Задумал тут сконструировать блочок (заместо старого Hardcano) для динамической регулировки скорости вентиляторов системного блока мощного компьютера. Их много, и реально работа в полную силу от них требуется довольно редко, большую же часть времени это просто никому не нужный шум...

Девайс на ATmega88, четыре термодатчика на DS18S20, четыре независимых канала регуляторов, простой ЖКИ от нокиа 3210 и четыре кнопки.

Хочу прикрутить ещё RS-232 для настройки блока через графическую оболочку на компе.

Измерять обороты буду подсчитыванием фронтов сигнала с таходатчика.

Вот думаю, как сделать регулировку напряжения.
Она должна быть в полном диапазоне 0...12 вольт, ток каждого канала минимум 400-600 ма (блоки по два 12-ти сант. вентилятора).
Есть два пути - линейный стабилизатор или ШИМ напрямую через ключ.

ШИМ конечно хорошо - никакого нагрева, малое кол-во деталей - но неясно, что будет с выходным сигналом таходатчика.
Вероятнее всего, на некоторых вентиляторах он будет промодулирован частотой ШИМ, и измерение скорости вращения станет невозможным...
А хотелось бы, чтобы схема работала практически с любыми трёхпиновыми вентиляторами...

Поэтому остановился пока на линейном стабилизаторе.
Накропал схемку , прилагаю.
При выставлении скорости вращения процентов под 50 мосфет начинает довольно сильно греться, зараза, придётся посадить его на маленький радиатор. Но от этого никуда не деться...

Навыки схемотехники у меня слабые, сделал, как смог.
Без конденсатора С3 схема нестабильна, появляется генерация на выходе.
А С2 для того, чтобы ОУ не создавал мгновенных управляющих импульсов большой амплитуды, так как медленный мосфет просто не успевает за ним...

Может, кто-то уже имел опыт сборки подобных девайсов?
Если есть способы сделать всё лучше и более правильно, буду рад выслушать

На 3-й странице рассматривается решение Circuit provides bidirectional, variable-speed motor control, может подойдет.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Можно поставить LC - фильтр после ШИМ-а, только для малых размеров индуктивностей придется частоту сделать повыше, но Вам же большой точности регулировки не надо, 10-20 градаций хватит, как мне кажется, поэтому частоту можно задрать достаточно высоко

Еще вариант- поставить возвратный диод перед индуктивностью и получим DС-DС преобразователь, правда без обратной связи по напряжению

От оборотов вентилятор имеет (в теории, если его как воздушный винт рассматривать,) кубическую зависимость потребляемой мощности, для корректной работы регулятора это надо учитывать...

А я думаю просто кондёр можно поставить, без всяких там индуктивностей

А линейный стабилизаотр на 0,6 А - это круто!

Я тоже когда-то так делал... давно очень...

Может частоту ШИМ сделать достаточно малой (~2-5Гц), тогда за 1 период ШИМа сможем принять несколько импульсов от датчика Холла?

[quote name='Itch' date='Apr 24 2008, 19:43' post='402314']
Может частоту ШИМ сделать достаточно малой (~2-5Гц), тогда за 1 период ШИМа сможем принять несколько импульсов от датчика Холла?

Наоборот, её надо сделать повыше и тогда она выровняется конденсатором фильтра

М.б. лучше обойтись вообще без ШИМ? В этом случае я вижу 4 ступени регулирования:
1. Все вентиляторы выключены
2. Все 4 вентилятора включены последовательно
3. По 2 вентилятора включено последовательно, эти пары параллельно
4. Все 4 вентилятора включены параллельно
Нужно необходимую схему включения определять по максимально нагретому блоку. Так-же можно включать не все вентиляторы сразу (если они охлаждают один блок).

Да, я уже думал об этом, но не знаю, какие номиналы LC подойдут, и подойдут ли вообще...
Подскажите, пожалуйста, навскидку? Завтра после работы поэкспериментирую

Кварц у меня - 10 мегагерц, частота ШИМ - 39 килогерц. Уменьшить разрядность (меньше восьми бит) к сожалению не могу, тогда мне не получить четыре канала шима на меге88.


