Как настроить скорость вращения кулеров (вентиляторов)

Регулятор скорости вращения вентилятора: виды устройства и правила подключения

Вентилятор является одним из малозаметных, но чрезвычайно важных приборов, помогающих создавать благоприятные условия для работы, отдыха и просто приятного проведения времени.

Без него не смогут функционировать компьютеры, холодильники, кондиционеры и другая техника. Для максимально эффективной работы различных устройств используют регулятор скорости вращения вентилятора.

Из нашего материала вы узнаете о том, какие бывают регуляторы, особенностях их работы. Также мы расскажем, как своими руками собрать прибор и что для этого потребуется.

Увеличение/уменьшение скорости вращения кулеров

Вообще, на современном компьютере (ноутбуке) скорость вращения кулеров устанавливает материнская плата, на основе данных от датчиков температуры (т.е. чем она выше — тем быстрее начинают вращаться кулеры ☝) и данных по загрузке.

Параметры, от которых отталкивается мат. плата, обычно, можно задать в BIOS.

*

☝ В чем измеряется скорость вращения кулера

Она измеряется в оборотах в минуту. Обозначается этот показатель, как rpm (к слову, им измеряются все механические устройства, например, те же жесткие диски) .

Что касается, кулера, то оптимальная скорость вращения, обычно, составляет порядка 1000-3000 rpm. Но это очень усредненное значение, и сказать точное, какое нужно выставить — нельзя. Этот параметр сильно зависит от типа вашего кулера, для чего он используется, от температуры помещения, от типа радиатора и пр. моментов.

Способы, как регулировать скорость вращения:

1. в настройках BIOS (как в него войти). Этот способ не всегда оправдан, т.к. в BIOS нужно заходить, чтобы изменить те или иные параметры (т.е. тратить время, а изменять значения часто требуется оперативно). К тому же, технологии автоматической регулировки (типа Q-Fan, CPU Fan Control, Fan Monitor, Fan Optimize и т.д.) — не всегда работают оптимально (раскручивая кулер на максимум там, где это ненужно).
2. физически отключить шумящий кулер или установить реобас (спец. устройство, позволяющее регулировать вращение кулера) . Этот вариант также не всегда оправдан: то отключать кулер, то включать (когда понадобиться), не самая лучшая затея. Тот же реобас — лишние расходы, да и не на каждый компьютер его установишь;

Схемы подключения регуляторов оборотов вентилятора

Рассмотрим схемы подключения различных регуляторов.

Самым распространенным прибором является симисторный или тиристорный контроллер. Его можно подключить самостоятельно, используя схему. Каждый из тиристоров уменьшает напряжение. Регулировка производится при помощи блока управления. Мощность прибора ограничена, большого напряжения он не выдерживает.

Важные моменты:

• Двигатель вентилятора должен иметь защиту от перегрева.
• Нельзя использовать в качестве регуляторов диммеры от осветительных приборов.

Трансформаторный регулятор имеет следующий принцип работы:

На входе — питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений, к которым подключается нагрузка, и тогда напряжение уменьшается. При понижении напряжения снижается и потребление электроэнергии. С помощью переключателя мотор подключается к нужной части обмотки и тогда напряжение меняется.

Трансформатор с электронным управлением работает по другой схеме. Он имеет транзисторную схему, и, модулируя импульсы, может менять напряжение плавно. Чем короче импульсы и длиннее паузы между ними, тем меньше напряжение.

Ступенчатый трансформаторный регулятор

В работе этого прибора используется трансформатор. Это обычный трансформатор, только у него одна обмотка и от части витков есть отводы.

Управление регулятора осуществляется путем ступенчатого изменения напряжения. На низких скоростях уровень шума понижен.

Обычно используется пять ступеней напряжения, то есть вентилятор будет иметь пять скоростей вращения. Такой регулятор можно использовать и для реверсивных вентиляторов, и для нескольких аппаратов одновременно. Максимальная мощность вентилятора должна быть не более 80 Вт.

