Приводом для написання даного матеріалу стала стаття прочитана на сайті www.ixbt.com. "Термоконтроль вентиляторів на практиці" (http://www.ixbt.com/cpu/fan-thermal-control.shtml). В основі статті – проблема зниження шуму від вентиляторів у ПК. Мене зацікавило побудова системи охолодження радіаторів різних пристроїв. При цьому схема повинна володіти саморегулюючими властивостями.

Базова схема терморегулятора

Спочатку всіх експериментів було повторено базову схему першого варіанта терморегулятора. Схема виявилася цілком працездатною і вентилятор у ній виявився дійсно малошумним і включався при певному нагріванні датчика температури. Однак тут же знайшлися і недоліки, а саме сильний розігрів корпусу компаратора, що управляє, на LM311 і слабкий повітряний потік від вентилятора. Ні те, ні інше мене не влаштовувало. Крім того, при постановці термоконтролера в УКХ радіостанцію, воно включалося щоразу при переведенні станції на передачу.

Схема контролера була змінена шляхом підключення до виходу компаратора на LM311 буферного каскаду на біполярному транзисторі КТ817. Входи компаратора зашунтували керамічними конденсаторами. Змінено логіку порівнюваних напруг на вході (через підключення буферного каскаду на виході). Конденсатор С2 видалений, оскільки викликав тривалу затримку включення - вимкнення вентилятора. В результаті схема почала швидше реагувати на зміну температури радіатора. При включенні вентилятор відразу набирав обертів на максимальну потужність та давав ефективне охолодження. Про тишу вже не йшлося!

Змінена схема терморегулятора

Відмінність була й без плавного регулювання швидкості обертання. Робота за принципом включено – вимкнено. При напрузі +13,8 терморегулятор так само працював стійко.

З повним описом принципу роботи схеми можна ознайомитися за наведеною вище схемою. У схемі, що модернізується, він не змінився.

В остаточному варіанті пристрій зібрано на односторонній друкованій платі на основі склотекстоліту, розмірами 45,72 х 29,21 мм. Якщо використовувати планарний монтаж, можна значно зменшити геометричні розміри. Пристрій призначений для роботи в системі охолодження потужних регулюючих транзисторів в блоках живлення, вихідних транзисторів в підсилювачах потужності ЗЧ, ВЧ, УВЧ, у тому числі введення системи охолодження в автомобільні радіостанції різного класу (якщо ви вмієте працювати з паяльником і не боїтеся "влізти" в імпортну апаратуру). Хоча будь-яка апаратура такого рівня гріється "як хороша праска". З подібною проблемою я зіштовхнувся зі своєю Alinco DR-130.

Список використовуваних радіодеталей

R1 - 3,3 ком
R2 - 20 ком
R3 - 2 ком
R4 - 2 ком
R5 - 15 ком
R6 - 10 кОм (підс.)
R7 - 33 ком
R8 - 330 ком
R9 - 2,2 ком
R10 - 5,1 ком

С1 – 0,068 мкф
С2 – 1000 пф
С3 – 0,1 мкф
С4 – 0,068 мкф

VD1 - стабілітрон з Uстаб = 7,5 В
VT1 - КТ814
VT2 - КТ817

DA1 - LM311 (компаратор із буфером)

Приклади збирання схеми

Приклади модернізації радіостанції Alinco DR-130

Вид зверху Вид знизу

Тепловий датчик безпосередньо монтується на радіатор із внутрішньої сторони. Обов'язкове застосування термопасти. Додаткові електроізолюючі прокладки не використовуються. Плата вільно уміщається в основному відсіку радіостанції. Особлива увага приділяється електричній ізоляції плати від інших вузлів. Сама схема не вимагає налагодження, крім налаштування на певну температуру включення (регулювання від 40 до 80 градусів цельсія). Середнє положення двигуна підстроювального резистора відповідає кімнатній температурі реакції схеми. Крайній поворот вліво (якщо дивитись зверху) відповідає реакції схеми на нагрівання до 80 градусів.

Керуємо кулером (термоконтроль вентиляторів на практиці)

Тим, хто використовує комп'ютер кожен день (і особливо щоночі), дуже близька ідея Silent PC. Цій темі присвячено багато публікацій, проте на сьогоднішній день проблема шуму, який виробляється комп'ютером, далека від вирішення. Одним із головних джерел шуму в комп'ютері є процесорний кулер.

При використанні програмних засобів охолодження, таких як CpuIdle, Waterfall та інших, або під час роботи в операційних системах Windows NT/2000/XP і Windows 98SE середня температура процесора в Idle-режимі значно знижується. Однак вентилятор кулера цього не знає і продовжує працювати на повну силу з максимальним рівнем шуму. Звичайно, існують спеціальні утиліти (SpeedFan, наприклад), які вміють керувати обертами вентиляторів. Проте працюють такі програми далеко не на всіх материнських платах. Але навіть якщо й працюють, то можна сказати, не дуже розумно. Так, на етапі завантаження комп'ютера навіть при відносно холодному процесорі вентилятор працює на своїх максимальних обертах.

Вихід зі становища насправді простий: управління оборотами крильчатки вентилятора можна спорудити аналоговий регулятор з окремим термодатчиком, закріпленим на радіаторі кулера. Взагалі кажучи, існує безліч схемотехнічних рішень для таких терморегуляторів. Але на нашу увагу заслуговують дві найпростіші схеми термоконтролю, з якими ми зараз і розберемося.

Опис

Якщо кулер не має виходу таходатчика (або цей вихід просто не використовується), можна побудувати найпростішу схему, яка містить мінімальну кількість деталей (рис. 1).

Рис. 1. Принципова схема першого варіанта терморегулятора

Ще з часів "четвірок" використовувався регулятор, зібраний за такою схемою. Побудований він на основі мікросхеми компаратора LM311 (вітчизняний аналог - КР554СА3). Незважаючи на те, що застосований компаратор, регулятор забезпечує лінійне, а не ключове регулювання. Може виникнути резонне питання: "Як так вийшло, що для лінійного регулювання застосовується компаратор, а чи не операційний підсилювач?". Ну причин цього є кілька. По-перше, цей компаратор має відносно потужний вихід із відкритим колектором, що дозволяє підключати до нього вентилятор без додаткових транзисторів. По-друге, завдяки тому, що вхідний каскад побудований на p-n-p транзисторах, які включені за схемою із загальним колектором, навіть при однополярному живленні можна працювати з низькими вхідними напругами, що знаходяться практично на потенціалі землі. Так, при використанні діода як термодатчик потрібно працювати при потенціалах входів всього 0.7 В, що не дозволяють більшість операційних підсилювачів. По-третє, будь-який компаратор можна охопити негативним зворотним зв'язком, тоді він працюватиме так, як працюють операційні підсилювачі (до речі, саме таке включення і використано).

