Регулятор скорости вращения вентилятора 12в для дымогенератора
Силовые элементы источников питания или усилителей мощности, нуждающиеся в охлаждении, далеко не всегда работают на полную мощность, и если для охлаждения используется вентилятор на 12В, он будет создавать лишний шум, впустую обдувая радиатор. Предлагаемое устройство позволит минимизировать шум, изменяя скорость вращения лопастей пропорционально температуре нагрева радиатора.
Схема регулятора представлена ниже.
В качестве температурного датчика используется переход база-эмиттер транзистора VT1. При прохождении стабильного тока через переход транзистора изменение температуры на 1 градус приводит к изменению прямого падения напряжения на величину около 2,1 мВ. Источник стабильного тока на 1,25 мА собран на стабилизаторе DA3, источник опорного напряжения 2,5 В на DA1. Оба стабилизатора способствуют получению стабильных характеристик регулятора при изменении температуры окружающей среды и питающего напряжения.
При нагреве транзистора VT1 прямое падение напряжения на нём начинает уменьшаться. ОУ DA2.1 вычитает это напряжение из опорного напряжения, устанавливаемого подстроечным резистором R2, и умножает на 5. Таким образом, нагрев транзистора VT1 приводит к линейному росту напряжения на выходе DA2.1 - 10,5 мВ на каждый градус Цельсия. Далее, сигнал поступает на выходной усилитель, собранный на элементах DA2.2, VT2, VT4. Элементы VT3, VD1, R16, R17 образуют ограничитель, который не позволяет выходному напряжению превысить уровень в 12,75 В. Этот уровень определяется суммой падения напряжения на стабилитроне VD1 и напряжением база – эмиттер транзистора VT3, при котором последний, открываясь, начинает ограничивать ток базы VT2, и, следовательно, выходное напряжение. Это позволяет запитывать регулятор от источника питания с напряжением до 18В без риска для вентилятора и использовать его в уже собранных конструкциях, не имеющих источника +12В. Резистор R9 обеспечивает начальное смещение выходного напряжения усилителя, поскольку вращение лопастей 12-ти вольтовых вентиляторов, в зависимости от их мощности, прекращается при напряжении менее 5…4 В. Резисторы ООС R11, R12 определяют коэффициент усиления, или, другими словами, значение температуры, при которой скорость вращения достигает максимума. При указанных на схеме номиналах она равна около 65 градусам.
Чертежи расположения элементов, печатная плата и фото собранного устройства показаны ниже.
Настройка регулятора начинается с подбора номинала резистора R9 – установке минимальной скорости вращения. Для этого на плату подаётся питание 12…18В, подключается вентилятор, регулировочный винт R2 выкручивается в нижнее по схеме положение. Напряжение, подаваемое на вентилятор, должно быть в диапазоне 4,5…4,9В. Придерживая и отпуская лопасти, убедитесь, что установленного напряжения достаточно для их запуска и последующего вращения. Если это окажется не так – уменьшите номинал R9, если выходного напряжения мало для уверенного запуска лопастей, или увеличьте, если начальная скорость велика.
Следующим этапом регулировочный винт R2 плавно выкручивается в верхнее по схеме положение, при этом вольтметром контролируется напряжение на выв.1 ОУ DA2.1. Контролируемое напряжение с начального значения в 37…47 мВ доводят до 50…60 мВ. После этого этапа настройка завершается, регулятор готов к работе.
Если требуется более интенсивное охлаждение, необходимо увеличить сопротивление резистора R12. При этом температура радиатора будет ниже, но шум от вентилятора станет более заметен.
В качестве термодатчика можно использовать любой транзистор или диод. Транзисторы структуры p-n-p необходимо включать обратной полярностью – эмиттер на вход 1, базу – на вход 2 платы регулятора. Для лучшей точности усиления пары резисторов R5, R6 и R7, R10 желательно подобрать с минимальным разбросом сопротивления соответственно. Регулятор сохраняет работоспособность при питающем напряжении до 22 В. Однако не стоит забывать о том, что излишек напряжения остаётся на транзисторе VT4, что приводит к его интенсивному нагреву и необходимости в более эффективном радиаторе, чем на фотографии.
Ниже приведено видео работы устройства. Мультиметр слева измеряет температуру датчика, прикреплённого к алюминиевой пластине, а мультиметр справа – напряжение, подаваемое на вентилятор. На видео заметен уровень ограничения выходного напряжения, а также температура, при которой скорость вращения оборотов начинает понижаться.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | ИС источника опорного напряжения | LM385-2.5 | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| DA2 | Операционный усилитель | LM358N | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| DA3 | Линейный регулятор | LM317L | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| VT1 | Биполярный транзистор | BD139 | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| VT2, VT3 | Биполярный транзистор | C945 | 2 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| VT4 | Биполярный транзистор | BD140 | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| VD1 | Стабилитрон | 12 Вольт | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| C1-C3 | Конденсатор | 1 мкФ | 3 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| C4 | Конденсатор | 0.01 мкФ | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| C5, C6 | Конденсатор | 100 мкФ | 2 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 4.3 кОм | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| R2 | Подстроечный резистор | 2.2 кОм | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| R3, R5, R13, R16 | Резистор | 20 кОм | 4 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 1.5 кОм | 1 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| R6, R7 | Резистор | 100 кОм | 2 | Поиск в LCSC | В блокнот | |
| R8, R17 | Резистор | 1 кОм | 2 |
Шум, издаваемый вентиляторами в современных компьютерах довольно сильный, и это является достаточно распространенной проблемой среди пользователей. Помочь в снижении шума, издаваемого компьютерными вентиляторами системного блока, может регулятор частоты вращения вентилятора или кулера. В продаже имеются различные регуляторы, имеющие разнообразные дополнительные функции и возможности (контроль температуры, автоматическую регулировку скорости и т.д.).
