Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterownik wentylatora

Quester 16 Kwi 2005 10:39 40884 31
  • Idea jaka przyświeca prezentowanemu układowi jest taka by regulował on pracę wentylatora zamontowanego na radiatorze końcówki mocy wzmacniacza audio w miarę potrzeb termicznych (w zależności do temperatury końcówki mocy/radiatora). Przy niskich wzmocnieniach szum wentylatora pracującego na radiatorze może stać się uciążliwy. Rozwiązaniem problemu jest odpowiednia regulacja pracy wentylatora - taka by w odpowiednim momencie obracał się z na tyle małą prędkością by nie powodować uciążliwego szumu (lub pozostawał wyłączony) ale także (gdy będzie to potrzebne przy większych wzmocnieniach) mógł chłodzić radiator z odpowiednią wydajnością (wtedy dźwięk będzie na tyle głośny, że szum wentylatora będzie niesłyszalny)Poniżej prezentuję schemat ideowy regulatora wentylatora:

    Sterownik wentylatora

    Przedstawiony układ realizuje analogową regulację prędkości obrotowej wentylatora (napięcia na nim) w zależności od temperatury.

    Do pomiaru temperatury został wykorzystany krzemowy czujnik KTY81-110 (dokumentacja dostępna m.in. http://zefiryn.tme.pl/DOK/INNE/KTY81.pdf ). Jest to układ dwukońcówkowy, którego rezystancja jest zależna od temperatury. Ponieważ zależność ta nie jest liniowa w dokumentacji w tabeli zestawiono wartości rezystancji dla różnych temperatur.

    W układzie tym wykorzystano układ podwójnego wzmacniacza LM358. Jako element wykonawczy (sterujący wentylatorem) zastosowany jest tranzystor BUZ11 (można użyć innego z kanałem typu n - np. IRF540; wybór tranzystora BUZ11 był podyktowany jego rozsądną ceną i niską rezystancją w stanie włączenia, co przy maksymalnej prędkości obrotowej wentylatora minimalizuje ilość ciepła wydzieloną na nim). Tranzystorem tym steruje wzmacniacz operacyjny U2A. Dzięki temu, że zastosowany układ LM358 jest w stanie sprowadzić napięcie wyjściowe do potencjału masy (nie osiągnie on jednak górnego napięcia zasilania) może on wyłączyć zupełnie tranzystor, a więc zatrzymać wentylator.

    Ponieważ wentylator pracuje prawidłowo dopiero od pewnego napięcia zasilania około 5V zastosowany został układ progowego włączenia wykonany na wzmacniaczu U2B. Rezystor Rh wprowadza pewną histerezę do układu żeby uniknąć ciągłego włączania i wyłączania wentylatora przy temperaturze progowej.

    Analizując działanie układu przyjmijmy, że temperatura jest na tyle niska, ze wentylator nie pracuje. Dopóki napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza jest wyższe niż na wejściu nieodwracającym (a więc rezystancja czujnika jest mniejsza niż progowa rezystancja włączenia Ron), to na wyjściu będziemy mieli potencjał masy. Dioda sygnalizująca pracę wentylatora pozostaje wygaszona, a wejście nieodwracające układu U2A będzie podłączone do masy poprzez diodę D1, co da na wyjściu tego wzmacniacza napięcie zerowe, a więc doprowadzi do zatkania tranzystora i wyłączenia wentylatora. Po przekroczeniu rezystancji progowej Ron czujnika, napięcie na wejściu odwracającym U2B stanie się niższe od tego na wejściu nieodwracającym i napięcie na wyjściu osiągnie maksymalną wartość ok. 10V (ze względu na cenę stosowanie wzmacniacza rail-to-rail jest bezcelowe, dodany został rezystor Rsc szeregowo z czujnikiem, aby przesunąć napięcia wejściowe układu w okolice środka zasilania - umożliwia to przełączanie diodą D1). Doprowadzi to do zaświecenia diody LED oraz "odłączenia" tego wyjścia (poprzez diodę D1) od wejścia nieodwracającego U2A. W efekcie napięcie sterujące tranzystorem Q1 będzie zależne od temperatury, oraz rezystorów dzielnika R4, R5 i ujemnego sprzężenia zwrotnego R6 (tranzystor odwraca fazę, więc pętla sprzężenia zamknięta musi być do wejścia nieodwracającego wzmacniacza). Ze wzrostem temperatury rośnie rezystancja czujnika, więc maleje napięcie na wejściu odwracającym U2A, zwiększając napięcie wyjściowe sterujące tranzystorem. Ze wzrostem napięcia bramki maleje napięcie drenu, więc rośnie spadek napięcia na wentylatorze i rosną jego obroty. Przy spadku temperatury dioda D1 jest spolaryzowana zaporowo, aż do osiągnięcia przez czujnik rezystancji Roff, przy której nastąpi wyłączenie wentylatora.