Переключение скоростей можно сделать автоматическим, если подключить таймер или датчики температуры и влажности.

Автотрансформатор с электронным управлением

Эти модели относятся к разряду наиболее надежных и мощных. По цене это наиболее дорогой прибор. Он имеет небольшие габариты и вес.

Работает такой регулятор по принципу широтно-импульсной модуляции. Изменения импульсов и пауз между ними дает изменение напряжения и, соответственно, скорости вращения вентилятора.

Прибор имеет пониженный уровень шума, скорость оборотов может понижаться или повышаться ступенчато, в соответствии с понижением или повышением напряжения.

Автотрансформатор может использоваться и на производстве, где стоят более мощные вентиляторы. Он устойчив к перегрузкам и может использоваться в долговременной непрерывной работе.

Тиристорные и симисторные контроллеры

Это самые распространенные приборы для регулировки вращения вентиляторов. Они используются для однофазных вентиляторов переменного тока. Тиристорный контроллер изменяет скорость вращения в большую или меньшую сторону в зависимости от изменения напряжения. Может быть установлен в приборах, где есть защита от перегрева.

Симисторный регулятор — это разновидность тиристорного. В нем используется симистор, который равен двум параллельно включенным тиристорам. Приборы могут применяться как для переменного, так и для постоянного тока. Скорость регулирования — от минимально необходимого напряжения до 220 В.

Они имеют небольшой размер и плавно переключают скорость, имеют простую конструкцию. К недостаткам можно отнести повышенный шум и небольшой срок службы.

Программа для управления кулерами SpeedFan

Это многофункциональная и полностью бесплатная программа. Наверное сразу немного огорчу, сказав что эта программа работает не на всех ноутбуках, но можно пробовать, и не будет регулировать обороты тех вентиляторов, которыми не умеет управлять материнская плата из BIOS. Например, из моего BIOS можно включить функцию управления кулером SmartFan только для центрального процессора. Хотя смотреть текущие обороты можно ещё для двух. Для управления кулером ноутбука есть другая программа.

Иначе может произойти следующая ситуация. В момент загрузки программы SpeedFan считываются текущие обороты и принимаются за максимальные. Соответственно, если к этому времени BIOS не раскрутит вентилятор до максимальных оборотов, то и программа не сможет это сделать.

У меня так один раз случилось, что в момент загрузки программы кулер на процессоре крутился со скоростью 1100 об/мин, и SpeedFan не мог установить бОльшее значение. В итоге процессор нагрелся до 86 градусов! А заметил я это случайно, когда в момент большой нагрузки не дождался шума от вентилятора. Благо ничего не сгорело, а ведь компьютер мог больше не включиться…

Запуск и внешний вид программы

Скачайте и установите приложение с официального сайта.

При первом запуске возникнет обычное окошко с предложением помощи по функциям программы. Можете поставить галочку, чтобы оно больше не появлялось и закройте его. Далее SpeedFan считает параметры микросхем на материнской плате и значения датчиков. Признаком успешного выполнения будет список с текущими значениями оборотов вентиляторов и температур компонентов. Если вентиляторы не обнаружены, значит программа вам ничем не сможет помочь. Сразу перейдите в «Configure -> Options» и поменяйте язык на «Russian».

Как видим, здесь также показана загрузка процессора и информация с датчиков напряжения.

В блоке «1» располагается список обнаруженных датчиков скорости вращения кулеров с названиями Fan1, Fan2…, причём их количество может быть больше, чем есть на самом деле (как на картинке). Обращаем внимание на значения, например Fan2 и второй Fan1 имеют реальные показатели 2837 и 3358 RPM (оборотов в минуту), а остальные по нулям или с мусором (на картинке 12 RPM это мусор). Лишние мы потом уберём.

В блоке «2» показываются обнаруженные датчики температур. GPU – это графический чипсет, HD0 – жёсткий диск, CPU – центральный процессор (вместо CPU на картинке Temp3), а остальное мусор (не может быть 17 или 127 градусов). В этом недостаток программы, что нужно угадывать где что (но потом мы сами переименуем датчики как нужно). Правда, на сайте можно скачать известные конфигурации, но процедура не из простых и усложнена английским языком.