Схема регулятора оборотов вентилятора.
Схема достаточно простая, и содержит всего три электронных компонента: транзистор, резистор, и переменный резистор.
В схему специально введён постоянный резистор R2, назначение которого ограничить минимальные обороты вентилятора, для того, что бы даже при самых низких оборотах обеспечить его надёжный запуск. Иначе пользователь может поставить слишком низкое напряжение на вентиляторе, при котором он будет продолжать крутиться, но которого будет недостаточно для его запуска при включении.
Детали.
- В схеме применен довольно распространенный транзистор КТ815, его несложно приобрести на радио рынке, или даже выпаять из старой советской аппаратуры. Подойдет любой транзистор из серии КТ815, КТ817 или КТ819, с любой буквой в конце.
- Переменный резистор, применяемый в схеме, может быть совершенно любым, подходящим по габаритам, главное, он должен иметь сопротивление 1кОм.
- Постоянный резистор может быть любого типа с сопротивлением 1 или 1.2 кОм.
Монтаж и подключение регулятора скорости.
Монтаж всей схемы осуществляется прямо на ножках переменного резистора, и проводится очень просто:
Подключается наш
регулятор оборотов
в разрыв цепи +12В, как показано на рисунке.Внимание! Если у вашего вентилятора имеется 4 вывода, и их расцветка: черный, желтый, зелёный и синий (у таких плюс питания подаётся по желтому проводу), то регулятор включается в разрыв желтого провода.
Готовый, собранный регулятор оборотов вентилятора устанавливается в любом удобном месте системного блока, например, спереди в заглушке, пятидюймового отсека, или сзади в заглушке плат расширения. Для этого сверлится отверстие, необходимого диаметра для применяемого Вами переменного резистора, далее он вставляется в него и затягивается специальной, идущей с ним в комплекте гайкой. На ось переменного резистора, можно надеть подходящую ручку, например от старой советской аппаратуры.
Стоит заметить, что если транзистор в Вашем регуляторе будет сильно нагреваться (например, при большой потребляемой мощности вентилятором кулера или если через него подключено сразу несколько вентиляторов), то его следует установить на небольшой радиатор. Радиатором может служить кусочек алюминиевой или медной пластины толщиной 2 - 3 мм, длиной 3 см и шириной 2 см. Но как показала практика, если к регулятору подключен обычный компьютерный вентилятор с потребляемым током 0.1 - 0.2 А, то в радиаторе нет необходимости, так как транзистор нагревается совсем незначительно.
- 02.12.2014
Данная схема идеально подойдет в качестве зарядного уст-ва для автомобильного аккумулятора, с максимальным током зарядки 1,5А. Главное достоинство этой схемы, это широкий диапазон входного напряжения, которое может варьироваться от 5 до 13В. Главный элемент схемы это импульсный регулятор напряжения MC34063. Микросхема MC34063A применяется в импульсных источниках питания со входным …
- 29.11.2015
На интегральной микросхемеTDA2050V можно собрать простой и не дорогой одноканальный УМЗЧ на 32Вт. Микросхема имеет низкий уровень искажений, защиту от короткого замыкания, тепловую защиту. Технические параметры: Количество каналов 1 Выходная мощность, Вт 32 Напряжение питания, В ±25 Тип корпуса to220-5 Напряжение на нагрузке, В ±22.5 Сопротивление нагрузки, Ом 4 Вид …
- 22.09.2014
Эта схема позволяет предотвратить перезаряд аккумуляторов. По окончании заряда напряжение на одном аккумуляторе составляет 1,4…1,45В, на трех 4,2В плюс 1,5 В на красном светодиоде и 1,8В на зеленом, и того 5,7В. При достижении этого напряжения начинает открываться стабилитрон VD5, забирая часть тока на себя. При этом яркость свечения VD6 уменьшается …
- 21.09.2014
Схема узла управления электровентилятором рассчитана на питание от напряжения 12В. В течении каждого включения вентилятор работает 5 секунд, а временной промежуток между включениями может быть до 35 секунд. Этот промежуток выбирается переключателем S1. Описание: мультивибратор на D1.1 D1.2 вырабатывает импульсы частотой 0,2Гц(5с), эти импульсы поступают на счетчик-дешифратор D2. Счетчик считает …
