コンピュータの特定の部分を冷却するファンに関する主な問題は、 騒音レベルの増加。 基本的な電子機器と入手可能な材料は、この問題を自力で解決するのに役立ちます。 この記事では、ファンの速度を調整するための接続図と、自作の回転数コントローラーの写真を紹介します。
回転数は主に供給される電圧のレベルに依存することに注意してください。 印加電圧レベルを下げることにより、ノイズと速度の両方が低下します。
接続図:
必要な詳細は次のとおりです。 1 つのトランジスタと 2 つの抵抗。
トランジスタに関しては、KT815 または KT817 を使用しますが、より強力な KT819 を使用することもできます。
トランジスタの選択はファンの電力によって異なります。 ほとんどの場合、電圧 12 ボルトの単純な DC ファンが使用されます。
抵抗は次のパラメータで選択する必要があります。最初のパラメータは定数 (1 kOhm)、2 番目のパラメータはファン速度を調整するための可変パラメータ (1 kOhm ～ 5 kOhm) です。
入力電圧 (12 ボルト) があるため、抵抗 R2 のスライド部分を回転させることで出力電圧を調整できます。 一般に、電圧が 5 ボルト以下になると、ファンは騒音を出しなくなります。
強力なファンを備えたレギュレーターを使用する場合は、トランジスタを小さなヒートシンクに取り付けることをお勧めします。
これで、音を立てずに自分の手でファン速度コントローラーを組み立てることができます。
よろしく、エドガー。
最新のコンピュータのパフォーマンスはかなり高価で実現されており、電源、プロセッサ、ビデオ カードには集中的な冷却が必要になることがよくあります。 専用の冷却システムは高価であるため、通常、家庭用コンピュータにはいくつかのケース ファンとクーラー (ファンが取り付けられたラジエーター) が取り付けられます。
その結果、効果的で安価な冷却システムが実現しますが、多くの場合、騒音が発生します。 (効率を維持しながら) 騒音レベルを下げるには、ファン速度制御システムが必要です。 さまざまな特殊な冷却システムは考慮されません。 最も一般的な空冷システムを考慮する必要があります。
冷却効率を低下させることなくファンの騒音を低減するには、次の原則に従うことをお勧めします。
- 大口径ファンは、小型ファンよりも効率的に動作します。
- 最大の冷却効率は、ヒートパイプを備えたクーラーで観察されます。
- 3 ピン ファンよりも 4 ピン ファンの方が優先されます。
ファンの過度の騒音の主な原因は次の 2 つだけです。
- ベアリングの潤滑不良。 洗浄と新しい潤滑剤で除去されます。
- モーターの回転が速すぎます。 許容レベルの冷却強度を維持しながらこの速度を下げることができる場合は、これを行う必要があります。 以下では、回転速度を制御する最も簡単で安価な方法について説明します。
ファン速度を制御する方法
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1つ目の方法：ファンの動作を制御するBIOS機能を切り替える
一部のマザーボードでサポートされている Q-Fan コントロール、スマート ファン コントロールなどの機能は、負荷が増加するとファンの速度を上げ、負荷が低下するとファンの速度を下げます。 Q-Fan制御の例でのファン回転数の制御方法に注意が必要です。 次の一連のアクションを実行する必要があります。
- BIOSを入力します。 ほとんどの場合、これを行うには、コンピュータを起動する前に「Delete」キーを押す必要があります。 起動する前に、画面の下部で「Press Del to enter Setup」の代わりに別のキーを押すように求められた場合は、そのようにしてください。
- 「電源」セクションを開きます。
- 「ハードウェアモニター」の行に移動します。
- 画面右側のCPU Q-Fan controlおよびChassis Q-Fan Control機能の値を「Enabled」に変更します。
- 表示される CPU およびシャーシ ファン プロファイルの行で、強化 (Perfomans)、静音 (Silent)、最適 (Optimal) の 3 つのパフォーマンス レベルのいずれかを選択します。
- F10 キーを押して、選択した設定を保存します。