Если непонятно какой параметр за что отвечает, то можно посмотреть значения в какой-нибудь другой программе для определения параметров компьютера и датчиков, например AIDA64 и сравнить с теми что определила программа SpeedFan, чтобы точно знать где какие показания скорости и температуры (на видео под статьёй всё покажу).

И в блоке «3» у нас регулировки скоростей Speed01, Speed02…, с помощью которых можно задавать скорость вращения в процентах (может показываться как Pwm1, Pwm2…, подробнее смотрите на видео). Пока что нам надо определить какой Speed01-06 на какие FanX влияет. Для этого меняем значения каждого со 100% до 80-50% и смотрим изменилась ли скорость какого-нибудь Fan. Запоминаем какой Speed на какой Fan повлиял.

Повторю, что не все вентиляторы будут регулироваться, а только те, которыми умеет управлять материнская плата из BIOS.

Настройка SpeedFan

Вот и добрались до настроек. Нажимаем кнопку «Конфигурация» и первым делом назовём все датчики понятными именами. На своём примере я буду программно управлять кулером процессора.

На вкладке «Температуры» находим определённый на предыдущем шаге датчик температуры процессора (у меня Temp3) и кликаем на него сначала один раз, а потом через секунду ещё раз – теперь можно вписать любое имя, например «CPU Temp». В настройках ниже вписываем желаемую температуру, которую будет поддерживать программа с минимально-возможной скоростью вращения кулера, и температуру тревоги, при которой включаются максимальные обороты.

Я устанавливаю 55 и 65 градусов соответственно, но для каждого это индивидуально, поэкспериментируйте. При сильно низкой установленной температуре, вентиляторы будут крутиться всегда на максимальных оборотах.

Далее разворачиваем ветку и снимаем все галочки, кроме той Speed0X, которая регулирует FanX процессора (это мы уже определили ранее). В моём примере это Speed04. И также снимаем галочки со всех остальных температур, которые мы не хотим видеть в главном окне программы.

На вкладке вентиляторы просто находим нужные вентиляторы, называем их как хочется, а ненужные отключаем.

Идём дальше на вкладку «Скорости». Становимся на тот Speed0X, который отвечает за нужный кулер, переименовываем его (например в CPU Speed) и выставляем параметры:

• Минимум – минимальный процент от максимальных оборотов, который программа сможет установить
• Максимум – соответственно максимальный процент.

У меня минимум стоит 55%, а максимум 80%. Ничего страшного, что программа не сможет установить значение на 100%, ведь на вкладке «Температуры», мы задали пороговое значение тревоги, при котором принудительно будет 100% оборотов. Также для автоматического регулирования не забываем поставить галочку «Автоизменение».

В принципе это всё. Теперь переходим в главное окно SpeedFan и ставим галочку «Автоскорость вент-ров» и наслаждаемся автоматической регулировкой скорости вращения С первого раза не получится оптимально настроить под себя, поэкспериментируйте и оставьте подходящие параметры, оно того стоит!

Дополнительные параметры

Программка SpeedFan имеет ещё кучу функций и параметров, но я не буду в них углубляться, т.к. это тема отдельной статьи. Давайте поставим ещё несколько нужных галочек на вкладке «Конфигурация -> Опции»

• Запуск свёрнуто – чтобы SpeedFan запускался сразу в свёрнутом виде. Если не поставить, то при запуске Windows главное окно программы будет висеть на рабочем столе. Если программа не запускается вместе с Windows, то просто добавьте её ярлык в автозагрузку.
• Static icon – предпочитаю установить, чтобы в системном трее вместо цифр отображался просто значок программы
• Сворачивать при закрытии – установите чтобы при нажатии на «крестик» программа не закрывалась, а сворачивалась в системный трей (возле часиков)
• Полная скорость вентиляторов при выходе – если не установить, то после выхода из программы обороты кулеров останутся в том состоянии, в котором были на момент закрытия. А так как управлять ими больше будет некому, то возможен перегрев компьютера.