Насколько повыше? Думаю, если достану мегу88 AU или PU, то смогу поднять частоту до 78 килогерц. Этого достаточно?



Хочется иметь более гибкую систему.
Fan1 - это CPU. Большой кулер с большими вентиляторами. От 100% до 60-70% номинальных оборотов в зависимости от температуры.
Fan2 - два вытягивающих 80-ки на задней стенке. От 100% до полного останова, когда на компе нет никаких "тяжёлых" задач, наподобие игр.
Fan3 - вытягивающий и всасывающий 80-ки на боковой стенке системника, напротив 8800GTX. 50% - 100%.
Fan4 - две всасывающих 80-ки. Гонят воздух через винты и дальше к мат. плате. Скорость будет зависеть от температуры воздуха в комнате. Тоже в пределах 0 - 100%.



А какую надо ёмкость?
Никаких диодов не надо?
Мосфет не прошибёт от тока к.з. при, к примеру, запуске вентилятора с нуля сразу на 100%? Да и блоку питания системника может "поплохеть" от таких импульсов.
А линейный стабилизатор, он хоть и греется немного , но нагружает БП равномерно...

Вот человек такую же штуку делал. После полевика LC-фильтр.

Сам пробовал подавать ШИМ 20 кГц на вентилятор напрямую - без емкостей и индуктивностей. Работает в целом нормально, только на очень малых оборотах присутствует дребезжащий звук.

Конденсатор, тем более электролитический, в данном случае нельзя напрямую подключать к транзистору. Т.к. они будут соревноваться - кто выдержит больший ток. В Вашем случае проирывает транзистор, а мог бы нагреться и взорваться кондер. А если и транзистор, и конденсатор оба "дубовые", то плохо уже источнику питания.
Если правильно помню, допустимые пульсации у электролитов зависят от частоты и в среднем равны 10%. В противном случае, они быстро выходят из строя.
В общем, так нельзя. Или тогда ставьте м/у полевиком и конденсатором токоограничивающий резистор - у Вас получится RC-фильтр.

Скажите, пожалуйста, как Вы предполагаете измерять частоту вращения кулеров? - Внешние счетчики на рассыпухе или чисто контроллером?

Еще есть "AVR442 PC Fan Control using ATtiny13". Но там кулер переделывают полностью (

Использование ёмкости без индуктивности не отличается от линейной схемы по КПД, а по генерации помех сильно отличается в худшую сторону.

Насчёт индуктивностей я не беспокоюсь - они у меня есть. Попробую завтра подключить ШИМ на мосфет (через другой ключ), поставить после мосфета LC и похимичу с номиналами.


Частоту меряю, используя прерывания Pin Change, то есть просто подсчитываю кол-во фронтов сигнала от таходатчика за секунду. Всё это делается автоматически на прерываниях, и времени занимает очень мало. Поочерёдно измеряется частота вращения всех вентиляторов, всего за 4 секунды.

У меня с этим "затык" Либо слишком большое время измерения, либо узкий диапазон, либо малое разрешение

Описание расчета LC-фильтра с примером есть в книге Семёнова Силовая электроника для любителей и профессионалов.2001.djvu

Есть такая книга, только что полистал её



Спасибо за ссылочку, прям как у меня почти девайс!
Только без термодатчиков... и без COM интерфейса...

Подскажите ) А на сколько сложно организовать обмен по SMBus - в плане программирования софта для компьютера?

Что-то не понял вашу светлую мысль.
При чём тут КПД?
Какая ещё генерация помех?
Вспомним классическую схему БП: Транс->Мост->Электролит.
У меня на 24В/50Гц/2А электролит 4700 мкФ чуйствует себя превосходно.
На килогерцах ёмкость можно сократить пропорционально частоте.
А чтобы при пуске не было КЗ, можно поставить небольшой резистор (или терморезистор, как буржуИ делают), либо пускать постепенно.

Мне сейчас подобную задачу поставили
Хочу сделать ключ затем вентилятор на землю, в параллель вентилю емкость 100 мкф
ШИМ ~1 кГц.

Прошу прощения - несколько переусердствовал в предыдуем посте насчет конденсаторов и ШИМа. Конденсатор же не будет успевать полностью разряжаться...