    Należy pamiętać o konieczności stosowania radiatora dla tranzystora, ponieważ przy małych prędkościach obrotowych spadek napięcia na nim wynosi około 7V, co daje znaczną moc wydzielaną w postaci ciepła.

    Dla ułatwienia doboru elementów dzielników i sprzężeń opracowany jest arkusz kalkulacyjny (załącznik). W tabeli zebrane są wartości rezystancji czujnika dla różnych temperatur (przepisane z dokumentacji) oraz obliczone przy zadanych wartościach elementów napięcia panujące na wentylatorze. Uzas to napięcie zasilające układ, oznaczenia rezystorów zgodne są ze schematem (tylko te które widnieją na schemacie należy zmieniać), Uoutmin to napięcie minimalne na wyjściu wzmacniacza operacyjnego (dla LM358 jest to około 50mV, Uoutmax to napięcia maksymalne na tym wyjściu (dla LM358 około 2V niższe niż zasilania) - przy użyciu innego wzmacniacza należy skorygować te napięcia według jego dokumentacji lub wykonać pomiary. Ron jest rezystancją czujnika, przy której nastąpi załączenie wentylator, a Roff rezystancja, przy której nastąpi jego wyłączenie (różnica tych wartości zależy od sprzężenia zwrotnego Rh oraz napięć min i max na wyjściu wzmacniacza). Dla tych wartości z tabeli możemy odczytać dla jakich temperatur nastąpi załączenie/wyłączenie oraz jakie wtedy będą panować napięcia na wentylatorze.

    Poniższy wykres jest poglądową charakterystyką pracy omawianego sterownika (napięcie na wentylatorze w funkcji temperatury czujnika):

    Sterownik wentylatora

    Układ został zaprojektowany aby umożliwiać wykorzystanie większej ilości wentylatorów jednocześnie, jednak wszystkie podłączone do układu wentylatory będą sterowane jednakowo, a temperatura będzie "odczytywana" z jednego punktu. Całkowity maksymalny pobór prądu podłączonych wentylatorów nie może przekraczać 30A (w przypadku trasnzystora BUZ11). Trzeba także pamiętać by pobór prądu nie przekroczył wydajności prądowej zasilacza. Nie można też przesadzić z ilością wentylatorów, bo się może okazać, że układ będzie musiał chłodzić własny radiator na tranzystorze ;). Wentylatory muszą być połączone równolegle.

    Poniżej przedstawiam rysunek ścieżek płytki drukowanej (widok od strony elementów). Całe urządzenie mieści się na laminacie o wymiarach 30x32 mm. Tak mała płytka powinna ułatwić zainstalowanie układu nawet w urządzeniach gdzie miejsca na dodatkowe elementy jest naprawdę mało.