Ну как, всё получилось, программа работает, обороты регулируются автоматически? Или может вы используете другие способы? Надеюсь, информация оказалась для вас полезной. Не поленитесь поделиться ей с друзьями, я буду вам премного благодарен!

А теперь видео с подробной настройкой SpeedFan. Примечание: на видео произошёл небольшой сбой. После ручного регулирования вентилятора процессора Fan1 его значение не вернулось в 3400 RPM, а осталось почему-то в 2200 RPM. После перезапуска программы всё нормализовалось. В последних версиях SpeedFan на моём компьютере такого не было.

Когда может потребоваться настройка скорости кулера

Регулировка скорости вращения проводится в BIOS с учётом настроек и температуры на датчиках. В большинстве случаев этого достаточно, но иногда система умной регулировки не справляется. Разбалансировка происходит в следующих условиях:

• разгон процессора/видеокарты, увеличение вольтажа и частоты основных шин;
• замена стандартного системного кулера на более мощный;
• нестандартное подключение вентиляторов, после чего они не отображаются в BIOS;
• устаревание системы охлаждения с шумом на высоких оборотах;
• загрязнение кулера и радиатора пылью.

Если шум и увеличение скорости кулера вызвано перегревом, снижать обороты вручную не стоит. Лучше всего начать с чистки вентиляторов от пыли, для процессора — снять полностью и заменить термопасту на подложке. После нескольких лет эксплуатации эта процедура поможет снизить температуру на 10–20°C.

Стандартный корпусный вентилятор ограничен скоростью около 2500–3000 оборотов в минуту (RPM). На практике устройство редко работает на полную мощность, выдавая около тысячи RPM. Перегрева нет, а кулер всё равно продолжает выдавать несколько тысяч оборотов вхолостую? Придётся исправлять настройки вручную.

Предельный нагрев для большинства элементов ПК — около 80°C. В идеале необходимо держать температуру на уровне 30–40°C: более холодное железо интересно только энтузиастам-оверклокерам, с воздушным охлаждением такого добиться сложно. Проверить информацию по температурным датчикам и скорости вентиляторов можно в информационных приложениях AIDA64 или CPU-Z/GPU-Z.

Как увеличить скорость вращения кулера на ноутбуке или компьютере

Способ универсален для всех электронных вычислительных машин, на которые устанавливаются системы воздушного охлаждения. Для того чтобы изменить скорость вращения, нужно:

1. Перезапустить систему и войти в оболочку BIOS. Клавиши или их сочетания зависят от производителя материнских плат.
2. Перейдите в раздел Power, найдите вкладку Hardware Monitor.
3. В пункте «CPU Min. Fan speed (%)» отрегулируйте скорость вращения кулера в процентах.
4. Такую же регулировку проведите с остальными пунктами.
5. После чего сохраните изменения и выйдите из BIOS в пункте Exit.

Схема регулятора скорости вентилятора для уменьшения шума

В отличии от схемы, которая замедляет обороты вентилятора после старта (для уверенного запуска вентилятора), данная схема позволит увеличить эффективность работы вентилятора путем увеличения оборотов при повышении температуры датчика. Схема также позволяет уменьшить шум вентилятора и продлить его срок службы.

Необходимые для сборки детали:

• Биполярный транзистор (VT1) — КТ815А.
• Электролитический конденсатор (С1) — 200 мкФ/16В.
• Переменный резистор (R1) — Rt/5.
• Терморезистор (Rt) — 10–30 кОм.
• Резистор (R2) — 3–5 кОм (1 Вт).

Настройка производится до закрепления термодатчика на радиаторе. Вращая R1, добиваемся, чтобы вентилятор остановился. Затем, вращая в обратную сторону, заставляем его гарантированно запускаться при зажимании терморезистора между пальцами (36 градусов).

