Антивибрационные крепления Akasa AK-MX003. Как радикально утишить и прокачать вентилятор

Редкий компьютер сейчас обходится без принудительной вентиляции системного блока.
И редкий обеспечивающий её вентилятор справляется со своей задачей без шума и вибраций.
Как можно избежать перегрева, лишнего шума и переплаты за всё это?
Лабораторная работа — под катом.

Вентиляторы сейчас есть качественные, тихие и долговечные. Например, Noctua на подшипниках масляного давления. Только по цене один такой выходит примерно как SSD накопитель, поэтому ставятся они нечасто. Обычно используются вентиляторы на простых подшипниках скольжения. Они дешёвые и достаточно тихие, пока новые.

Но подшипник скольжения требует установки и работы в таком положении, чтобы ось ротора была вертикальна — иначе масляная плёнка между осью и втулкой продавливается под весом ротора и их поверхности начинают быстро изнашиваться. Особенно если вентилятор жёстко закреплён на корпусе из тонкого металла, проводящем вибрации.
В некоторых вентиляторах конструкция предусматривает мягкие вибропоглощающие вставки, позволяющие крепить их обычными винтами.
Если их нет — как раз для таких случаев предназначен резиновый крепёж.
Поставляется он в упаковках по 20 штук — на обычный системный блок этого должно хватить с запасом.
Упаковка представляет собой запаянный пластиковый пакет.

Пакет, увы, без зип-лока, просто запаян.
Содержимое пакета:

Размеры штырей обеспечивают их нормальное применение в корпусах с толщиной стенок до 0,8 мм включительно (воткнуть можно и в более толстые — силиконовая резина, из которой они изготовлены, растянется, но от постоянных механических напряжений, скорее всего, будет растрескиваться, так что лучше сразу взять сверло и снять им фаски на краях отверстий).

Установка вентилятора на такие крепления в обычном корпусе проста и интуитивно понятна: сначала выкручиваем металлические винты, потом протягиваем в отверстия резиновые штыри до самой шляпки, потом протягиваем их через вентилятор.

У меня так не получалось. Корпус компактный, компоновка плотная, блоки установлены в несколько слоёв.
На первых шагах проектирования вентилятор крепился обычными шурупами.

А потом часть креплений блока питания оказывается под вентилятором, часть креплений вентилятора — за блоком питания и снять вентилятор с резиновых штырей проблематично, а терять возможность разборки конструкции не хочется.
Поэтому пришлось использовать промежуточные крепления. Их форма подобрана такой, чтобы кривых линий и работы по их выпиливанию лобзиком было поменьше.

Пилим, сверлим и примеряем.

Убедившись, что всё становится на место, выкручиваем шурупы крепления вентилятора.

Чтобы заменить их резиновыми штырями.

Отверстия в каркасе корпуса рассверливаем до диаметра 8 мм, позволяющего уместиться в них головкам резиновых штырей.

Продеваем штыри в отверстия крепёжных пластин.

Крепим пластины к каркасу корпуса.

Накидываем вентилятор на штыри.

Тянем их до упора и загибаем лишнюю длину(хотя можно бы и отрезать).