Як датчик температури дуже часто застосовують діоди. У кремнієвого діода p-n перехід має температурний коефіцієнт напруги приблизно -2.3 мВ/°C, а пряме падіння напруги - близько 0.7 В. Більшість діодів мають корпус, що зовсім не підходить для їх закріплення на радіаторі. У той самий час деякі транзистори спеціально пристосовані цього. Одними з таких є вітчизняні транзистори КТ814 та КТ815. Якщо подібний транзистор пригвинтити до радіатора, колектор транзистора опиниться з ним електрично з'єднаним. Щоб уникнути неприємностей, у схемі, де цей транзистор використовується, колектор має бути заземлений. Виходячи з цього для нашого термодатчика потрібен p-n-p транзистор, наприклад, КТ814.

Можна, звичайно, просто використовувати один із переходів транзистора як діод. Але тут ми можемо виявити кмітливість і вчинити більш хитро:) Справа в тому, що температурний коефіцієнт у діода відносно низький, а вимірювати малі зміни напруги досить важко. Тут втручаються і шуми, і перешкоди, і нестабільність напруги. Тому часто, щоб підвищити температурний коефіцієнт датчика температури, використовують ланцюжок послідовно включених діодів. У такого ланцюжка температурний коефіцієнт і пряме падіння напруги збільшуються пропорційно до кількості включених діодів. Але ж у нас не діод, а цілий транзистор! Дійсно, додавши всього два резистори, можна спорудити на транзисторі двополюсник, поведінка якого буде еквівалентна поведінці ланцюжка діодів. Що і зроблено в описуваному терморегуляторі.

Температурний коефіцієнт такого датчика визначається ставленням резисторів R2 і R3 і дорівнює Tcvd*(R3/R2+1), де Tcvd – температурний коефіцієнт одного p-n переходу. Підвищувати ставлення резисторів до нескінченності не можна, тому що разом з температурним коефіцієнтом зростає і пряме падіння напруги, яке може досягти напруги живлення, і тоді схема працювати вже не буде. В регуляторі, що описується, температурний коефіцієнт обраний рівним приблизно -20 мВ/°C, при цьому пряме падіння напруги становить близько 6 В.

Датчик температури VT1R2R3 включений у вимірювальний міст, утворений резисторами R1, R4, R5, R6. Живиться міст параметричного стабілізатора напруги VD1R7. Необхідність застосування стабілізатора викликана тим, що напруга живлення +12 В усередині комп'ютера досить нестабільна (в імпульсному джерелі живлення здійснюється лише групова стабілізація вихідних рівнів +5 і +12 В).

Напруга розбалансу вимірювального моста прикладається до входів компаратора, який використовується в лінійному режимі завдяки негативному зворотному зв'язку. Підстроювальний резистор R5 дозволяє зміщувати регулювальну характеристику, а зміна номіналу резистора зворотного зв'язку R8 дозволяє змінювати її нахил. Ємності C1 та C2 забезпечують стійкість регулятора.

Змонтований регулятор на макетній платі, яка є шматочком однобічного фольгованого склотекстоліту (рис.2).

Рис. 2. Монтажна схема першого варіанта терморегулятора

Для зменшення розмірів плати бажано використовувати SMD-елементи. Хоча, в принципі, можна обійтись і звичайними елементами. Плата закріплюється на радіаторі кулера за допомогою кріплення гвинта транзистора VT1. Для цього в радіаторі слід зробити отвір, в якому бажано нарізати різьблення М3. У крайньому випадку можна використовувати гвинт і гайку. При виборі місця на радіаторі для закріплення плати потрібно подбати про доступність резистора підлаштування, коли радіатор буде знаходитися всередині комп'ютера. Таким способом можна прикріпити плату тільки до радіаторів "класичної" конструкції, а ось кріплення її до радіаторів циліндричної форми (наприклад, як у Orb-ів) може спричинити проблеми. Хороший тепловий контакт із радіатором повинен мати лише транзистор термодатчика. Тому якщо вся плата повністю не вміщається на радіаторі, можна обмежиться встановленням на ньому одного транзистора, який у цьому випадку підключають до плати за допомогою дротів. Саму плату можна розташувати у будь-якому зручному місці. Закріпити транзистор на радіаторі нескладно, навіть можна просто вставити його між ребер, забезпечивши тепловий контакт за допомогою теплопровідної пасти. Ще одним способом кріплення є застосування клею з гарною теплопровідністю.

При встановленні транзистора термодатчика на радіатор останній виявляється з'єднаним із землею. Але на практиці це не викликає особливих труднощів, принаймні, в системах з процесорами Celeron і PentiumIII (частина їхнього кристала, що стикається з радіатором, не має електричної провідності).

Електрично плата включається до розриву проводів вентилятора. За бажання можна навіть встановити роз'єми, щоб не розрізати дроти. Правильно зібрана схема практично не вимагає налаштування: потрібно лише підстроювальним резистором R5 встановити необхідну частоту обертання крильчатки вентилятора, що відповідає поточній температурі. На практиці у кожного конкретного вентилятора існує мінімальна напруга живлення, за якого починає обертатися крильчатка. Налаштовуючи регулятор, можна добитися обертання вентилятора на мінімально можливих оборотах при температурі радіатора, скажімо, близькою до навколишнього. Тим не менш, враховуючи те, що тепловий опір різних радіаторів сильно відрізняється, може знадобитися коригування нахилу характеристики регулювання. Нахил характеристики визначається номіналом резистора R8. Номінал резистора може лежати в межах від 100 К до 1 М. Чим більший цей номінал, тим при нижчій температурі радіатора вентилятор досягатиме максимальних обертів. Насправді дуже часто завантаження процесора становить лічені відсотки. Це спостерігається, наприклад, під час роботи у текстових редакторах. У разі використання програмного кулера в такі моменти вентилятор може працювати на значно знижених обертах. Саме це й має забезпечувати регулятор. Однак при збільшенні завантаження процесора його температура піднімається і регулятор повинен поступово підняти напругу живлення вентилятора до максимального, не допустивши перегріву процесора. Температура радіатора, коли досягаються повні оберти вентилятора, має бути дуже високої. Конкретні рекомендації дати складно, але принаймні ця температура повинна "відставати" на 5-10 градусів від критичної, коли вже порушується стабільність системи.