Можно, например, скачать даташит на чипсет материнки и найти регистры, отвечающие за SMBus. Доступ к ним организовать либо написав драйвер, либо использовать программы типа giveio/userport и т.п.

Может пригодится, там похожий проект.
http://atlab.narod.ru/articles/particle10.htm

Понял, спасибо

Возьмите 4 микросхемы LM317 и с помощью шима изменяйте напряжение на ADJ ноге. деталей не много, но преимуществ много.

Так вроде деталей уйдёт столько же, если не больше.
Плюс падение напряжения на микросхеме составит около 2 вольт.
Это не допустимо...

Интересно, какой лучше делать выходной каскад - на мосфетах или на биполярниках?
Или на частоте 39 кГц это не имеет значения?

ЗЫ: не каждый мосфет сможет полностью открыться при Vgs = 3.3V...

Тут задача в том, чтобы из 12В сделать меньшее напряжение для питания вентилятора. Предположим 8В. Использование ндуктивности позволяет выдавать в нагрузку 1А (8В), а от источника питания потреблять 0,7А (12В), при этом КПД=95%. Без индуктивности - сколько тока выдаётся в нагрузку 1А (8В), столько-же потребляется от источника 1А (12В), т.е. как в случае с линейным регулятором, при этом КПД=67%. Ну а помехи потому, что ток от источника (в нашем случае 12В) будет пульсировать.
Это совсем другой случай.

Прашу пардону, но я вот тута со своим уставом в Ваш монастырь...

Э-э-э... а если ваще без ШИМ? Вы ж согласны и линейники использовать? Ну, а раз пошла такая пьянка, то у Меги хватит ног на реализацию простеньких R2R ЦАПов. 4 канала, как Вы хотите - это 16 ног МК (в случае если Вам нужно 16 ступеней регулировки - по 4 ноги на канал) - вам еще и на всю остальную периферию хватит!

Вообще же на материнках, к примеру, используется 8 шагов регулировки (если она ступенчатая)...

Если поизвращаться, то можно сделать и на меньшем количестве ног. Например, динамически "подпитывать" управляющие ноги линейников, или использовать, к примеру расширители I2C->8-parallel от Philips...

ЗЫЖ народ вон, и просто резисторы последовательно с вентиляторами ставит, и не парятся, что на резисторах ажно лак плавится... А вы говорите "КПД"!..

Не получится, у меня портов проца не хватит, все ножки задействованы...

По-моему, товарищ заблуждается.

Ну вот, теперь возникла проблема с ключом.
Как сделать, чтобы сигнал ШИМ 3.3 Vpp с ножки контроллера открывал/закрывал выходной ключ (ток 400-600 ма) так, чтобы на выходе было 12 Vpp?
С минимальными искажениями скважности и формы меандра?

Сделать так, как на схеме реобаса по ссылке не получится, мне ещё потом девайс к СОМ порту подключать, а там "земля" смещена на +7 вольт...

Делал подобное как-то раз - что бы сигнал с тахометра не модулировался ШИМом, на время измерения ШИМ останавливался так, что бы драйвер вентиляторов был открыт полностью.
Вентилятор начинал разгоняться рывком (на время равное периоду тахометра при скорости до остановки ШИМа), но, поскольку измерение тут же заканчивалось, рывка за счет инерционности венитлятора было практически не заметно.

То есть измерялся период импульса с помощью таймера?
Для этого ведь надо подать тахосигнал на определённую ножку проца?

деталей уйдет не больше. тут появляется 3 плюса- вентилятор питается достаточно стабильным напряжением и схема выдает меньше импульсных помех и не нужно применять фильтрирующие конденсаторы. Падение напряжения на микросхеме можно уменьшить, применив LT1084 - low dropout.
На такой частоте с таким КПД можно и П210 применить и кт805- только нужно учитывать еще и напряжение насыщения, так что mosfet будет приятнее. неприятной будет емкость затвора...

Я так сделал (+питания микроконтроллера сидит на +12), чтобы минимизировать схему.
Если нужно общий провод микроконтроллера посадить на общий провод компьютера, то для P-канальных полевиков нужно добавить согласующий каскад - ключ на транзисторе или взять буферы с открытым коллектором (стоком) и допустимым напряжением на выходных транзисторах не меньше 12 В.

