Регулятор скорости вращения вентилятора по температуре

В одном из обзоров в каментах я опрометчиво пообещал сделать обзор этой железки. Поскольку я не высокопоставленный политик – обещания надо выполнять.

Как я и обещал – никаких замеров, осцилограмм, разборки, распайки и трассировки схемы по печатке – НЕ БУДЕТ. Уж простите – не обладаю ни соответствующим инструментом, ни навыками, ни зрением… Но что смогу – сделаю.

Как-то решил я собрать себе железку-медиасервер. Ну чисто мультики крутить. Помимо всего прочего – хотелось смотреть мультики без звукового сопровождения вентиляторов. И вот набрел на данный лот. Эта железка позволяет регулировать скорость вращения 3-х пинового вентилятора. Так же работает с 2-пиновыми! Регулировка происходит по температуре внешнего термодатчика. Все пороги регулировки можно настраивать:

1. При включении вентилятор запускается на заданном минимальном уровне.
2. При превышении заданной минимальной температуры, дальнейшее повышение температуры ведет к пропорциональному повышению оборотов
3. При превышении температуры выше заданного предела – вентилятор крутится на 100%.

На плате есть три светодиода, которые индицируют работу и выбранные настройки. А также – единственная кнопка, которая и управляет настройками.

На али так же можно найти и другие похожие регуляторы, в т.ч и для 4-хпиновых вентиляторов. Может быть дешевле, красивше, быстрее доставка итп. Не могу ничего сказать за них – мне достался именно этот лот.



Размеры платы небольшие (из измерительных инструментов таки нашлась в хозяйстве рулетка). Провода и датчика, и вход питания – короткие.



Провода питания впаяны в плату. Хорошие – в силиконовой изоляции. Кроме длины имеют еще один недостаток – они не соединены вместе, т.е. просто впаяны два разных провода. Впрочем – при их длине это не заметно.

Датчик температуры гораздо симпатичнее. Но длина его кабеля совсем грустная – монтировать плату нужно рядом с местом замера. Сам датчик мне прям нравится – аккуратная капелька. При необходимости ее легко можно зачеканить в радиатор (просверлив маааленькое глухое отверстие). За счет размера он имеет минимальную тепловую инертность, что тоже хорошо.



Кому интересно – плата чуть более подробно



С обратной стороны ничего интересного нет. Ну разве что только надписи



Для подключения вентилятора впаян стандартный трехпиновый разъем. Как говорил выше – двухпиновые вентиляторы также будут работать и регулироваться (проверил). Рядом – разъем для датчика (что меня удивило – уж датчик то впаять можно было — как провода питания. Экономия была бы)



Для того, чтобы представить чуть больше информации, чем фото с линейкой, был собран стенд из вентилятора и блока питания от ближайшего хаба.



Подключаем – вентилятор тихонько запустился…. Надо сказать, последние пару дней у нас установилась долгожданная (?) жара в +30 и выше. Легкий ветерок на рабочем месте так понравился, что написание обзора отодвинулось на пару дней :)
Поработав не менее получаса плата почти никак не нагрелась. Ну в смысле – ощупывание пальцами аномальных температур не выявило. Ладно, достанем градусник из закромов.



Ого – а КРЕНКа то заметно греется! Хотя дельта с окружающим воздухом меньше 10 градусов…. Забегая вперед, скажу, что приватизированный БП оказался (вопреки надписям на корпусе) не 12В, а все 14 (а на холостом ходу и более 15) Так что падение почти 10 вольт на пассивном регуляторе – просто обязано греть воздух. Странно что пальцами я не заметил нагрев – может корона?

Кстати – этот неожиданный тест показывает, что данный регулятор можно применить и на автомобиле (у меня как раз завалялась одна автомобильная магнитола на горячем PX5 с пассивным жестяным охлаждением).

У продавца на странице товара полностью отсутствует какая-либо инструкция по программированию контроллера. К счастью, в век интернета найти инструкцию не проблема



В принципе все просто и понятно. Но для тех, кто не владеет басурманским расскажу подробнее.

Контроллер имеет три настройки скорости/температур и дополнительно – настройку трех режимов (три настройки, три режима, три светодиода… почему же кнопка одна?):

1. Настройка «холодных» оборотов. Во время нормальной работы – после включения, когда горит светодиод 2: однократное нажатие на кнопку увеличивает скорость на 5%. Двойное нажатие – уменьшает на 5%. При нажатиях загораются соответственно 3 (для увеличения) или 1-й (для уменьшения) светодиоды. Если достигнут предел регулирования (некуда увеличивать или уменьшать) – то соответствующий диод остается гореть.
Также, после любого нажатия, 2-й начинает мигать, сообщая что значение было изменено и через 20сек мигания — новое значение прописывается в память. Это значение (на графике PO) – минимальные обороты, с которых стартует вентилятор (в зависимости от режима – см ниже).
2. Настройка минимальной температуры, с которой начинается регулирование (на графике Tu). Для перехода в настройки нужно во время нормальной работы нажать кнопку на 3 сек. Начнет мигать светодиод (возможно не один) показывающий текущую установку Tu (вторая колонка в таблице). Изменяется установка так же – однократное нажатие – в сторону увеличения, двукратное – уменьшения. ПО ОКОНЧАНИИ УСТАНОВКИ НУЖНО НАЖАТЬ КНОПКУ НА 3 СЕК. Иначе новая установка НЕ ЗАПОМНИТСЯ!
3. Настройка интервала от нижней до верхней (на графике Td). В это настройку контроллер переходит сразу после сохранения значений Tu. Светодиод(ы) начинают мигать в 2 раза чаще. Отображают текущие настройки (таблица – колонка 3). Смена значений опять так же – одно и двукратным нажатием. ТАК ЖЕ НЕ ЗАБЫВАЕМ СОХРАНИТЬ НАСТРОЙКИ долгим нажатием!
Запоминаем – настройка PO сохраняется сама через 20сек. А Tu и Td – требуют сохранения долгим нажатием.