Так, ще один момент. Перше включення схеми бажано проводити від зовнішнього джерела живлення. Інакше, у разі наявності у схемі короткого замикання, підключення схеми до роз'єму материнської плати може спричинити її пошкодження.

Тепер є другий варіант схеми. Якщо вентилятор обладнаний таходатчиком, то вже не можна включати регулюючий транзистор у "земляний" провід вентилятора. Тому внутрішній транзистор компаратора не підходить. В цьому випадку потрібен додатковий транзистор, який проводитиме регулювання по ланцюгу +12 В вентилятора. В принципі, можна було просто трохи доопрацювати схему на компараторі, але для різноманітності було зроблено схему, зібрану на транзисторах, яка виявилася за обсягом навіть меншою (рис. 3).

Рис. 3. Принципова схема другого варіанта терморегулятора

Оскільки розміщена на радіаторі плата нагрівається вся, то передбачити поведінку транзисторної схеми досить складно. Тому знадобилося попереднє моделювання схеми за допомогою пакета PSpice. Результат моделювання показано на рис. 4.

Рис. 4. Результат моделювання схеми у пакеті PSpice

Як видно з малюнка, напруга живлення вентилятора лінійно підвищується від 4 при 25°C до 12 при 58°C. Така поведінка регулятора загалом відповідає нашим вимогам, і на цьому етап моделювання був завершений.

Принципові схеми цих двох варіантів терморегулятора мають багато спільного. Зокрема, датчик температури та вимірювальний міст абсолютно ідентичні. Різниця полягає лише у підсилювачі напруги розбалансу моста. У другому варіанті ця напруга надходить на каскад на транзисторі VT2. База транзистора є входом підсилювача, що інвертує, а емітер — неінвертуючим. Далі сигнал надходить на другий підсилювальний каскад на транзисторі VT3, потім вихідний каскад на транзисторі VT4. Призначення ємностей таке саме, як і першому варіанті. Ну а монтажна схема регулятора показана на рис. 5.

Рис. 5. Монтажна схема другого варіанта терморегулятора

Конструкція аналогічна першому варіанту, крім того, що плата має трохи менші розміри. У схемі можна застосувати звичайні (не SMD) елементи, а транзистори - будь-які малопотужні, тому що струм, споживаний вентиляторами, зазвичай не перевищує 100 мА. Зауважу, що цю схему можна використовувати і для управління вентиляторами з великим значенням струму, що споживається, але в цьому випадку транзистор VT4 необхідно замінити на більш потужний. Що ж до виведення тахометра, то сигнал тахогенератора TG безпосередньо проходить через плату регулятора і надходить на роз'єм материнської плати. Методика налаштування другого варіанта регулятора нічим не відрізняється від методики, наведеної для першого варіанта. Тільки в цьому варіанті налаштування роблять підстроювальним резистором R7, а нахил характеристики визначається номіналом резистора R12.

Висновки

Практичне використання терморегулятора (разом з програмними засобами охолодження) показало його високу ефективність щодо зниження шуму, виробленого кулером. Однак і сам кулер має бути досить ефективним. Наприклад, у системі з процесором Celeron566, що працює на частоті 850 МГц, боксовий кулер вже не забезпечував достатньої ефективності охолодження, тому навіть при середньому завантаженні процесора регулятор піднімав напругу живлення кулера до максимального значення. Ситуація виправилася після заміни вентилятора більш продуктивний, зі збільшеним діаметром лопатей. Зараз повні оберти вентилятор набирає лише за тривалої роботи процесора з майже 100% завантаженням.

Передісторія

Настав час навести лад усередині системного блоку. Шум від вентиляторів системи охолодження процесора та відеокарти вже давно почав діставати своєю настирливістю, особливо вночі. Навіть при систематичному техобслуговуванні вентиляторів (чистка, мастило тощо) за 3 роки своєї роботи вони застаріли як фізично так і морально, були потрібні кардинальні заходи з модернізації.

Прибрати вентилятори із системи охолодження можна тільки шляхом встановлення системи водяного охолодження (СВО), але не в цьому випадку. Немає сенсу на морально застарілу машину ставити СВО, підемо шляхом модернізації повітряної системи охолодження. Просто забрати вентилятори не можна. Як відомо, процесори Pentium 4, навіть молодші моделі, виділяють велику кількість тепла, комп'ютеру воно нікчему, хіба що грітися від нього, як це робить моя кішка:)

Під час морозів кішка спить на системному блоці. Отже, все на боротьбу із теплом та шумом!

Стратегія:

Зниження шуму від вентиляторів шляхом зниження їх оборотів. У зв'язку з цим вентилятори мають бути більшою продуктивності. Використовуватимемо вентилятори 92×92 мм.
План робіт:

Заміна боксового кулера Socket 478 на кулер від Socket 775

Впровадження системи термоконтролю

Система термоконтролю не підтримується моєю материнською платою, ні блоком живлення, ні відеокартою. Тому доведеться зробити її самому. Півгодини серфінгу по мережі дали кілька статей з цього питання. Відразу скажу, що схеми на терморезисторах не розглядалися, чомусь у мене внутрішня відраза до терморезисторів. З усіх можливих варіантів термоконтролю за основу було взято статтю, яку написана Михайло Наумов «Ще один варіант термоконтролю вентиляторів».

У мене був один компаратор LM311 (його вітчизняний аналог), і для перевірки працездатності схеми вона була швидко зібрана на макетці.

Готова плата термоконтролю вентилятора

Плата запрацювала відразу, підбудовником встановлюються оберти за холодного транзистора. Виставляємо мінімальні обороти – вентилятора нечутно. Напруга на виході близько 5,5В. Після нагрівання транзистора запальничкою так, щоб до нього не можна було доторкнутися, вентилятор розкручується майже на повну напругу близько 8,9В.