Хотя я не вижу смысла ставить COM port: он еще может понадобиться при отладке, а при реальной эксплуатации достаточно двух предустановок - тихо и громко
Даже ЖКИ - в основном для понтов.

Да, всё так.
сигнал с тахометра через резистор и стабилитрон подавался на вход прерывания меги.
что-то типа такого - останавливаем ШИМ, разрешаем прерывание по фронту (или по спаду, уже не помню) сигнала, в обработчике прерывания запускаем таймер и возвращаемся в основную программу, по следующему прерыванию останавливаем таймер, считаем результат и тоже самое для остальных каналов.

А почему-бы на вентилятор +5В через диод не подать? Т.е. ШИМ будет переключать напряжение питания вентилятора между +5В и +12В. В таком случае частоту вращения вентилятора всегда можно будет получать. А от +5В вентилятор еле крутится - проверил.
Если глупость написал - не пинайте. С вентиляторами никогда дела не имел.

А при чем тут ШИМ тогда, если диод?
От 5и вольт постоянки вентилятор, будучи засран пылью, может и не запуститься.
к тому же так не интересно

ШИМ как был, так и остаётся для регулировки оборотов вентилятора. Но переключает питание вентилятора не так, как раньше между 0В и 12В, а между 5В (из-за диода) и 12В. В реальности на вентилятор подавать напряжение меньше 5В смысла не имеет, т.к. вентилятор почти не крутится. Запускается вентилятор при подаче на него 12В с ШИМ. А насчёт интереса - так всё тоже самое. Та-же замкнутая цифровая двухконтурная система управления. Внутренний контур регулирования по скорости вентилятора, а внешний по температуре. Если импульсы с вентилятора терятся не будут и их всё время считать, то можно сделать ПИД регулятор скорости вращения - это и интересно и полезно (для получения опыта). Повозится с настройками регулятора, давить автоколебания (которые по неопытности наверняка возникнут). Это-же очень интересно - я пробовал.

Да, поставил пока предварительный каскад для мосфета на биполярнике. Но вот интересно, есть ли н-канальные мосфеты, уверенно открывающиеся от 3.3 вольт?

Через СОМ порт будет удобно настраивать/корректировать режимы.
Но самый главный для меня стимул - освоить наконец этот USART и попрограммить немного под виндой
Можно ещё бутлоадер добавить и обновлять через него прошивку - ни разу так пока ещё не делал

А вот ЖКИ я бы не сказал, что только для понтов. Удобно видеть текущие температуры/обороты в любой момент, не переключая задачи и не запуская различные диагностические проги на компе...

Кстати, а можно спросить, какого номинала на Вашей схеме реобаса стоят индуктивности?


Но ведь, если не ошибаюсь, ножек у меги88 под внешние прерывания всего две?
А каналов четыре. Как коммутировать?



Да, интересно - это точно. Особенно когда нет никакого электротехнического образования и приходится учиться на собственных ошибках

А как в предложенной Вами схеме полностью останавливать вентилятор?

Особого смысла считать импульсы через INT нет. Проинициализировав прерывания от таймера, например, 4 раза в милисекунду, можно в этих прерываниях опрашивать входы импульсов. Вентилятор быстрее чем 120000 об/мин всё равно не раскрутится .

Ну вот и получите образование. Бесекерского почитаете...
К тому-же это очень хороший пример - можно идти от простого к сложному. Вы ведь эту тему именно из-за того, что вам интересно самому сделать создали? Практической пользы от этого ведь нет? Это-же чистое хобби?

Я имел ввиду, что полностью останавливаться он не будет, т.к. от 5В почти и не дует/не шумит. Но можно конечно какие-нибудь специальные ключи поставить.

1. Так я сделал проще - прерывания Pin Change в течении 1 секунды на нужной ножке.
Там просто инкрементим счётчик, а через ровно секунду по прерыванию периодического таймера умножаем полученное число на 15, вот и обороты подсчитаны

2. Да, конечно, просто хобби. Практической пользы от него, к сожалению, немного...