    Sterownik wentylatora

    Sterownik wentylatora

    Kolejność montażu elementów sterownika na płytce jest w zasadzie nieistotna, jednak dla wygody montażu sugeruję wlutować najpierw rezystory i diodę D1, potem układ scalony i kondensator. W następnej kolejności przylutować przewody czujnika i diody LED oraz na końcu tranzystor.

    Spis elementów:

    R1...R6, Rh, Rsc: zgodnie z wartościami ustalonymi w arkuszu kalkulacyjnym
    R7: 1,2kOhm
    C1: 100nF (monolityczny)
    D1: 1N4148
    Q1: BUZ11
    U1: LM358
    LED: dowolna dioda LED
    Czujnik temperatury: KTY 81-110

    Podłączenie gotowego układu jest niezwykle proste. Do wejścia 12V na płytce podłączamy zasilanie uważając by zachować odpowiednią polaryzację. Do wyjścia Out podłączamy wentylator(y) także bacząc na odpowiednie podłączenie. Czujnik temperatury przymocowujemy do radiatora jego płaską powierzchnią. Można to zrobić na wiele sposobów:
    - przykleić klejem o dobrej przewodności cieplnej
    - nawiercić otwór w radiatorze i umieścić w nim czujnik (w razie potrzeby przykleić)
    - poprzez sam docisk czujnika do radiatora (np. blaszką mocowaną wkrętami - przy tej metodzie uważajmy by nie uszkodzić mechanicznie czujnika)
    - wymyślić własną metodą gwarantującą dobre przewodnictwo cieplne ze źródła ciepła do czujnika

    Dla prawidłowej pracy układu czujnik powinien znajdować się możliwie blisko samego elementu będącego źródłem ciepła. Nic nie stoi na przeszkodzie by przykleić czujnik do blaszki mocującej samej końcówki mocy. W ten sposób odczyt temperatury będzie związany z temperaturą końcówki mocy, a nie radiatora.

    Warto także dodać na koniec, że układ ten może być z powodzeniem wykorzystany przez zwolenników wyciszania komputera. Po odpowiednim ustawieniu punktów pracy sterownika (niższe temperatury) można śmiało go zastosować do sterowania wentylatorem zasilacza komputerowego. Niewątpliwie (z ciekawości) sam w najbliższej przyszłości zrobię taką próbę. Ponadto przy odrobinie inwencji własnej można układ ten przerobić na potencjometr dużej mocy - do tej pory jednak nie rozpatrywałem takiej możliwości więc nie ręczę za sprawne działanie modyfikacji zmierzającej w tym kierunku.

    Załączam także pliki *.pdf zawierające schemat ideowy i rysunek ścieżek płytki w skali 1:1.

    Mam nadzieję, że to proste urządenie niektórym z Was się przyda :)

    Pozdrawiam
    Quester


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • #2 29 Gru 2006 14:45
    krzysiekbass
    Poziom 12  

    syriuszblack napisał:
    CZy te elementy nie kosztowały wiecej niż gotowy układ...? Popieram, po prostu bajer, ktorych na rynku jest zatrzęsienie.


    Powiedz mi jesli mozesz gdzie moge kupic taki układ (bez potencjometra) skoro jest ich "zatrzęsienie"?

  • #3 17 Sty 2007 17:36
    Kramer16
    Poziom 14  

    Witam

    No mi tez sie podoba ale nie czaje coś tego tego arkusza jak by mi mógł mi wytłumaczyć. Mam zamiar zastosować ten bajer w moim HEXFET 2x400W no trochę się grzeje jak dam czadu.

    Pozdrawiam

  • #4 07 Lut 2007 16:18
    hexen2k
    Poziom 16  

    witam, chcę zrobić ( a właściwie to w tym momencie robię) taki układzik tylko że w moim sklepie elektronicznym był czujnik temp. kty81 - 210 a różni się on tym że zamiast 1k w temp ok. .25stopni ma 2k w tej temperaturze. Co musiałbym pozmieniać w tym układzie ??



    temat już nieaktualny, układ uruchomiony i zamontowany w sprzęcie, działa wyśmienicie :) zmieniłem Rsc z 11k na 10k.