Після перевірки працездатності схеми потрібно зробити кілька систем: одну для процесора, другу для блоку живлення, а та, що на макетці пригодиться на відеокарту.

Отже, робимо друковану плату.

Для розведення друкованої плати я використав програму Sprint-Layout 4.0. Дуже хороша безкоштовна програма з російським інтерфейсом та широкими можливостями друку. Завантажував за посиланням http://vrtp.ru/screenshots/161_Plata.zip. Хвилин через 15-20 та отримуємо розведену плату під SMD компоненти. Завантажити мою схему можна тут же (файл board.lay)

Для виготовлення плат я використовую "ацетонову" технологію замість "прасної". Тонер лазерного принтера крім плавлення дуже добре розчиняється в ацетоні і при цьому прилипає до міді (і не тільки до неї). Щоб не купувати півлітра ацетону, можна купити рідину для зняття лаку, яким користується прекрасна половина людства, щоб змивати лак із нігтів. Його можна взяти у коханої дівчини, дружини, мами, племінниці (потрібне наголосити).

Спочатку дзеркальне зображення розведення плати (благо дозволяє програма) друкується на крейдованому аркуші. Добре для цієї мети підходять журнали, хоча можна використовувати факсовий папір.

Нам потрібні: надрукована на лазерному принтері розведення плата, ацетон, вата, зачищений дрібною наждачкою фольгований текстоліт.

Далі вирізаємо надруковане зображення, ватою рясно змоченою ацетоном протираємо мідь. Чекаємо поки що підсохне. Прикладаємо тонером до міді зображення і тією ж ватою змочуємо папір, поки не побачимо «проявився» крізь нього малюнок плати. Змочити необхідно поступово все зображення. Сильно переливати теж не можна, бо попливе.

Змочуємо папір ацетоном. Після того як зображення "проявилося", потрібно дати випаруватися ацетону. При цьому "зображення пропаде". Далі сухий бутерброд з текстоліту і зображення, що прилипло до нього, під папером рясно змочуємо холодною водою.

Папір розмокне та почне «горбитися», це вистачить. Далі відриваємо папір, а тонер лишається. На тонері залишаться ворсинки від паперу, їх потрібно видалити втратою рукою.

Після того, як заготовка висохне, вона побіліє. Це від ацетону. Нічого страшного. Далі потрібно витравити непотрібну мідь. Для цього можна використати кілька рецептів.

Один з варіантів - розчин мідного купоросу та кухонної солі у воді у співвідношенні столова ложка купоросу на дві столові ложки солі у півлітрі води. Недоліки: у такому розчині процес триває довго, близько 2,5 годин, навіть за умови підтримання високої температури або збільшення концентрації компонентів. Позитивні якості: доступність, мідний купорос можна купити в будь-якому господарському магазині, сіль — без слів. Другий варіант – розчин хлорного заліза у воді у співвідношенні 1:2. Температура травлення ~60-70ºС. Для підтримки високої температури я ставлю банку з розчином у ванну і пускаю гарячу воду зі шланга душу, щоб вона омивала банку. Недоліки: шкідливі випари, які виділяються в процесі травлення, а також той факт, що при попаданні розчину на руки або ванну залишаються жовті плями, тому потрібно діяти акуратніше. Переваги: ​​у розчині хлорного заліза травлення відбувається швидше за ~ 20 хв, за умови підтримки високої температури. Я використав другий метод.

Перед травленням потрібну частину майбутньої плати відрізаємо ножицями по металу та кидаємо у розчин. Під час травлення пластиковим пінцетом дістаємо плату із розчину і спостерігаємо на процес. Після закінчення травлення готову плату потрібно промити водою та висушити.

Процес складання плати питань не викликає. Паяльник з тонким жалом плюс паяльна паста і легкоплавке олово мінус тремтячі руки і через 20 хвилин отримуємо готовий виріб. Після паяння використовуємо той же ацетон для відмивання залишків пасти з плати.

Після завершення складання підпаюємо вентилятор і перевіряємо працездатність.

Перед увімкненням живлення перевіряємо на коротке замикання. Після підключення перевіряємо напругу на вході, на стабілітроні, на вентиляторі. Обертаючи підстроєчник, запускаємо вентилятор на мінімальних оборотах. Нагріваємо запальничкою транзистор і дивимося як розкручується вентиль, остуджуємо його, вентилятор сповільнюється.

На фотографії немає вихідного транзистора, а реалі він використовується. Працюючи мікросхема в SMD корпусі гріється до 80ºС, довелося поставити вихідний транзистор. Вхідний транзистор краще «одягти» в термоусадку.

Цю плату використовуватимемо для управління вентилятором процесора та блоку живлення, для відеокарти використовуємо зібрану на монтажці плату.

Заміна боксового кулера Socket 478 на кулер від LGA775

Для зменшення шуму від процесорного кулера відповідно до обраної стратегії його потрібно перевести на 92 мм вентилятор. У продажу не знайшлося кулера під Socket 478 з вентилятором 92x92 мм, найбільшим був 80x80 мм. Наразі виникла ідея поставити кулер від LGA 775.

Дивимося: не збігаються. Далі дивимося на розмір кулера під Socket 775 він всього на 4 мм з одного боку більший за рамку Socket 478. Там стоять конденсатори, але їх можна нахилити шляхом випаювання однієї з ніжок. Ідемо до магазину та купуємо кулер GlicialTech Igloo 5050 for Prescott 3.40 GHz, Socket LGA775. Це один з недорогих кулерів під Socket 775 з вентиляторами 92 мм. Частота обертання 2800 rpm; шум 32dBA.

Отже, приступаємо. Дістаємо материнську плату із корпусу.

Знятий боксовий кулер відрізняється від придбаного, але було б надто просто взяти та замінити кулер без переробок.

Відмінності суттєві. Кріплення також відрізняються. Далі знімаємо рамку із нашого сокету. Видавлюємо фіксатори із кріплень. Тепер конденсатори, що знаходяться справа, потрібно трохи нахилити. Для цього випаюємо одну з його ніжок, щоб конденсатор стояв під кутом і не заважав новим кулером.

