fordulatszámot. Pl. a nyomás, a légszállítás, az elektronika (motor) felépítése, a lapátok kialakítása, stb. Nyilván minden ventilátornak "valami ilyen" lesz a görbéje.

DIY ventilátor szabályozás Arduino segítségével

Személy szerint én nem vagyok egy nagy PC modder, de egy Arduino segítségével, egész jó PC ventilátor szabályozást tudunk összerakni. A PC ventilátor vezérlés elkészítéséhez nem kell semmi más, csak egy Arduino UNO egy 5V-os 3 eres PC Ventilátor és 2 vezeték. A bekötésnél semmi más dolgunk sincs, csak a piros vezetéket valamelyik vezérelt PWM digitális pinre kötni a feketét pedig a GND-re. A tachometrikus jel kábelével nem kell foglalkozni, mert nem akarjuk beolvasni a ventilátor fordulatszámát. Mivel lényegében nem az alapján működik a vezérlés a mi kapcsolásunkban.

Ventilátorvezérlés Arduinoval || Hőmérséklet alapú ventilátorsebesség-szabályozó Arduino Nano használatával

A forráskód értelmezéséhez, annyi segítséget adnék, hogy a D pin digitális kapcsolásánál a késleltetés nagyságával állítjuk a sebességet. Az analóg írásánál pedig a „vent_speed” változó értékével, ami most maxon van. Az alaplapon csak-csak találunk stabil 5V-ot, de ha 12V-ot használunk azzal sem lövünk mellé. Simán el tudok képzelni egy olyan modot, amiben egy hőmérséklet érzékelő segítségével állítjuk a ventilátor sebességét. Vagy akár ennek megfelelően egy ledszalag színét is lehet változtatni a hőmérséklet függvényében. További PWM-el kapcsolatos leírást az Arduino honlapon a PWM reference-ben találunk. Az Arduino lapkák megvásárolhatóak a Webshopban.

Egyéb ventilátor vezérlési megoldások és alkalmazások

Léteznek ventilátor időzítők, programozható elektronikák, fokozatkapcsolók, fordulatszám szabályzók, termosztátok, szabályozók EC motorokhoz, páraérzékelők stb. Ez az egyik leghasznosabb ventilátor vezérlő eszköz, hiszen hasznos megoldás a páramentesítés elősegítésére és a penész ellen. A készüléken található forgatógombbal lehet szabályozni a megengedett maximális páratartalom értékét a páraérzékelő eszközön. A szellőztetés akkor indul, amikor a páratartalom eléri a beállított értéket, ekkor a készülék bekapcsolja a szellőztető ventilátort.

Mint ahogy a neve is jelzi ezek az eszközök az egyfázisú ventilátorok fokozatmentes fordulatszám állítására, és ki/be kapcsolására alkalmas ventilátor vezérlő megoldások. Ezek a ventilátor szabályzó eszközök csak meghatározott maximális áramfelvételig működnek és vannak olyan típusai, amelyek egyidőben több készülék vezérlésére is használhatóak. Az ilyen időzítős elektronikai eszközök működtetése során az a cél, hogy a WC helyiséget vagy a fürdőszobát alaposabban átszellőzőztessük. Vannak olyan programozható elektronikai eszközök, amelyek a helyiség lámpájának felkapcsolásával egyidőben lépnek működésbe és csak meghatározott idő elteltével kapcsolnak ki. Ennek eredményeképpen nem csak használat közben szellőzik a helyiség, hanem még utána is. A ventilátor készülékek időzítésére van lehetőség ütemadó elektronika segítségével abban az esetben, ha az adott helyiséget rendszeresen át kell szellőztetnünk. Léteznek olyan elektronikai berendezések, amelyek kapcsolt fázis bemenettel is elvannak látva, így a szünet időintervallum alatt is beindítható a szellőztető ventilátor.

A ventilátor szabályozás típusai és alkalmazásai

Gyakorlati tapasztalatok és megoldások: A valóság és a marketing

A másik okosság, hogy csökkentett tápfeszültséggel is működik! Az én példányom, a PWM bemenetet szabadon hagyva, 4V feszültségtől indul. Tehát 4-12V között állítható be a tápfeszültség. Nézd, nem véletlen írom, hogy nem kell bekötni ahhoz, hogy teljes fordulaton menjen. Tapasztalat, hogy működik. Véletlenül pont ki is tudtam próbálni (ismét), hogy vajon mi történik, nehogy marhaságot írjak, de sajnos nem sikerült tévednem ebben. Egy PC alaplapról le lehet olvasni a bekötését (motherboard fan connector pinout), a csatlakozó állásáról. Ez sima 3 csatis szabványos venti, a harmadik a fordulatszám visszajelző.