    Jeśli ktoś ma jakieś pytania dotyczące układu to chętnie pomogę.

  • #5 23 Sie 2007 10:33
    Kramer16
    Poziom 14  

    Witam
    Też mam zamiast KTY81-110 81-210 i zrobię tak samo jak ty mówiłeś.

    R1= 10 100 ohm
    R2= 10 000 ohm
    R3= 12 000 ohm
    R4= 16 200 ohm
    R5= 16 000 ohm
    R6= 820 000 ohm

    RH= 4 000 000 ohm

    RSC= 11 000 ohm zrobię 10 jak pisałeś

    Mam pytanie to są te rezystory które trzeba wsadzić.

    Pozdrawiam

  • #6 23 Sie 2007 12:32
    hexen2k
    Poziom 16  

    będę musiał popatrzeć przy najbliższej okazji do układu bo już nie pamiętam dokładnie jak to wyglądało :)
    BTW układ wprowadza słyszalne zakłócenia w sprzęcie audio więc nie polecam zbytnio jego stosowania. To moja ocena z punktu użytkownika, który testował zachowanie układu przez kilka miesięcy.

  • #8 23 Sie 2007 19:02
    Kramer16
    Poziom 14  

    Witam
    Zrobiłem dzisiaj tan sterownik pierwszy i chciałem go podłączyć pod Mosfeta400 pod 80V wsadziłem rezystor przed układem 1Kohm 2W i działało lecz podłączyłem 2 wiatrak i oba staneły w miejscu wymieniłem rezystor na 560ohm 5 W zaczęły chodzić lecz prawie nie reaguje na zmianę temperatury czyżbym musiał zrobić jeszcze jeden taki układ na 2 wentylator. Może macie jakieś pomysły.

    Pozdrawiam

  • #9 23 Sie 2007 23:13
    pracuś1989
    Poziom 19  

    autor napisał ze to może wytrzymać nawet 30 A . jeśli to toroid to bym nawinął jeszcze jedno uzwojenie. ni ten układ działa beż zarzutu.

    Dodano po 10 [minuty]:

    Wiec podłączasz wentylatory równolegle i wszystkie dostają takie samo napięcie.

  • #10 24 Sie 2007 00:16
    Kramer16
    Poziom 14  

    Witam
    Wentylatory są podłączone równolegle jutro podłącze inny rezystor i zobaczymy a z trafem nie będę sie bawił. Jutro dam znać jak poszło.

    Pozdrawiam

    ---------------------------

    Witam
    Może ktoś z was ma jakieś dobry sterownik do haltona 400W prosił bym o podanie schematu bo ten sterownik coś nie pasuje.

    Pozdrawiam

    Posty scaliłem, proszę korzystać z opcji "Zmień". [c_p]

  • #11 17 Paź 2007 17:59
    dan50
    Poziom 11  

    A można by było zamiast tego KTY 81-110 dać czujnik LM35? jeżeli tak to jak go podłączyć i czy trzeba by było coś zmieniać w układzie?

  • #12 30 Gru 2007 12:45
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #13 24 Sty 2008 14:16
    Kramer16
    Poziom 14  

    Witam
    A co sądzicie jak bym założył zwykły ogranicznik napięcia na 12V rezystor i diode zenera 12V

    Pozdrawiam

  • #14 24 Sty 2008 17:59
    Freddy
    Poziom 43  

    Wtrącę swoje 3 grosze do tematu, oczywiście nie neguję konieczności wykonania przez autora układu "na piechotę", bo tak chciał i ma wysokie napięcia, jednak aby ułatwić sobie życie można zastosować gotowy układ. Firma Analago Devices robi coś takiego. Jest to cała seria układów TMPxx np. TMP06. Nazywa się to Complete Temperature Monitoring System, kosztuje grosze, poniżej 1$, wysyłają sample. Są wersje programowalne i sztywne. Podłącza się w zasadzeie tylko (w uproszczeniu) "element wykonawczy" i wentylator