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基礎で。
特殊性 。
換気の不等角投影図。2番目の方法：スイッチング方式によるファン速度制御
図 1. 接点上の応力分布。
ほとんどのファンの公称電圧は 12 V です。この電圧が低下すると、単位時間あたりの回転数が減少します。つまり、ファンの回転が遅くなり、騒音が少なくなります。 通常の Molex コネクタを使用してファンを複数の定格電圧に切り替えることで、この状況を利用できます。
このコネクタの接点の電圧分布を図に示します。 1a. そこから、5 V、7 V、12 Vの3つの異なる電圧値を取得できることがわかります。
この方法でファン速度を変更するには、次のことが必要です。
- 電源がオフになっているコンピュータのケースを開け、ソケットからファン コネクタを取り外します。 電源ファンにつながる配線を基板から外すか、単に切断する方が簡単です。
- 針または錐を使用して、対応する脚 (ほとんどの場合、赤いワイヤがプラス、黒いワイヤがマイナス) をコネクタから外します。
- ファン ワイヤを必要な電圧で Molex コネクタの接点に接続します (図 1b を参照)。
7 V の電圧で定格回転速度が 2000 rpm のエンジンは、5 V の電圧で 1 分間に 1300 rpm を生成します - 900 rpm。 エンジンの定格回転数はそれぞれ 3500 rpm、2200 rpm、1600 rpm です。
図 2. 2 つの同一のファンのシリアル接続の図。
この方法の特殊なケースは、3 ピン コネクタを備えた 2 つの同一のファンのシリアル接続です。 それぞれ動作電圧が半分になり、どちらも回転が遅くなり、騒音も少なくなります。
このような接続の図を図に示します。 2. 左側のファン コネクタは通常どおりマザーボードに接続されます。
ジャンパーは右側のコネクタに取り付けられており、電気テープまたはテープで固定されています。
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3 番目の方法: 供給電流を変更してファン速度を調整する
ファンの回転速度を制限するには、電源回路に永久抵抗または可変抵抗を直列に接続します。 後者では回転速度をスムーズに変化させることもできます。 このような設計を選択するときは、その欠点を忘れてはなりません。
- 抵抗器は発熱し、電力を無駄にし、構造全体の加熱プロセスに寄与します。
- 異なるモードでの電気モーターの特性は大きく異なる可能性があり、モードごとに異なるパラメータの抵抗器が必要になります。
- 抵抗器の電力損失は十分に大きい必要があります。
図 3. 速度制御用の電子回路。
電子速度制御回路を使用する方が合理的です。 その単純なバージョンを図に示します。 3. この回路は出力電圧を調整する機能を備えたスタビライザーです。 DA1 マイクロ回路 (KR142EN5A) の入力には 12 V の電圧が供給され、自身の出力からの信号はトランジスタ VT1 によって 8 増幅出力に供給されます。 この信号のレベルは可変抵抗器 R2 で調整できます。 R1として同調抵抗を使用することをお勧めします。
負荷電流が 0.2 A (1 ファン) 以下の場合、KR142EN5A マイクロ回路はヒートシンクなしで使用できます。 存在する場合、出力電流は 3 A の値に達する可能性があります。回路の入力に小容量のセラミック コンデンサを含めることをお勧めします。
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4 番目の方法: レオバスを使用してファン速度を調整する
Reovasはファンに供給する電圧をスムーズに変更できる電子デバイスです。
その結果、回転速度が滑らかに変化します。 最も簡単な方法は、既製のレオバスを購入することです。 通常は 5.25 インチ ベイに挿入されます。 おそらく欠点が 1 つだけあります。それは、デバイスが高価であることです。
前のセクションで説明したデバイスは実際には rebass であり、手動制御のみが可能です。 また、レギュレータとして抵抗を使用した場合、始動時の電流量が制限されるため、エンジンが始動しない場合があります。 理想的には、本格的な rebass は以下を提供する必要があります。