Далі нам знадобиться лобзик та акрил. Лобзик - це така залізяка у формі дуги з ручкою та натягнутою пилкою, для випилювання фігурних деталей. Акрил можна замінити алюмінієм, але обробляти буде складніше.

Як видно з креслень Intel, отвори кріплення не збігаються настільки, що місця кріплення кулера на Socket 478 знаходяться між ногами кулера Socket 775. Це нам на руку. Вирізаємо з акрилу пластини, які з'єднуватимуть ноки нового кулера і за ці пластини притягнемо його до материнської плати. Для зниження напруги на материнську плату заодно вирізаємо і підкладку під кріплення кулера.

У ніжках робимо потай під гвинт із конусною головкою, щоб він не діставав до материнської плати.

Прикручуємо вирізані пластини до ніжок кулера.

І встановлюємо новий кулер на материнську платню. Знизу під процесор ставимо пластину для розвантаження. Затягуємо гвинти по діагоналі для рівномірного розподілу навантажень і для того, щоб уникнути перевантажень.

Отже, результат: кулер з-під Socket 775 «встав» на Socket 478 як рідний, і конденсатори майже не заважають. Затягувати потрібно помірно, щоб не зламати материнську плату, а й не допускати послаблення. Нещільне прилягання кулера до процесора може негативно позначитися на охолодженні.

Перед встановленням кулера поверхня процесора була трохи прошліфована за допомогою шкіри та пасти ГОІ до дзеркального блиску. Термопаста використовувалася та, що була нанесена на кулер його виробником. В результаті вийшов продуктивніший кулер з 92 мм вентилятором і системою термоконтролю. Температура процесора у процесі спокою становить 44ºС, частота обертання вентилятора 1000 rpm. Під час завантаження процесора температура не піднімалася вище за 59ºС, при цьому вентилятор обертався зі швидкістю 2300 rpm. У цьому режимі його вже чутно, але менше, ніж на максимальних 2800rpm. Отже, у корпусі помітно стало тихіше.

Заміна радіатора та вентилятора в блоці живлення

Разом із корпусом neo мені дістався блок живлення Golden Power на 250Вт. Його потужності для моєї системи цілком вистачає, але шумить він сильно і гріється жахливо. Температура на одному з радіаторів усередині блоку живлення сягає 80 ºС. Після розбирання стало зрозуміло, що він (радіатор) маленький, але в ньому висять «гарячі» транзистори.

Довелося його (радіатор) відправити на заслужений відпочинок. А для того, щоб поставити новий, довелося нахилити конденсатор, який стояв поруч.

Радіатор, що звільнився, від боксового кулера Intel Socket 478 було вирішено розкроїти. Від нього було відпиляно з одного боку одну "секцію" і з іншого боку дві "секції". Після шліфування отриманих радіаторів на них оселилися випаяні транзистори. Їхні висновки потрібно подовжити, тому що радіатор стоятиме в «іншій позі».

До ребрів більшого радіатора кріпимо плату термоконтролю. Для ізолювання гвинт кріпиться через текстолітову шайбу. Вентилятор, який був встановлений в блоці живлення, відправився в ящик з мотлохом, внаслідок чого в блоці живлення стало вільніше. Дотримуючись обраної стратегії у верхній кришці блока живлення було вирізано отвір під вентилятор розміром 92×92 мм. Вирізаний отвір вийшов не дуже естетичним, тому з червоного акрилу було вирізано декоративну панель, яка зробила вигляд блоку живлення привабливішим і вирівняла отвір під вентилятор.

Вентилятор знаходиться над гарячим радіатором. Після модернізації температура нового радіатора не піднімалася більше ніж 50ºС. І то до такої температури він нагрівається при повному навантаженні. А так виглядають мої піддослідні у корпусі.

Заміна радіаторів та вентилятора на відеокарті

До початку модернізації моя карта GeForce4 MX 440 охолоджувалася кулером від Socket 370, але вентилятор на ньому був набагато давнішим за вентилятор мого блоку живлення. Од навіть заводився лише після змащення. Вирішили радіатор залишити, тільки встановити правильно, а вентилятор відправити на смітник. Радіатор, а точніше те, що залишилося від боксового радіатора Socket 478, був розкроєний на маленькі для охолодження пам'яті відеокарти, адже з хорошим охолодженням можна погнати карту. Після розпилювання вони були відшліфовані і підошви їх відполіровано.

Графічний процесор був вимазаний суперклеєм, на нього умільці із сервісного центру наклеїли суперклеєм кулер від чіпсету якоїсь материнської плати. Довелося його відшліфувати дрібною наждачкою та відполірувати пастою ГОІ. Після підготовки мікросхеми пам'яті через термопасту були встановлені радіатори. Як кріплення були використані кільця від прищіпок для білизни, вони дуже добре притискають радіатори і не завдають клопоту при установці.

Радіатор від Socket 370 повернули на місце, через термопасту. Для кріплення у ньому вирізані пази та отвори під гайку. Установці досить величезного радіатора над графічним чіпом заважали два конденсатори в кутах радіатора. Вони були переставлені на протилежний бік карти. Для встановлення 92 мм. вентилятора довелося виготовити з акрилу відповідні кріплення.

Для того, щоб правильно приклеїти вуха під вентилятор, поклейка проводилася безпосередньо на вентиляторі, уникнення непорозумінь.

Після висихання клею приступаємо до збирання. Кронштейни встановлюються на вентилятор. Потім вся конструкція надягається на карту і фіксується гвинтом. Я думав, що знадобиться 2 гвинти, а виявилося досить одного. Другий замінила стяжка, яка тримала дріт від вентилятора. Між ребрами радіатора оселився транзистор плати термоконтролю вентилятора (яка була зібрана на макетці).

А так виглядає новий монстр у системному блоці.

Після встановлення такого охолодження гріх було спробувати погнати карту. Сильно розганяти її немає сенсу, все одно конвеєрів у ній не додасться та й апаратна підтримка DirectX9.0 не з'явиться. Таким чином, частоти графічного процесора і пам'яті були трохи підняті. Частота графічного ядра було піднято з 270 до 312 МГц, а частота пам'яті з 400 до 472 МГц. Такий розгін жодних негативних наслідків не викликав.

