Подключение компьютерных вентиляторов охлаждения: все о разъемах

Как подобрать кулер для процессора Intel и AMD: лучшее охлаждение

Всем привет! Сегодня я расскажу вам, как выбрать кулер для процессора. Прежде чем выбирать столь важную вещь, вам нужно примерно представить, что именно вы будете делать на компьютере: играть, работать с документами и графикой или, возможно, обучать искусственный интеллект. Если же у вас уже есть компьютер, то уже брать на основе сокета процессора. Обо всем этом я расскажу подробно ниже. Если у вас возникнут сложности с подбором, то вы всегда можете обратиться ко мне в комментариях, но прежде я все же советую прочитать эту статью.

На данный момент существует два вида системы охлаждения:

Воздушная

• Дешевизна
• Простота установки.

• На мощных процессорах требуются большие радиаторы.
• Больше шума

Охлаждение происходит за счет потока воздуха, а сама система выглядит как радиатор и несколько вентиляторов.

Жидкостное

• Эффект охлаждения выше чем у воздушной системы.
• Меньше шума.
• Есть возможность самому сделать систему охлаждения.

• Присутствует риск того, что жидкость протечет.
• Сложная установка.
• Высокая цена.

Как можно понять из названия, тут применяется не воздух, а жидкость, которая имеет куда большую плотность, а значит и теплопроводность, чем воздух. Сверху процессора установлен специальный блок, куда закачивается с помощью насоса специальная жидкость, которая в будущем поступает в противоположный блок-радиатор, где и происходит отвод тепла. Самой популярной является именно первый тип, а все из-за того, что у жидкостного охлаждения есть ряд минусов, но есть и свои плюсы.

Экстремальные

Очень редкие системы. Сам принцип основан на открытом испарении. Устанавливаются только специалистами в области разгона.

Почему коннекторов так много

Когда компьютер только появился и назывался ЭВМ, транзисторы были размером со спичечный коробок, а сама вычислительная машина достигала размеров комнаты и даже квартиры. Если и было нужно охладить такую махину, то для этого использовались огромные промышленные вытяжки, поэтому никто даже не заикался о шуме и комфорте. То ли дело, когда глобальное и грозное «ЭВМ» обтесали, причесали и подкрасили, чтобы получился «компьютер».

Чуть позже серьезное изобретение совсем огламурили и стали ласково звать персональным компьютером. Спасибо Apple: им пришлось сделать многое, чтобы громоздкое чудовище превратилось в привлекательное для покупателей устройство. Другие компании, та же IBM, к примеру, тоже кое-чего добились на этом фронте.

Эти наработки в гонке за персональностью унифицировали и стандартизировали, чтобы мы получили компьютеры такими, какими они стали сейчас.

За уменьшением деталей последовало сокращение размеров корпуса. Спичечные коробки превратились в спички, а позже и вовсе в их десятую часть по размеру. Это, а также повышение мощностных характеристик, стало первым, что потребовало хорошего охлаждения.

Но одно дело охлаждать ЭВМ в шумных рабочих зданиях, другое — остудить мощный компактный компьютер на столе школьника.

Раньше ставили на первый план стабильность и надежность. Ну а жужжит оно — да и пусть. Даже не самые древние модели компьютеров не могут похвастать хорошей системой охлаждения.

Стандартный кулер на процессоре, гудящий блок питания с восьмидесятым вентилятором и парочка ноунейм вертушек в корпусе, подключенных то ли к материнской плате, то ли напрямую к линии 12 В. Лишь бы работало. И никакой регулировки оборотов. Включил, привык к шуму пылесоса — и работаешь. Да что там, под этот шум даже Quake и Unreal заходили на ура. Но, как мы знаем, желания растут, требования тоже.

Требования к комфорту и шуму стали двигать прогресс в будущее, туда, где мы находимся сейчас. Чтобы сочетать тишину, прохладу и мощность, пользователи начали заниматься доработками и улучшениями.

За неимением автоматической регулировки оборотов, в провода впаивали резисторы, чтобы хоть как-то приструнить завывающую вертушку. Энтузиасты придумали более изощренные способы регулировки и дошли до реобасов.

Тогда такие штуки не продавались, поэтому тихие системы были только у тех, кто уверенно пользовался паяльником. Позже эту идею подхватили производители железа и стали выпускать регуляторы в заводском исполнении. А потом реобасы встроили в материнские платы и научили регулировать шум через BIOS.

Чтобы все работало, как надо, вентилятору приделали «третью ногу». То есть, провод, по которому техника ориентируется в оборотах. Так работает трехпиновая регулировка по DC. Так сказать, аналоговый способ.

Он реализован очень просто. Любой компьютерный вентилятор крутится от 12 В. На таком вольтаже будут максимальные обороты. Чтобы их снизить, уменьшают напряжение до семи или даже пяти вольт. DC — это регулировка постоянным током. Постоянными 12 вольтами или 7, 5 и далее.

За снижением вольтажа стоит специальный контроллер на материнке, от которого вентилятору достается готовое питание. На рисунке постоянный ток изображен на верхнем графике, а для контраста внизу есть переменный ток:

Простая ламповая физика — меньше напряжение, меньше света. Однако даже такую технологию поддерживали не все материнки. То есть, поддерживали, но только для мониторинга оборотов. А вот регулировать могли уже не все.