- 途切れることのないエンジン始動。
- ローターの速度制御は手動だけでなく自動でも可能です。 冷却されたデバイスの温度が上昇すると、回転速度も上昇する必要があり、その逆も同様です。
これらの条件を満たす比較的単純なスキームを図に示します。 4. 適切なスキルがあれば、自分で作ることが可能です。
ファン供給電圧はパルスモードで変更されます。 スイッチングは強力な電界効果トランジスタを使用して実行され、オープン状態のチャネルの抵抗はゼロに近くなります。 したがって、エンジンの始動は問題なく行われます。 最高回転速度も制限されません。
提案されたスキームは次のように機能します。プロセッサを冷却するクーラーは、最初の瞬間には最低速度で動作し、特定の最大許容温度まで加熱されると、最大冷却モードに切り替わります。 プロセッサーの温度が下がると、rebass は再びクーラーを最低速度に切り替えます。 残りのファンは手動設定モードをサポートします。
図 4. レオバスを使用した調整図。
コンピュータのファンの動作を制御するユニットの基礎は、統合されたタイマー DA3 と電界効果トランジスタ VT3 です。 パルス繰り返し率が 10 ～ 15 Hz のパルス発生器は、タイマーに基づいて組み立てられます。 これらのパルスのデューティ サイクルは、タイミング RC チェーン R5-C2 の一部である調整抵抗 R5 を使用して変更できます。 これにより、起動時に必要な電流値を維持したまま、ファンの回転数をスムーズに変化させることができます。
コンデンサ C6 はパルスを平滑化し、モーターのローターをクリック音を立てずによりソフトに回転させます。 これらのファンは XP2 出力に接続されています。
同様のプロセッサ クーラー制御ユニットの基礎は、DA2 マイクロ回路と VT2 電界効果トランジスタです。 唯一の違いは、オペアンプ DA1 の出力に電圧が現れると、ダイオード VD5 と VD6 のおかげで、その電圧がタイマ DA2 の出力電圧に重畳されることです。 その結果、VT2 が完全に開き、クーラー ファンができるだけ早く回転し始めます。
これが私の最初の投稿です。後続の投稿では、ビデオ監視、液体冷却システム、自動 (プログラム可能な) 照明、その他多くのおいしいものを作る方法について話します。はんだ付け、ドリル、フラッシュ チップを作成しますが、今のところは次のことから始めましょう。最も単純ですが、それでも非常に効果的なテクニックは、可変抵抗器を取り付けることです。
クーラーの騒音は回転数、羽根の形状、ベアリングの種類などによって異なります。 回転数が高くなるほど冷却効率が上がり、騒音も大きくなります。 1600 rpm はいつでもどこでも必要なわけではありません。 温度を下げると、温度が数度上昇しますが、これは重要ではなく、ノイズが完全に消える可能性があります。
最新のマザーボードには、それによって電力を供給されるクーラーの速度制御が統合されています。 BIOS では、冷却されるチップセットの温度に応じてクーラーの速度を変更する「適切な」速度制限を設定できます。 しかし、古いボードや低価格のボードにはそのようなオプションはありません。また、他のクーラー、たとえば電源クーラーやケース クーラーについてはどうでしょうか? これを行うには、クーラーの電源回路に可変抵抗器を取り付けることができます;そのようなシステムは販売されていますが、そのようなシステムのコストが約1.5〜2ドルであることを考えると、信じられないほどのお金がかかります。 このシステムは 40 ドルで販売されています。
システム ユニットのプラグをソケット (DVD/CD ドライブが挿入されるバスケットのプラグ) として使用して、自分で作成することもできます。この投稿からその他のことについても学ぶことができます。
なぜなら 電源のクーラーからブレードを 1 つ折ってしまったので、ボールベアリングを備えた新しいブレードを購入しました。通常よりもはるかに静かです。
次に、電源のあるワイヤーを見つけて、その隙間に抵抗器を取り付ける必要があります。 このクーラーには黒（GND）、赤（+12V）、黄（タコメーター接点）の3本のワイヤーがあります。
赤い部分を切り取り、きれいにして錫メッキします。