Огляд універсального 10-гігабітного комутатора QNAP QSW-1208-8C

Цей світик не має конкурента з такою ж кількістю портів і підтримкою 2.5GBase-T і 5GBase-T. Ми протестували цю модель на сумісність з наявними мережевими картами та кабелями, а також виміряли продуктивність.

Керуємо вентилятором у комп'ютері - кулером (термоконтроль - на практиці)

Тим, хто використовує комп'ютер кожен день (і особливо щоночі), дуже близька ідея Silent PC. Цій темі присвячено багато публікацій, проте на сьогоднішній день проблема шуму, який виробляється комп'ютером, далека від вирішення. Одним із головних джерел шуму в комп'ютері є процесорний кулер.

При використанні програмних засобів охолодження, таких як CpuIdle, Waterfall та інших, або під час роботи в операційних системах Windows NT/2000/XP і Windows 98SE середня температура процесора в Idle-режимі значно знижується. Однак вентилятор кулера цього не знає і продовжує працювати на повну силу з максимальним рівнем шуму. Звичайно, існують спеціальні утиліти (SpeedFan, наприклад), які вміють керувати обертами вентиляторів. Проте працюють такі програми далеко не на всіх материнських платах. Але навіть якщо й працюють, то можна сказати, не дуже розумно. Так, на етапі завантаження комп'ютера навіть при відносно холодному процесорі вентилятор працює на своїх максимальних обертах.

Вихід зі становища насправді простий: управління оборотами крильчатки вентилятора можна спорудити аналоговий регулятор з окремим термодатчиком, закріпленим на радіаторі кулера. Взагалі кажучи, існує безліч схемотехнічних рішень для таких терморегуляторів. Але на нашу увагу заслуговують дві найпростіші схеми термоконтролю, з якими ми зараз і розберемося.

Опис

Якщо кулер не має виходу таходатчика (або цей вихід просто не використовується), можна побудувати найпростішу схему, яка містить мінімальну кількість деталей (рис. 1).

Рис. 1. Принципова схема першого варіанта терморегулятора

Ще з часів "четвірок" використовувався регулятор, зібраний за такою схемою. Побудований він на основі мікросхеми компаратора LM311 (вітчизняний аналог - КР554СА3). Незважаючи на те, що застосований компаратор, регулятор забезпечує лінійне, а не ключове регулювання. Може виникнути резонне питання: "Як так вийшло, що для лінійного регулювання застосовується компаратор, а чи не операційний підсилювач?". Ну причин цього є кілька. По-перше, цей компаратор має відносно потужний вихід із відкритим колектором, що дозволяє підключати до нього вентилятор без додаткових транзисторів. По-друге, завдяки тому, що вхідний каскад побудований на p-n-p транзисторах, які включені за схемою із загальним колектором, навіть при однополярному живленні можна працювати з низькими вхідними напругами, що знаходяться практично на потенціалі землі. Так, при використанні діода як термодатчик потрібно працювати при потенціалах входів всього 0.7 В, що не дозволяють більшість операційних підсилювачів. По-третє, будь-який компаратор можна охопити негативним зворотним зв'язком, тоді він працюватиме так, як працюють операційні підсилювачі (до речі, саме таке включення і використано).

Як датчик температури дуже часто застосовують діоди. У кремнієвого діода p-n перехід має температурний коефіцієнт напруги приблизно -2.3 мВ/°C, а пряме падіння напруги - близько 0.7 В. Більшість діодів мають корпус, що зовсім не підходить для їх закріплення на радіаторі. У той самий час деякі транзистори спеціально пристосовані цього. Одними з таких є вітчизняні транзистори КТ814 та КТ815. Якщо подібний транзистор пригвинтити до радіатора, колектор транзистора опиниться з ним електрично з'єднаним. Щоб уникнути неприємностей, у схемі, де цей транзистор використовується, колектор має бути заземлений. Виходячи з цього для нашого термодатчика потрібен p-n-p транзистор, наприклад, КТ814.

Можна, звичайно, просто використовувати один із переходів транзистора як діод. Але тут ми можемо виявити кмітливість і вчинити більш хитро:) Справа в тому, що температурний коефіцієнт у діода відносно низький, а вимірювати малі зміни напруги досить важко. Тут втручаються і шуми, і перешкоди, і нестабільність напруги. Тому часто, щоб підвищити температурний коефіцієнт датчика температури, використовують ланцюжок послідовно включених діодів. У такого ланцюжка температурний коефіцієнт і пряме падіння напруги збільшуються пропорційно до кількості включених діодів. Але ж у нас не діод, а цілий транзистор! Дійсно, додавши всього два резистори, можна спорудити на транзисторі двополюсник, поведінка якого буде еквівалентна поведінці ланцюжка діодів. Що і зроблено в описуваному терморегуляторі.

Температурний коефіцієнт такого датчика визначається ставленням резисторів R2 і R3 і дорівнює Tcvd*(R3/R2+1), де Tcvd - температурний коефіцієнт одного pn переходу. Підвищувати ставлення резисторів до нескінченності не можна, тому що разом з температурним коефіцієнтом зростає і пряме падіння напруги, яке може досягти напруги живлення, і тоді схема працювати вже не буде. В регуляторі, що описується, температурний коефіцієнт обраний рівним приблизно -20 мВ/°C, при цьому пряме падіння напруги становить близько 6 В.

Датчик температури VT1R2R3 включений у вимірювальний міст, утворений резисторами R1, R4, R5, R6. Живиться міст параметричного стабілізатора напруги VD1R7. Необхідність застосування стабілізатора викликана тим, що напруга живлення +12 В усередині комп'ютера досить нестабільна (в імпульсному джерелі живлення здійснюється лише групова стабілізація вихідних рівнів +5 і +12 В).

Напруга розбалансу вимірювального моста прикладається до входів компаратора, який використовується в лінійному режимі завдяки негативному зворотному зв'язку. Підстроювальний резистор R5 дозволяє зміщувати регулювальну характеристику, а зміна номіналу резистора зворотного зв'язку R8 дозволяє змінювати її нахил. Ємності C1 та C2 забезпечують стійкість регулятора.

Змонтований регулятор на макетній платі, яка є шматочком однобічного фольгованого склотекстоліту (рис.2).