Теперь к режимам.
До достижения минимальной температуры вентилятор может себя вести по-разному. Предусмотрено три варианта:

1. Вентилятор крутится со скоростью PO с момента включения и до достижения Tu.
2. Вентилятор НЕ крутится, пока температура не достигнет Tu-2 (т.е. на 2 градуса холоднее, чем заданная минимальная)
3. Вентилятор НЕ крутится, пока температура не достигнет Tu-5 (т.е. на 5 градусов холоднее, чем заданная минимальная)

Надо сказать, что если табличка с графиком находится в соседних лотах довольно часто, то описание этих режимов и их настройки есть далеко не во всех. А уж понять, что написано – можно только проверив экспериментально :)

Итак, для входа в настройки режима нужно выключить питание. Отключать вентилятора от контроллера, как везде написано, НЕ НУЖНО (хотя и можно). Зажать кнопку, включить питание. Через 3 сек светодиоды начнут моргать двойными вспышками. Отпустить кнопку. Останется мигать светодиод с номером, соответствующим текущему режиму.

Меняем режим нажатием кнопки. Сохраняем – удержанием 3сек (светодиод перестает мигать).

Температура старт/стопа в режимах 2 и 3 имеет некоторый гистерезис, так что не стоит переживать за разболтанку в граничной точке.
Мне понравилось играться во 2 режиме – изначально вентилятор остановлен. (дописываю это уже утром – пока жара не такая сильная). Зажимаю датчик в пальцах – стартует сразу. Отпускаю – крутится «на минималках». Крутится несмотря на то, что датчик обдувается. Прикасаюсь к датчику влажными пальцами – испарение воды охлаждает датчик ниже порога гистерезиса – вентилятор останавливается.

Поиграв настройками, я вспомнил, что в загашнике есть еще один инструмент. Ц-шка.

Итак – скинул PO в минимум начал повышать скорость и замерять напряжение на вентиляторе. Да, знаю, Ц-шка у меня ни разу не true RMS, поэтому на точные значения можно не рассчитывать, но тенденция и график от этого не сильно поменяются:



Замер производил в обе стороны (вверх и вниз), значения на каждой ступеньке, бывало, совпадали, а бывало, отличались на 0,05-0,10в. В процессе замера напряжение не постоянно – прыгает +-0,5В, поэтому разницу не стал оформлять отдельно. При торможении крыльчатки напряжение падает (хм, странно), что тоже способствует разнице.

Именно во время измерений я и «заметил», что используемый БП выдает несколько больше заявленных 12В :)

Что еще по графику: минимальное значение слишком мало. Вентилятор на нем работает, но издает жалобные звуки. При попытке остановить – останавливается и больше не запускается без пинка. При включении тоже сам не запускается…

В детстве, когда надо было снизить шум вентилятора в системнике, мы переключали его на питание от 7 Вольт. Потому что при 5В он мог не стартовать, особенно зимой в квартире с плохим отоплением (смазка густела).

В данном случае – на второй ступеньке (4,1в) вент уверенно запускался. Но так и не зима на улице, да и вентилятор довольно свежий. Поэтому – рекомендую использовать в качестве минимального порога PO третью или четвертую ступень.

Дальше, неплохо бы проверить собственно регулирование. Но как, если под рукой нет ни источника тепла, ни приборов для его измерения?

Ага, смотрим в таблицу и видим: минимальное значение Tu 30 градусов. Отлично – у меня как раз есть под рукой источник тепла чуть выше 30. Задаем в настройках этот порог. А также – интервал Td в 5 градусов. Зажимаем датчик между пальцами — и вентилятор довольно шустро – за 5 сек – плавно набирает полную скорость (и шум). Отпускаем – так же плавно снижает обороты. Работает! Ок, задаем Td = 10 градусов. Повторяем эксперимент – вентилятор так же бодро подхватывает, но до максимума явно не докручивает. Отлично, значит проклятый короновирус до меня еще не добрался!

Ну и еще один момент: если заметили – в месте пайки питающих проводов есть еще одна площадка – выход таходатчика. Она напрямую соединена с таким же контактом в разъеме вентилятора. Если у вас трехконтактный вентилятор и, если хотите, чтобы материнская плата контролировала скорость вентилятора – нужно допаять к этому контакту провод и подключить на материнку. Вероятно, в первоначальной конструкции предполагался разъем-мама для непосредственного подключения на разъем материнки. Но потом или начали экономить (скорее всего) или поняли, что система работает нормально только если материнка сама не пытается управлять вентилятором самостоятельно.

Выводы: Регулятор вполне справляется с заявленными функциями. Регулировка одной кнопкой с индикацией в двоичном коде хоть и сложновата, но трудностей не вызывает. Указанные в инструкции уровни и пороги – вполне адекватные. Большое количество вариантов настроек подойдет практически для любых вариантов применения.
Из минусов – отсутствие инструкции у продавца. Отсутствие провода для таходатчика.