ここで、抵抗が 100 ～ 300 オームの可変抵抗器が必要になります。 電力 2-5 W。 私のクーラーの定格は 0.18 A および 1.7 W です。 抵抗器が回路内の電力よりも小さい電力になるように設計されている場合、抵抗器が加熱され、最終的には焼損します。 exdeniz が示唆しているように、それは私たちの目的に最適です PPB-3A 3W 220オーム。 私のような可変抵抗器には接点が 3 つあります。 詳細には触れませんが、1 本のワイヤを中央の接点と 1 つの極端な接点に、2 番目のワイヤを残りの極端な接点にはんだ付けするだけです (詳細はマルチメータ/オーム計を使用して確認できます。コメントをしてくれたguesss_who に感謝します)。
次に、ファンをハウジングに取り付け、抵抗器を取り付ける適切な場所を見つけます。
次のように挿入することにしました。
抵抗器にはプレーンに取り付けるためのナットが付いています。 ケースは金属であり、抵抗器の接点がショートして機能しなくなる可能性があるため、プラスチックまたはボール紙から絶縁ガスケットを切り出すことに注意してください。 幸いなことに私の接点は閉まらないので、写真にはガスケットがありません。
さて、最も重要なことはフィールドテストです。
システムの電源を入れ、電源ハウジングを開け、高温計を使用して最も高温の領域を見つけました (これはラジエーターによって冷却されるトランジスタに似た要素です)。 それから彼はそれを閉じ、抵抗器を最大速度に設定し、20〜30分間待ちました... エレメントは 26.3 °C まで加熱されました。
次に、抵抗を半分に設定します。 騒音はもう聞こえなくなり、またまた30分くらい待ちました… エレメントは 26.7 °C まで加熱されました。
再び速度を最低値 (約 100 オーム) に下げ、30 分間待ちます。クーラーからの騒音はまったく聞こえません... エレメントは 28.1 °C まで加熱されました。
素子の種類や動作温度は分かりませんが、あと5～10度くらいは耐えられると思います。 しかし、抵抗の「半分」にノイズがなかったことを考慮すると、他に何も必要ありません。 =)
記事の冒頭で示したようなパネルを作成できるようになり、費用はかかります。
ありがとう。
UPD: ワットについて思い出させてくれたコメントの方々に感謝します。
UPD: このトピックに興味があり、はんだごてが何であるかを知っていれば、アナログ レオバスを簡単に組み立てることができます。 肉が私たちに語ったように、記事「アナログレオバス」では、この素晴らしいデバイスについて説明されています。 基板をはんだ付けしたことがない人でも、レオバスを組み立てることができます。 記事には理解できないテキストがたくさんありますが、重要なことは次のとおりです: 構成、図、モンタージュ( この段落には、はんだ付けに関する必要なすべての記事へのリンクが含まれています。).
職人が工作用クーラーを使用する場合、回転数を制御する必要があります。 これを行うためのツールはありますが、コンピューターが必要です。 ファンの自律動作にはハードウェアが必要です。 SamChina チャンネルは、この問題に対する興味深い解決策を示しました。
4ファン用スピードコントローラー。 心地よいブルーのバックライト付き。 コネクタ4個。 固定要素。 この中国のストアで販売されています（レオバで検索してください）。
パソコンから複数のファンの構成を組み立てて電源を入れてみましょう。
標準の PC 電源に接続します。 ビデオテストをご覧ください。
自作レギュレーター
RETROREMONT チャンネルでは、ファン速度を調整するための簡単な回路をはんだ付けする方法を紹介しました。 シンプルなフードを使用して、クーラーを使用して電源を冷却できます。 このためには、簡単な図が必要です。 たったの3部。
抵抗値は680～1キロオームまで可変。 トランジスタ kt 815 – 817-819、抵抗 1 kΩ。 回路を組み立てて動作をテストしてみましょう。
第2レギュレータ回路
このビデオ チュートリアルでは、パーソナル コンピューターのファンの回転速度を調整できる 2 つのオプションを紹介します。 ハードウェア、つまりマイクロエレクトロニクスが使用されます。 どちらの場合も、システムユニットのクーラーが使用されます。 
最初のオプション。 このファンは 12 ボルトで駆動されます。 回路を介して接続します。 ここで使用される電源は12ボルトで、キャンドルで使用されます。