A Be quiet! ventilátor esete

Egyszer egy Be quiet PURE WINGS 2 ventilátort rendeltem, azt hittem, hogy normálisan végigolvastam a leírását, de utólag szembesültem vele, hogy nem. A szövegben határozottan PWM vezérlés volt. Jól láttam? Volt az oldalon egy Voltage / Speed karakterisztika. A PWM szabályzáshoz fix 12V táp kell + a PWM lábra valami négyszög jel! Azt is írták, hogy 3 pines csatlakozó. Azt is írták, hogy 4 > 3 pin adapter nincs a csomagban. Csakhogy itt a 4. pin hiányzik! A 3. Ráadásul, mind a három vezeték fekete volt, hogy még véletlenül se segítsen a színjelölés. A csatlakozón, a két vezető sín olyan, hogy egy három pines aljzatra lehet rádugni, azaz TACH jelet ad (elvileg). De akkor mi a fene a PWM jelölés a leírásban? Feleslegesen fárasztottam az egész társaságot egy héten keresztül a PWM kínlódásommal. Csak abban bízhatok, hogy aki nem tudta eddig pontosan, hogy mi, hogyan, miért? Azért egy "német gyártótól" mást vártam volna, nem egy átverős marketing szöveget. Örültem, mert eredetileg olyan ventilátorokat kerestem, melyek a jelenlegivel csereszabatosak (nem PWM-es). Csak hát minden boltban, "PWM" szabályzású volt.

A ventilátor 5V-nál éppen csak elindul. 12V-nál olyan hangja volt, hogy 4 méterről is jól hallottam. Nincs a fülemben dB mérő műszer, de ez bizony hangos! Be quiet??? Túrót! 7V-nál valóban szinte hangtalan volt, 0,5 méter távolságból. Nyilván, a légszállítás töredéke a névleges maximumnak. Viszont kéz rátétellel érzékelve, kb. 7V-nál is több levegőt nyomott, mint a jelenlegi PC táp ventilátor, amit cserélni szerettem volna.

DIY feszültségszabályzó megoldás

Szóval, a PWM elfelejtve. Csináltam (vettem) egy 12V / 7-8V körüli DC-DC konvertert a HESTORE-ból, oszt' had szóljon. Vannak erre gyári megoldások. Egy 7808 stabkocka. A trimmer helyére esetleg beteszek egy NTC - R feszültségosztót és már kész is a luxus szabályzóm! Végül is ez lett belőle. A HESTORE-ból szuper gyorsan (1 nap alatt) megérkezett az anyag. Kiforrasztottam egy 8,2k ellenállást, és a helyére került az 5,6k NTC. A trimmerrel beállítottam 6,25V feszültséget. Így abszolút semmit zajt nem lehet hallani, tök csendben sem. Nem vettem fel hőmérséklet / fordulatszám görbét, de, ha melege lesz, akkor gyorsabban forog a venti, és a zaj sem lesz zavaró, mert a zene hangereje is nagyobb. Valószínűleg, a PC táphoz is így csinálom majd meg. Csak ott nagyobb lesz az alapfordulatszám.

A ventilátorok típusai és vezérlési jellemzőik összefoglalása:

Idővezérelt szellőzés jelentősége

Ventilátor Típus	Vezetékek Száma	Fő Funkciók	Sebességszabályozás Módja	Előnyök	Hátrányok
2-tűs	2	Tápellátás, Föld	Nincs beépített	Egyszerű, olcsó	Nincs sebességmérés, korlátozott vezérlés
3-tűs	3	Tápellátás, Föld, Fordulatszám visszajelzés	Feszültségszabályozás (VC)	Sebességmérés lehetséges	Kevésbé rugalmas, alaplaptól függő beállítások
4-tűs (PWM)	4	Tápellátás, Föld, Fordulatszám visszajelzés, PWM jel	Impulzusszélesség-moduláció (PWM)	Rugalmas, intelligens vezérlés, fix ventilátor feszültség	Alaplapi támogatás kritikus, néha nem valódi PWM vezérlés