Рис. 2. Монтажна схема першого варіанта терморегулятора

Для зменшення розмірів плати бажано використовувати SMD-елементи. Хоча, в принципі, можна обійтись і звичайними елементами. Плата закріплюється на радіаторі кулера за допомогою кріплення гвинта транзистора VT1. Для цього в радіаторі слід зробити отвір, в якому бажано нарізати різьблення М3. У крайньому випадку можна використовувати гвинт і гайку. При виборі місця на радіаторі для закріплення плати потрібно подбати про доступність резистора підлаштування, коли радіатор буде знаходитися всередині комп'ютера. Таким способом можна прикріпити плату тільки до радіаторів "класичної" конструкції, а ось кріплення її до радіаторів циліндричної форми (наприклад, як у Orb-ів) може спричинити проблеми. Хороший тепловий контакт із радіатором повинен мати лише транзистор термодатчика. Тому якщо вся плата повністю не вміщається на радіаторі, можна обмежиться встановленням на ньому одного транзистора, який у цьому випадку підключають до плати за допомогою дротів. Саму плату можна розташувати у будь-якому зручному місці. Закріпити транзистор на радіаторі нескладно, навіть можна просто вставити його між ребер, забезпечивши тепловий контакт за допомогою теплопровідної пасти. Ще одним способом кріплення є застосування клею з гарною теплопровідністю.

При встановленні транзистора термодатчика на радіатор останній виявляється з'єднаним із землею. Але на практиці це не викликає особливих труднощів, принаймні, в системах з процесорами Celeron і PentiumIII (частина їхнього кристала, що стикається з радіатором, не має електричної провідності).

Електрично плата включається до розриву проводів вентилятора. За бажання можна навіть встановити роз'єми, щоб не розрізати дроти. Правильно зібрана схема практично не вимагає налаштування: потрібно лише підстроювальним резистором R5 встановити необхідну частоту обертання крильчатки вентилятора, що відповідає поточній температурі. На практиці у кожного конкретного вентилятора існує мінімальна напруга живлення, за якого починає обертатися крильчатка. Налаштовуючи регулятор, можна добитися обертання вентилятора на мінімально можливих оборотах при температурі радіатора, скажімо, близькою до навколишнього. Тим не менш, враховуючи те, що тепловий опір різних радіаторів сильно відрізняється, може знадобитися коригування нахилу характеристики регулювання. Нахил характеристики визначається номіналом резистора R8. Номінал резистора може лежати в межах від 100 К до 1 М. Чим більший цей номінал, тим при нижчій температурі радіатора вентилятор досягатиме максимальних обертів. Насправді дуже часто завантаження процесора становить лічені відсотки. Це спостерігається, наприклад, під час роботи у текстових редакторах. У разі використання програмного кулера в такі моменти вентилятор може працювати на значно знижених обертах. Саме це й має забезпечувати регулятор. Однак при збільшенні завантаження процесора його температура піднімається і регулятор повинен поступово підняти напругу живлення вентилятора до максимального, не допустивши перегріву процесора. Температура радіатора, коли досягаються повні оберти вентилятора, має бути дуже високої. Конкретні рекомендації дати складно, але принаймні ця температура повинна "відставати" на 5-10 градусів від критичної, коли вже порушується стабільність системи.

Так, ще один момент. Перше включення схеми бажано проводити від зовнішнього джерела живлення. Інакше, у разі наявності у схемі короткого замикання, підключення схеми до роз'єму материнської плати може спричинити її пошкодження.

Тепер є другий варіант схеми. Якщо вентилятор обладнаний таходатчиком, то вже не можна включати регулюючий транзистор у "земляний" провід вентилятора. Тому внутрішній транзистор компаратора не підходить. В цьому випадку потрібен додатковий транзистор, який проводитиме регулювання по ланцюгу +12 В вентилятора. В принципі, можна було просто трохи доопрацювати схему на компараторі, але для різноманітності було зроблено схему, зібрану на транзисторах, яка виявилася за обсягом навіть меншою (рис. 3).

Рис. 3. Принципова схема другого варіанта терморегулятора

Принципові схеми цих двох варіантів терморегулятора мають багато спільного. Зокрема, датчик температури та вимірювальний міст абсолютно ідентичні. Різниця полягає лише у підсилювачі напруги розбалансу моста. У другому варіанті ця напруга надходить на каскад на транзисторі VT2. База транзистора є входом підсилювача, що інвертує, а емітер — неінвертуючим. Далі сигнал надходить на другий підсилювальний каскад на транзисторі VT3, потім вихідний каскад на транзисторі VT4. Призначення ємностей таке саме, як і першому варіанті. Ну а монтажна схема регулятора показана на рис. 5.

Рис. 5. Монтажна схема другого варіанта терморегулятора

Конструкція аналогічна першому варіанту, крім того, що плата має трохи менші розміри. У схемі можна застосувати звичайні (не SMD) елементи, а транзистори - будь-які малопотужні, тому що струм, споживаний вентиляторами, зазвичай не перевищує 100 мА. Зауважу, що цю схему можна використовувати і для управління вентиляторами з великим значенням струму, що споживається, але в цьому випадку транзистор VT4 необхідно замінити на більш потужний. Що ж до виведення тахометра, то сигнал тахогенератора TG безпосередньо проходить через плату регулятора і надходить на роз'єм материнської плати. Методика налаштування другого варіанта регулятора нічим не відрізняється від методики, наведеної для першого варіанта. Тільки в цьому варіанті налаштування роблять підстроювальним резистором R7, а нахил характеристики визначається номіналом резистора R12.

Висновки

Практичне використання терморегулятора (разом з програмними засобами охолодження) показало його високу ефективність щодо зниження шуму, виробленого кулером. Однак і сам кулер має бути досить ефективним. Наприклад, у системі з процесором Celeron566, що працює на частоті 850 МГц, боксовий кулер вже не забезпечував достатньої ефективності охолодження, тому навіть при середньому завантаженні процесора регулятор піднімав напругу живлення кулера до максимального значення. Ситуація виправилася після заміни вентилятора більш продуктивний, зі збільшеним діаметром лопатей. Зараз повні оберти вентилятор набирає лише за тривалої роботи процесора з майже 100% завантаженням.