3. В принципе, надо будет подумать над этим. По конструкции этот вариант сэкономит немного - исключить можно будет только индуктивность и ёмкость фильтра. Но тем не менее...

Вот что у меня в итоге получилось:


А вот осциллограмма сигнала с этой схемы:



Зелёным цветом обозначено напряжение на выходе фильтра, а жёлтым - на стоке мосфета.
Интересно, что это за колебательный процесс на стоке, в то время, когда он закрыт?
Критично ли это? Как видно, на выходном напряжении это никак не сказывается...
Зато, если убрать диод шоттки, то на стоке появляются жуткие выбросы отрицательного напряжения в несколько десятков вольт...

Если заменить индуктивность на большую - 680 мкГн, к примеру, то эти колебания практически исчезают. Но тогда сильнее проседает напряжение при полностью открытом ключе - до 11.5 вольт (по сравнению с 11.8 вольт при 120 мкГн).
Видимо, проседает из-за большего сопротивления катушки...

Т.е. у вас обратной связи по скорости нет. Обороты вы считаете только чтобы вывести на индикатор?

Нет исключать ничего не надо. Я имел ввиду просто подать на контакт 2 +5В через диод - чтобы импульсы не терялись.

Схема совершенно правильная.

Это колебания на паразитных емкостях - не критично. Тока в это время через индуктивность никакого не течёт (бестоковая пауза). Чтобы задавить можно параллельно диоду поставить R=510 Ом последовательно с C=1000 пФ. Так меньше помех в эфир будет.

Как у вас вообще транзистор не пробило? И КПД падает т.к. сколько тока от 12В столько и в нагрузку. Я об этом писал. А так часть тока в нагрузку через диод течёт - после запирания транзистора. На осциллограммах отлично видно - напряжение на стоке ниже 0В. Потом ток течь прекращает и начинается бестоковая пауза (колебания).

Частота колебаний меняется (уменьшается в 6 раз), а колебания такой частоты видимо чем-то демпфируются. Или просто их всего одна полуволна - незаметно. И бестоковая пауза укорачивается.

Нет. Вы видимо управляете транзистором с такой-же скважностью, как и при 120 мкГн. А при большей индуктивности и открытое состояние диода дольше (бестоковая пауза меньше) и в нагрузку тока больше течёт. И от 12В потребляется соотв-нно. Вот 12В и проседает сильнее. Ускорение вращения вентилятора д.б. на слух заметно. И вольтметром напряжение на нём замерить - д.б. больше. И ток через вентилятор больше.
Вообще чем больше индуктивность (в разумных пределах) - тем лучше.

1. Да, как то не ставил цель выставления точных оборотов. Буду регулировать просто напряжением без точной настройки оборотов.

2. Но ведь импульсы и так не будут теряться - напряжение-то фильтрованное и стабильное ?
Другое дело, если убрать LC фильтр и шоттки, то есть выдавать просто меандр различной скважности с напр. 0 - 12 вольт, и поставить диод на +5 вольт - тогда получится напряжение 5 - 12 вольт.

3. Спасибо, попробую!

4. Он сразу нагреваться начал. По осциллографу броски до -40 вольт на стоке, я быстренько выключил всё...
Просто на схеме реобаса по вышеприведённой ссылке нет разрядного диода, ну я и решил попробовать

5. Я имел ввиду при коэфф. заполнения 100%, то есть при постоянно открытом ключе.
Там уже не индуктивность получается, а просто длинный кусок проволоки, на котором, чем он длиннее, тем больше начинает падать напруга...

Заметил, что под нагрузкой (~100ма) при индуктивности 120 мкГн и коэфф. заполнения 50% напряжение после фильтра составило 7,5 вольт, а при 680 мкГн и таком-же коэффициенте около 6 вольт...

А при повышении частоты падение будет ещё больше, т.к. сопротивление индуктивности по переменному току пропорционально частоте. И включено последовательно с нагрузкой.

вот хорошая схема драйвера верхнего ключа, здесь когда-то обсуждалась...

1. Поддерживать точные обороты необязательно, но интересно. Тут и Бесекерский может понадобится...

2. Да в этой схеме не будут.

3. Ну тогда это безграмотная схема.