Крепёж реально работает — я не слышу вентилятор, опирающийся через него на крышку стола и вращающийся на полной скорости.
Продолжаем эксперименты:)
Во всех современных системных платах есть функция управления скоростью вращения процессорного кулера. Названия разные — SmartFAN, QuietFAN и т.п. Управление этой функцией производится через BIOS.
Различаются три зоны регулирования оборотов вентилятора. Первая зона – ниже CPU Smart Fan Target. Скорость вращения в этой зоне определяется настройкой CPU Min FAN SPEED (%).
По достижении температуры CPU Smart Fan Target, начинается зона активного PWM-регулирования. Системная плата увеличивает коэффициент заполнения сигнала #CONTROL пропорционально отклонению температуры процессора от Smart Fan Target. Этот коэффициент пропорциональности измеряется в %/°C, показывает, насколько остро система будет реагировать на превышение заданной температуры. В некоторых платах коэффициент не регулируется через BIOS и скрыт от пользователя, но есть системные платы, позволяющие его корректировать.
По достижении 100% заполнения сигнала #CONTROL, начинается зона, в которой вентилятор вращается на полной скорости. Обычно соответствует высоким нагрузкам на процессор, но слишком частый выход на полные обороты может указывать на то, что система охлаждения плохо справляется с теплоотведением.
Cигнал управления скоростью вращения вентилятора #CONTROL имеет амплитуду 5 В и частоту около 22 кГц, снимается с вывода типа «открытый коллектор» с подтягиванием к +5 В…
Сейчас на вторичном рынке довольно часто встречаются фирменные вентиляторы в хорошем состоянии, но не имеющие возможности PWM-управления частотой вращения. Если подключить их к современной материнской плате напрямую, то они скорее всего будут вращаться с максимальной скоростью и соответствующим уровнем шума. Есть, конечно, переходники с гасящими резисторами, но если уж в плате есть управляющий сигнал, то лучше уж пользоваться им.
Чтобы научить вентиляторы слушаться команд, воспользуемся специально обученным блоком управления.

Он обеспечивает питание вентиляторов постоянным током, напряжение которого зависит от коэффициента заполнения управляющего сигнала. При этом сохраняется корректная работа встроенного таходатчика.
Детали блока управления:

Маломощные биполярные транзисторы VT1, VT2 — типа MMBT3904 (маркировка 1N, *1A, 1AM, pO4, wO4) — можно снять со старых материнских плат.
VT3 — P-канальный МОП-транзистор (p-MOS) на 25-30 В в корпусе SO-8. Я использовал TPC8126 — можно снять с платы контроллера АКБ ноутбука.
Диод VD2 — Шоттки SS12 (1 А, 20 В). Конденсаторы C1 и C2 — 47-100 мкФ 16-20 В, желательно малогабаритные, танталовые,.
Дроссель L1- гантелька, на 500 мкГн, рабочий ток не менее 1,5 А и сопротивлением по постоянному току не более 0,5 Ом — можно найти на плате старого струйного принтера или в слаботочном канале блока питания АТХ.
Предохранитель F1 SMD исполнения на ток срабатывания 1,5..2 А, можно снять со старой материнской платы.
Плату я решил выцарапать резаком из ножовочного полотна. Но есть и шаблон для ЛУТ.

Оказалось важным не переборщить с индуктивностью дросселя, иначе управление работать не будет.

Готовая плата:

Тестовый стенд:

Данная анимация демонстрирует работу платы управления. Жёлтая линия — сигнал управления скоростью вращения вентилятора на входе платы, голубая — напряжение питания вентилятора на выходе.

Зависимость напряжения питания вентилятора от коэффициента заполнения PWM сигналу управления скоростью вращения.

Данная анимация демонстрирует зависимость формы сигнала измерения скорости вращения вентилятора от от коэффициента заполнения PWM сигналу управления скоростью вращения.

Сигнал измерения скорости вращения вентилятора снимается с вывода типа «открытый коллектор», подтяжка отсутствует.
Кстати, если в Вашем вентиляторе отсутствует вывод этого сигнала, то его можно без особых сложностей добавить. Даже если он не выведен на разъём — в двигателях бесщёточной конструкции он всегда неявно присутствует тахосигнал как сигнал коммутации обмоток. Поэтому достаточно добавить несколько деталей и вывести его наружу вентилятора.

Таким образом можно превратить двухконтактный вентилятор в трёхконтактный с тахометром, а как из трёхконтактного с тахометром сделать четырёхконтактный с PWM-управлением — мы уже знаем:)
Ну и совсем уж перфекционисты могут поменять любимому вентилятору втулку на пару подшипников качения 693-ZZ размера 3x8x4 мм. Диаметры совпадают.
Вывод: товар не самой первой необходимости для большинства, но если уж взялись снижать шум от системного блока — рекомендую к покупке. На пару с PWM-регулятором они обуздают практически любой вентилятор.
Цена указана с учётом купона BGdasdw