Если ваш вентилятор иногда не запускается даже при сильном нагреве (паяльник поднести), то нужно добавить цепочку С1, R2. Тогда R1 выставляем так, чтобы вентилятор гарантированно запускался при подаче напряжения на холодный блок питания. Через несколько секунд после заpяда конденсатора, обороты падали, но полностью вентилятор не останавливался. Теперь закрепляем датчик и проверяем, как все это будет крутится пpи реальной работе.

Rt — любой терморезистор с отрицательным ТКЕ, например, ММТ1 номиналом 10–30 кОм. Терморезистор крепится (приклеивается) через тонкую изолирующую прокладку (лучше слюдяную) к радиатору высоковольтных транзисторов (или к одному из них).

Видео о сборке регулятора оборотов вентилятора:

Популярные схемы, использующие снижение величины напряжения

Главное достоинство таких контроллеров – невысокая стоимость, что позволяет применять их в быту. Недостаток – слабая экономичность. При снижении оборотов уменьшается только шум, потребление электроэнергии фактически не меняется. Еще один недостаток – невозможность подключения мощных устройств, но для бытового использования это не критично.

Варианты схемных решений контроллеров:

• ступенчатые регуляторы, с применением автотрансформатора;
• автотрансформаторы с электронным управлением;
• симисторные или тиристорные контроллеры.

ВНИМАНИЕ! При использовании регулятора скорости, необходимо устанавливать вентилятор с мощностью несколько выше той, на которую рассчитано помещение. Это продлит срок его эксплуатации.

Ступенчатое управление с применением автотрансформатора

Принцип работы этого контроллера состоит в следующем. На вход автотрансформатора Т1 подается питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений от части витков. При подключении нагрузки к ответвлениям, потребитель получает уменьшенное напряжение питания. С помощью переключателя SW1 мотор вентилятора M подключается к нужной части обмотки и скорость его вращения меняется. При понижении питающего напряжения снижается потребление электроэнергии. Сигнал на выходе – чистая синусоида, что благотворно влияет на состояние обмотки двигателя. Недостатком является большой размер блока управления. Ручка регулировки имеет ступенчатую шкалу, как правило, не более пяти положений. Плавно управлять скоростью вращения невозможно.

Автотрансформатор с электронным управлением

Электронный автотрансформатор работает по принципу широтно-импульсной модуляции. Транзисторная схема, модулируя импульсы – плавно изменяет выходное напряжение. Достоинства такого контроллера – компактные размеры и невысокая стоимость. Недостаток –длина кабеля от контроллера до мотора ограничена. Поэтому блок автотрансформатора, как правило, выполнен в отдельном корпусе от ручки управления и располагается в непосредственной близости к вентилятору.

Симисторный (тиристорный) контроллер

Не вдаваясь в подробности принципа фазного управления, по которому работают регуляторы этого типа, вкратце опишем схему. Каждый тиристор «срезает» полуволну переменного тока, уменьшая выходное напряжение. Величина регулируется при помощи блока управления. Достоинства– низкая цена, компактные размеры. Обороты можно регулировать практически от ноля. Недостаток – искрение обмотки двигателя, ограниченная мощность нагрузки.

1. Двигатель вентилятора должен иметь автоматическую термозащиту.
2. Недопустимо применять в качестве регулятора скорости вентилятора диммеры для осветительных приборов.

Четвертый способ: регулировка скорости вращения вентилятора с помощью реобаса

Реобас – электронное устройство, которое позволяет плавно менять напряжение, подаваемое на вентиляторы.

В результате плавно изменяется скорость их вращения. Проще всего приобрести готовый реобас. Вставляется обычно в отсек 5,25”. Недостаток, пожалуй, лишь один: устройство стоит дорого.