ServLesson チャンネルのビデオ。
基本的に、ファン速度コントローラーは、デバイスに供給される電圧を変更する役割を果たします。 エンジンについて言えば、上記の装置は巻線の切り替えを担当します。 この場合、電流の周波数が大きく変動する可能性があります。
ファンレギュレーターのおかげで、電気製品は長年にわたり所有者に役立つことができます。 これは、ユニットの重要なコンポーネントの摩耗を減らすことによって起こります。 また、消費電力も削減することができる。 さらに、高速ではファンの音がはるかに静かになります。
サイリスタファンコントローラ
サイリスタファン速度コントローラ（下図）は、単相機器のみに取り付けることができます。 信頼性の高い保護システムが特徴です。 そのおかげで、ファンは重要なコンポーネントの過熱を防ぎます。 その結果、電流を変えることで速度を制御することができます。
デバイスの電源は、電圧 220 V のネットワークです。この場合、平均周波数は 55 Hz 付近で変動します。 許容される最大電圧偏差は 15% です。 サイリスタ レギュレータの多くのモデルには特別なセンサーが装備されています。 最も一般的なのは、「RTS」というラベルの付いたデバイスです。 -50度から+50度までの温度で使用できます。 ファン速度コントローラーの取り付けは非常に簡単です。 同時に回転速度インジケーターも付いています。
周波数調整器の特徴
通常、ファン速度コントローラーは非常に高い電圧を処理できます。 この場合、電流の強さの変化により回転速度が変化します。 ほとんどの場合、このタイプはさまざまな空調システムで見られます。 さらに、周波数コントローラーは換気に関与するデバイスに最適です。 一般に、上記のデバイスは非常に単純に見えます。
周波数調整器の特徴
電圧 220 V のネットワークから電力が供給されます。ファンの出力電力は 500 W 以下である必要があります。 レギュレータの最大抵抗は平均 300 kOhm で、システム制御信号は最大 10 V まで感知できます。レギュレータ ユニット自体は 3 V の電力を消費します。
装置の標準セットはケーブルとネジ式端子台で構成されています。 このデバイスには、電流強度が少なくとも 3 A のヒューズが付いています。多くのモデルの保護等級は IP21 クラスに設定されています。 ファン回転速度の周波数コントローラーは、-10 ～ +30 度の温度で使用できます。
変圧器ファンコントローラー
12V 変圧器ファン速度コントローラーは、強力な単相または三相モーター専用に使用されます。 回転数の直接制御は段階的に行われます。 同時に、自動調整を確立することができます。 温度センサーは多くのモデルに搭載されています。
さらに、湿度インジケーター付きの変圧器ファンコントローラーを選択することもできます。 さらに、タイマーを使用してパワーを変更できます。 これらのデバイスはネジで固定されています。 接続の剛性を高めるために、デバイスには特別なクランプを装備することができます。 端子を入力接点として使用できます。 電源ケーブルは標準で付属しています。
変圧器レギュレータの抵抗は 400 kΩ です。 この場合、制御信号は最大 4 V まで認識されます。さらに、リレー出力の高負荷にも注意する必要があります。 平均して、デバイスは約 12 V で変動します。一般に、これらのデバイスは、ファン周波数コントローラやより高価なデバイスと比較してかなりかさばります。
トライアックタイプのレギュレータ
トライアック ファン速度コントローラーは、上記のすべてのタイプの中で最も複雑なデバイスです。 複数のデバイスを同時に制御するために使用されます。 同時に、モーターを直流または交流で取り付けることができます。 変速自体はかなりスムーズです。
電圧範囲が非常に広いことにも注意することが重要です。 レギュレーターの三相モデルは特に精度が優れています。 デバイスの動作を軽減するために、特別な平滑コンデンサが機構内に設けられています。 トライアックレギュレータの取り付けが異なる場合があります。 フラッシュマウントが最も一般的であると考えられていますが、多くのメーカーがデバイスの外部固定用のマウントを提供しています。
トライアックレギュレータの動作原理