  • #15 24 Sty 2008 21:42
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #16 25 Sty 2008 16:49
    Freddy
    Poziom 43  

    Nie no vogelek23 z tym 20$ to przesadziłeś trochę, w detalu w Polskich firmach w zależnoćci od wersji, firmy itd. kosztuje od 15 do 25 zł

    oczywiście nie od 1 a od 15 :)

  • #17 25 Sty 2008 20:10
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #18 25 Sty 2008 21:33
    Freddy
    Poziom 43  

    nie pamiętam, ale układy serii TMP prowadzi wiele firm, np TME. Jeśli chcesz, mogę Ci przesłać 1 sztukę, z sampla, który dostałem, skontaktuj się na PW.
    Z tego co pamiętam, nawet AVT miało kit zrobiony tyle że na TMP01, to było chyba AVT-1157

  • #19 21 Lut 2008 23:45
    mati_252
    Poziom 16  

    Projekt Naprawdę Super .. Bardzo Mi pomógł dużo szukałem czegoś takiego na necie aż w końcu znalazłem. Ocena 6+ ;]

  • #20 16 Mar 2008 18:42
    dezmontnikus
    Poziom 21  

    Chłopaki pomóżcie jakie mam zastosować rezystory żeby układ uruchamiał się od 40 stopni wentylatorki mam dwa na 12V

    PS. Nie rozumiem tego jak to policzyć...

  • #21 16 Mar 2008 21:38
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #22 17 Mar 2008 17:52
    dezmontnikus
    Poziom 21  

    vogelek23no nie za bardzo mi pomogłeś :D i tak nie wiem o co chodzi w tym jakie mają byś te rezystory R1...R6, Rh, Rsc ta temperatura może być 43 stopnie nie musi być dokładnie 40...

  • #23 17 Mar 2008 19:46
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #24 17 Mar 2008 21:41
    dezmontnikus
    Poziom 21  

    Aha to ja chyba wiem o co w tym chodzi. Mogło to trochę prościej byś opisane ale dzięki vogelek23 Więc rezystory które trzeba zastosować do tego układu żeby uruchamiał się od 43stopni to takie
    R1= 10 100 ohm
    R2= 10 000 ohm
    R3= 12 000 ohm
    R4= 16 200 ohm
    R5= 16 000 ohm
    R6= 820 000 ohm

    RH= 4 000 000 ohm

    RSC= 11 000 ohm

    Moje drugie pytanie to takie czy jak ja mam dwa wentylatorki na 12V to razem 24 a z układu wychodzi max 12V no to maksymalnie nie będą pracować a ja chciałem całą moc wykorzystać do najlepszego chłodzenia... Nie wiem jakiegoś MOSFET dać może? Lub coś podobnego...

  • #25 18 Mar 2008 18:56
    Anonymous
    Użytkownik usunął konto  
  • #26 02 Gru 2011 22:54
    Gibol11
    Poziom 10  

    Witam. Jestem zainteresowany zrobieniem tego sterownika, ale nigdzie w plikach nie ma schematu montażowego. Posiada go ktoś może? pozdrawiam

  • #27 18 Maj 2012 22:29
    oza34
    Poziom 10  

    Witam. Odkop trochę tematu ale potrzebuje do tego schematu montażowego elementów .

  • #28 20 Maj 2012 09:32
    1981288
    Użytkownik usunął konto  
  • #29 20 Maj 2012 09:53
    oza34
    Poziom 10  

    Można jeszcze prościej, malutki układ zajmujący mało miejsca i spełniający dobrze swoje zadanie.
    Sterownik wentylatora

  • #30 07 Cze 2012 19:59
    2014835
    Użytkownik usunął konto  
  Szukaj w 5mln produktów