4. Верно, но в этом случае просадка источника 12В д.б. меньше, т.к. и ток меньше от него потребляется.

5. Это можно объяснить тем, что 680 мкГн имеет к.з. виток. Т.е. реально у него не 680 мкГн, а гораздо меньше. Даже меньше 120 мкГн. Он ещё и грется должен. И на осциллограммах д.б. заметно, что бестоковая пауза больше, чем при 120 мкГн. Тогда и просадка объясняется (увеличение сопротивление её не объясняет) и отсутствие колебаний. Попробуйте две индуктивности по 120 мкГн последовательно поставить.
Кстати какие сопротивления у 120 и 680 мкГн?

По прибору (китайскому, правда) фактическая индуктивность катушек такая: та, на которой написано 120 - ~150 мкГн, а та, которая 680 - ~610 мкГн. Сопротивления соответственно 0.2 и 1.4 ома.
120 мкГн намотана гораздо более толстым проводом, чем 680.
Обе фирменные.
Кстати, бестоковая пауза гораздо меньше с катушкой на 680 мкГн.

Да ладно, фиг с ними



Спасибо!
А чем именно она отличается? Там уже три транзистора...
Вероятно, большей скоростью нарастания напряжения на затворе... меньшим потребляемым током... вот только зачем там диод, непонятно?
Чтобы не было к.з. при открытии Q2?

Такие сопротивления не должны оказывать влияния т.к. 1,4 Ом * 0,1 А = 0,14 В всего.

Насчёт того, что в случае с большей индуктивностью напряжение на вентиляторе больше д.б. - это я ошибался. Именно так как у вас всё и д.б. Т.е. обе катушки хорошие.
А при больших токах (не ваш случай) рекомендуют так частоту и индуктивность выбирать, чтобы бестоковой паузы в рабочих режимах вообще не было. При этом ещё и напряжение на нагрузке линейно от скважности ШИМ зависит - замкнутую систему регулирования сделать проще.
А то, что при 680 мкГн просадка 12В больше - это м.б. вы замерили неправильно? Не должно так быть. При 680 мкГн от 12В ток полюбому меньше потребляется (и средний и в импульсе). Попробуйте потребление от 12В при 50% заполнения амперметром замерить.

Это верно. Главное железо работает - можно к самому интересному переходить, к программе.

Точно.
А программа уже на половину готова.
Осталось только работу с RS-232 освоить, чисто как бонус
Остальные функции есть и работают.
Надо ещё испробовать вышеприведённую схему драйвера, определиться, наконец, какую рассыпуху покупать и под что плату разводить...

Вот, копайте здесь http://electronix.ru/forum/index.php?showt...25588&st=45 тема близкая вашей...

А что если сделать регулировку хитрей? ШИМ на транзистор, конденсатор, катушку и диод. Выход для обратной связи через делитель заводим на вход АЦП. Запускаем шим, запускам преобразование АЦП. По прерыванию смотрим получилось ли то напряжение что мы хотели и в случае необходимости корректируем параметры ШИМ. По выходу запускаем новое АЦП преобразование.
Вобщем полноценный регулируемый параметрический стабилизатор напряжения.

Во-первых, поддерживаю тему . Сам давно уже хочу что-то подобное сваять, да руки не доходят. Когда-то сделал простейшую "следилку-пищалку" для вентиляторов, в том числе для моделей без таховывода.

Во-вторых, на своей мат.плате Biostar NF4 довольно подробно изучил микруху IT8712, даже подключил к ней "лишние" термодатчики и каналы тахометра и PWM. Заодно поизучал работу других подобных микросхем.

Так вот. Думаю, делать "двухконтурное" управление по оборотам вентилятора не имеет смысла. Вентиляторы все разные, работают в условиях разных. "Теплоотводная способность" у них от оборотов очень хитро зависит. Нафик все эти сложности для столь простого прибора? Единственное, что я видел на тему управления "по оборотам" в фирменных чипах - это короткий "пинок" вентилятора максимальным PWM при запуске его на низкие обороты.

А оно надо регулировать напряжение?
Цель такого регулятора - добиться приемлемой температуры при минимальном шуме, поэтому напряжение да и обороты не являются целевой функцией устройства.
Хотя сделать можно...