Всім привіт)
Сьогодні від мене огляд хорошого паяльника із регулюванням температури.
Кому цікаво – ласкаво просимо під кат.
А там розбирання, виміри та невелике доопрацювання…
Паяльник надано для огляду, п.18…

Характеристики паяльника:

Потужність: 40Вт
Температура: 200...450°C
Вхідна напруга: 220...240В
Довжина: 250мм

Комплект постачання, зовнішній вигляд.

Поставляється у блістері, крім паяльника нічого в комплекті немає.


Пара додаткових жал різного типу дуже б не завадили.

За габаритами схожий на Gj-907.


Регулятор температури менший, розташований ближче до дроту, що набагато зручніше. 907-го він більший і знаходиться прямо в зоні хвата за ручку, часто випадково збивається.

Довжина дроту 140 см, на кінці ворожа вилка.


Сам провід товстий, жорсткий і важкий. Як від системника. Надійність це звичайно добре, але не в даному випадку.


Під зовнішньою ізоляцією - 3 жили, заземлення жала використовується прямо з розетки. Для порівняння в 907-му двожильний провід, заземлення потрібно окремо чіпляти крокодилом.


Вилку я замінив, та й взагалі, для людини, яка купує паяльник, ця процедура не складе труднощів. Пізніше знайду відповідний провід - заміню і його, з більш тонким працювати буде набагато зручніше.

Жало, нагрівальний елемент

Жало у паяльника знімне, необгоральне.


На сторінці товару жало гостре конусне, а мені прийшов паяльник зі схожим на 2CR з цієї картинки



Особисто мені таке жало зручніше використовувати при паянні вивідних компонентів, дротів, ніж гостре. Тим паяльник з гострим у мене є. Кому потрібно жало саме таке, як на картинці магазину - майте це на увазі.


Кінчик жала добре магнітиться, а частина, куди входить нагрівач - дуже слабко.
Під необгорним покриттям - мідь (сточив трохи напилком)

Змінюється воно просто, потрібно відкрутити кожух.


Нагрівальний елемент - ніхромовий в керамічній трубці


Діаметр – 5,2 мм, довжина – 73 мм.


Від нагрівача виходить 4 дроти - 2 дроти для нагрівального елемента та 2 дроти для термодатчика. Опір нагрівального елемента 950 Ом (два білі дроти).




Жало "сідає" до кінця, обмежувальна втулка при установці не піднімає його над кінчиком нагрівача.

Внутрішній діаметр жала - 55 мм, а нагрівача 52 мм, тобто. є зазор.
В принципі, з коробки паяльник працює і так, але після години-двох роботи я оглянув нагрівач і виявив контакт з жалом.


Повітряний прошарок явно не сприяє передачі тепла до жалу.
Тому я намотав 3 шари тонкої алюмінієвої фольги, для більш щільної посадки.

Доробка дуже проста і ефективна, займає буквально пару хвилин. Наступні виміри проводилися з нею.

Плата термоконтролю

Судячи з плати і 4-х проводів від нагрівача тут реалізовано зворотний по термопарі, а не просто регулювання потужності, що подається до нагрівача. Тобто. вона повинна підтримувати саме виставлену температуру, а не потужність нагрівача, що пізніше і перевіримо.

Елементна база дуже схожа на добре себе зарекомендував серед недорогих паяльників CT-96.
Операційний підсилювач

Симистор для керування нагрівачем

На платі є підстроєчник для більш точного регулювання температури, але я його не чіпав, не довелося)
У плані ремонтно-придатності паяльник хороший, дефіцитних деталей немає, деталей в SMD корпусах теж немає. У разі виходу з ладу можна без проблем замінити деталь, що перегоріла.

Вимірювання температури

Ось і підібралися до найважливішої частини огляду.
Пару слів про спосіб виміру.
Для таких цілей є спеціалізовані пристрої, але в мене на жаль такого немає.


Але є звичайний безконтактний термометр, він же пірометр. Він дуже придатний, звісно, ​​для подібних вимірів, т.к. дуже сильно бреше на блискучих металевих поверхнях і пляма виміру набагато більша за кінчик жали.
Я спробував зняти кожух джала та пофарбував товсту частину джала маркером. Але навіть цього виявилося замало, вона все одно була вже отвором сенсора. Значення були орієнтовно відсотків на 40 нижче.
Тоді довелося поворухнути звивинами і придумати, як його змусити міряти температуру жала. Я нічого краще не придумав, як вирізати з фольги невелике коло (за діаметром отвору в пірометрі, надто велике було б радіатором), і пофарбувати його чорним нітромаркером. Потім поклав його на товсту частину жала і трохи обігнув його за радіусом жала (для більшої площі контакту та кращої теплопровідності). Ось що вийшло


Під час нагрівання горить червоний світлодіод, після досягнення заданої гасне.
Час розігріву з кімнатної температури до 200°C становить близько хвилини хвилини.
Для початку виставив 200 градусів, почекав, поки добре прогріється фольга, потім заміряв.
Заздалегідь перепрошую за фото, т.к. Значення на пірометрі тримаються кілька секунд, необхідно встигнути піднести до паяльнику і сфокусуватися камері.



Тепер 250 °C



та 300 °C

Як бачимо, паяльник із заводу добре відкалібрований (до підбудови навіть не торкався) і також добре тримає задану температуру! Причому результати отримані з одного разу, виставив температуру, зачекав, заміряв, сфотографував. Потім наступне значення, тощо. Щиро кажучи, не чекав за таку вартість… приємно здивований. Читаючи огляди аналогічних паяльників зібраних практично з тих же компонентів, я був готовий до перегріву, недогріву, відхиленнями від виставленої температури на 30-50 градусів та калібрування підстроювальним резистором. Але нічого цього не було і робити не довелося.
Але, повторюю, виміри проводив вже з фольгою на нагрівачі, що покращує теплообмін між жалом та нагрівачем.

Висновок:

Буду коротким, все і так докладно викладено в огляді.
Цілком хороший паяльник, з чесним регулюванням температури, добре відкалібрований із заводу. Також мені сподобалося працювати комплектним жалом та розташуванням регулятора. До плюсів можна ще віднести високу ремонтопридатність.
Однак, для більш комфортної роботи разом з вилкою бажано замінити і жорсткий провід, а також провести вкрай просту доробку у вигляді намотування фольги на нагрівач.

П.С. залишається відкритим питання щодо додаткових скарг, я так підозрюю, що підійдуть ось