Устройства, описанные в предыдущем разделе, на самом деле являются реобасами, допускающими лишь ручное управление. К тому же, если в качестве регулятора используется резистор, двигатель может и не запуститься, поскольку ограничивается величина тока в момент пуска. В идеале полноценный реобас должен обеспечить:

1. Бесперебойный запуск двигателей.
2. Управление скоростью вращения ротора не только в ручном, но и в автоматическом режиме. При увеличении температуры охлаждаемого устройства скорость вращения должна возрастать и наоборот.

Сравнительно несложная схема, соответствующая этим условиям, представлена на рис. 4. Имея соответствующие навыки, ее возможно изготовить своими руками.

Изменение напряжения питания вентиляторов осуществляется в импульсном режиме. Коммутация осуществляется с помощью мощных полевых транзисторов, сопротивление каналов которых в открытом состоянии близко к нулю. Поэтому запуск двигателей происходит без затруднений. Наибольшая частота вращения тоже не будет ограничена.

Работает предлагаемая схема так: в начальный момент кулер, осуществляющий охлаждение процессора, работает на минимальной скорости, а при нагреве до некоторой максимально допустимой температуры переключается на предельный режим охлаждения. При снижении температуры процессора реобас снова переводит кулер на минимальную скорость. Остальные вентиляторы поддерживают установленный вручную режим.

Рисунок 4. Схема регулировки с помощью реобаса.

Основа узла, осуществляющего управление работой компьютерных вентиляторов, интегральный таймер DA3 и полевой транзистор VT3. На основе таймера собран импульсный генератор с частотой следования импульсов 10-15 Гц. Скважность этих импульсов можно менять с помощью подстроечного резистора R5, входящего в состав времязадающей RC-цепочки R5-С2. Благодаря этому можно плавно изменять скорость вращения вентиляторов при сохранении необходимой величины тока в момент пуска.

Конденсатор C6 осуществляет сглаживание импульсов, благодаря чему роторы двигателей вращаются мягче, не издавая щелчков. Подключаются эти вентиляторы к выходу XP2.

Основой аналогичного узла управления процессорным кулером являются микросхема DA2 и полевой транзистор VT2. Отличие только в том, что при появлении на выходе операционного усилителя DA1 напряжения оно, благодаря диодам VD5 и VD6, накладывается на выходное напряжение таймера DA2. В результате VT2 полностью открывается и вентилятор кулера начинает вращаться максимально быстро.

Как датчик температуры процессора используется кремниевый транзистор VT1, который приклеивают к радиатору процессора. Операционный усилитель DA1 работает в триггерном режиме. Переключение осуществляется сигналом, снимаемым с коллектора VT1. Точка переключения устанавливается переменным резистором R7.

VT1 может быть заменен маломощными n-p-n транзисторами на основе кремния, имеющими коэффициент усиления более 100. Заменой для VT2 и VT3 могут служить транзисторы IRF640 или IRF644. Конденсатор С3 – пленочный, остальные – электролитические. Диоды – любые маломощные импульсные.

Настройка собранного реобаса осуществляется в последовательности:

1. Ползунки резисторов R7, R4 и R5 поворачиваются по часовой стрелке до упора, кулеры подключаются к разъемам XP1 и XP2.
2. На разъем ХР1 подается напряжение в 12 В. Если все в порядке, все вентиляторы начинают вращаться с максимальной скоростью.
3. Медленным вращением движков резисторов R4 и R5 подбирается такая скорость, когда исчезает гул, а остается лишь звук перемещающегося воздуха.
4. Транзистор VT1 нагревается приблизительно до 40-45° С, а движок резистора R7 поворачивается влево до тех пор, пока кулер не переключится на максимальную скорость. Спустя примерно минуту после окончания нагрева значение скорости должно упасть до первоначального.

Собранный и настроенный реобас устанавливается в системный блок, к нему подключаются кулеры и температурный датчик VT1. Хотя бы первое время после его установки желательно осуществлять периодический мониторинг температуры узлов компьютера. Программы для этого (в том числе и бесплатные) не проблема.

Остается надеяться, что среди описанных способов уменьшения шума компьютерной системы охлаждения каждый пользователь сможет найти для себя наиболее подходящий.