マイクロプロセッサユニットは完全にすべてのデータを処理します。 次に、信号をトライアック ファン速度コントローラーに送信するセンサーがあります。 さらに、センサーは動作中のデバイスの温度を監視します。 この場合、ブロックの抵抗は常に調整されます。
動作中に発生する干渉を排除するために、システム内のパルス サージを減衰することもできます。 ファン速度制御抵抗は電流の変換を担当します。 その結果、温度が急激に上昇すると、センサーは電圧を下げる必要があるという信号を出します。 さらに、多くはトライアックレギュレータの指定された設定に依存します。 したがって、プログラミングによって基本量を変更することが可能です。
トライアックレギュレーターの取り付け
220V ファン速度コントローラーを取り付けるには、ネットワークの電源を完全に切る必要があります。 次に、デバイスの前面にあるメインパネルを取り外すことが重要です。 そうすることで初めてユニットカバーを取り外すことができます。 次のステップは、温度センサーを入口に取り付けることです。 電源システムを接続するには、デバイス図をよく理解しておく必要があります。
ファンモーターへの直接接続は、絶縁されたより線を使用して行われます。 次に、温度センサーの隣にある空気凝縮器がオンになります。 デバイスのメインソケットを確認することが非常に重要です。 良好な通信のためには、そこに汚染があってはなりません。 そうしないと、信号がマイクロプロセッサーユニットに届きません。 コネクタを効率的に洗浄するために、専門家は酸化銅除去剤を使用します。
トップカバーを固定した後、熱伝導率を高めるために、保護されていない領域にペーストを塗布します。 原則として、製品は非乾燥ベースでのみ使用されます。 トライアックレギュレータの側板はクランプに取り付けられています。 断熱のために上部にも接着されています。 ストリップの幅は 10 mm 以上である必要があります。 この後、220V ファン速度コントローラーをパネルに取り付けることができます。 デバイスを固定する際には配線に注意し、挟まないよう注意することが重要です。 取り付けの最後の手順は、電源を接続することです。 コネクタの強度を確認した後、テスト接続を行う必要があります。
非同期モーター搭載ファン用モデル
多くのモデルの特徴はスムーズな速度制御です。 この場合、ファンの定格電流は 6 A 以下、平均周波数は約 45 Hz である必要があります。 レギュレータの電源は、電圧 230 V のネットワークです。レギュレータの保護等級はクラス「IP 54」です。 システムをプログラムするために特別なコントローラーがインストールされています。
上記レギュレータのおかげでエンジンの始動は非常にスムーズです。 同時に、そのシャフトは一定の周波数で回転します。 現在も多くのモデルに搭載されています。 最低速度はコントローラーで設定できます。
この機能は、VM および VX クラスのポテンショメータを備えたレギュレータに一般的です。 減速はレギュレーターボードによって制御され、LEDセンサーを使用してその動作を確認できます。 モーター巻線の電圧を安定させるために、マイクロコントローラーがあります。 位相飛びをなくすことで、高い省エネ効果が得られます。
ヒーターレギュレーター
ヒーターファンの速度制御により、電気モーターからの騒音を大幅に低減できます。 同時に便利な機能も提供します。その結果、消費電力を大幅に削減できます。
さらに、制限周波数を調整することにより、部品の摩耗が大幅に減少します。 システムではパルス幅変調器がこれを担当します。 レギュレータの動作電流は約 0.7 A で変動します。最大出力電力は約 550 W です。 このクラスのレギュレータの入力抵抗は 200 kΩ に維持されます。 この場合、制御信号は 8 V のレベルで認識されます。ケーブルは、原則としてシールドタイプで供給されます。
平均負荷は 3 A です。つまり、デバイスの消費電力は 4 ～ 8 V の範囲になります。空調システム用レギュレータのヒューズは FUSE クラスに取り付けられており、最大電流を流すことができます。保護等級「IP21」を取得しています。 ほとんどすべてのモデルは、ネジを使用して外部からのみエアコンシステムに取り付けられています。 一般に、それらは非常にコンパクトで、重量は非常に軽いです。