Инженеры подумали и решили, что цифровой технике нужны цифровые технологии. И внедрили технологию PWM. Это уже другая история — про вентиляторы с четырымя проводами и новые материнские платы. Между прочим, массовое использование данной технологии началось почти одновременно с выходом процессоров на платформе LGA 775. Материнские платы научились поставлять комфорт «из коробки», и с тех пор рынок вентиляторов поделился на DC и PWM. Или ШИМ, если говорить по-русски.

Широтно-импульсная модуляция — совершенно новая технология, которая требует от вентилятора наличия еще одной «ноги». Первый провод — для массы, второй — для питания, третий — для мониторинга оборотов, а четвертый — для PWM (информационный канал).

Регулировка оборотов работает еще проще: на вентилятор подается постоянное напряжение 12 В и некая информация для контроллера. В этой информации содержатся команды по открытию и закрытию транзисторов в цепи питания вентилятора. То есть, задаются прерывания. На графике это можно представить так:

Вершинка — транзистор открыт, вентилятор получает все 12 вольт. Далее следует спад — закрытие транзистора и прекращение подачи вольтажа. Так как техника цифровая, то и работа заключается в цифрах, а точнее, в долях секунд. Чем больше наносекунд транзистор находится в открытом состоянии, тем дольше подается вольтаж. Все это продолжается в пределах одного промежутка времени и с очень высокой частотой. То есть, мы можем повторить весь этот процесс с обычным DC-вентилятором вручную, если будем включать и выключать его примерно 23 тысячи раз в секунду. Это соответствует частоте 20 кГц и больше. Таким образом, для достижения максимальной скорости транзистор должен все время быть открыт и скармливать вертушке его родные 12 вольт. Если нужны тишина и комфорт, то вольтаж подается прерывисто — определенное количество раз за период.

В теории переход от DC к PWM меняет не только электрические способности вентиляторов:

• PWM-вентиляторы способны работать на более низких оборотах, снижая скорость практически до нуля;
• Потребление таких вентиляторов уменьшается из-за повышенной чувствительности катушки;
• КПД такой технологии выше из-за отсутствия потерь в преобразователе питания (который, собственно, в ШИМ не используется).

На практике же эти плюсы полностью зависят от качества элементной базы и исполнения самого вентилятора.

Надо сказать, что ШИМ применяется не только в вентиляторах. Даже сейчас мы наблюдаем ШИМ. Потому что в любом мониторе с диодной подсветкой применяется PWM для регулировки яркости. Вот наглядный пример и объяснение, как работает технология:

Устройство кулера 2-pin

Простейший кулер с двумя проводами. Наиболее частая цветность: чёрный и красный . Чёрный — рабочий «минус» платы, красный — питание 12 В . Его, кулера, назначение — дуть что есть сил по принципу «включился-выключился»:

• катушки создают магнитной поле, которое заставляет ротор крутиться внутри магнитного поля, создаваемого магнитом
• датчик Холла оценивает вращение (положение) ротора.

Некоторые из таких кулеров ещё выпускаются и с 4-х пиновым молекс-разъёмом, подразумевая возможность питаться напрямую от блока питания.

Варианты подключения

Если количество контактов у разъема для подключения кулера и у самого вентилятора совпадает, то проблем нет. Разъемы подключаются друг к другу, несоблюдение полярности исключено благодаря наличию ключа. Если не совпадают, то возможны варианты.

3-pin к 4-pin

Трех- и четырехпиновые разъемы полностью совместимы друг с другом, как электрически, так и механически. Конструктивно они выполнены так, что ключ позволяет выполнять соединение, при этом конфликта распиновки не будет.

Если у кулера разъем с 3 контактами, а от компьютера идет жгут с 4 пинами, то на терминале соединяются провода питания, а также цепи измерения оборотов. Провод ШИМ-регулирования остается неподключенным.

Если же у кулера разъем с 4 контактами, а от компьютера подходит терминал с 3 пинами, то неподключенным останется вход управления оборотами со стороны электродвигателя. В обоих случаях управление частотой вращения посредством ШИМ невозможно.

Подключение напрямую к проводам БП

В тех случаях, когда автоматическое управление воздушным потоком не требуется (обычно это касается корпусных вентиляторов), их можно запитать непосредственно от блока питания. В этом случае кулеры будут включаться при старте блока питания, а останавливаться при его выключении. Такое подключение рационально выполнять для вентиляторов с двумя пинами (без контроля оборотов). Принципиальных ограничений для использования в таком качестве 3- и 4-пиновых кулеров нет, но они стоят дороже.

Проще всего подключить двухпиновый вентилятор напрямую к свободному разъему Молекс. Удобнее это сделать с помощью переходника «папа-мама» Molex с ответвлением для разъема кулера. Если свободного молекса в жгуте от БП нет, но есть, например, неиспользуемый терминал питания SATA, можно с него перейти на Molex, а потом на вентилятор.

Количество разъемных соединений надо минимизировать. Еще лучше (при наличии навыков и квалификации) обрезать терминалы, а потом соединить провода питания скруткой со следующей пропайкой и изоляцией места подключения.

Как правильно выбрать вентилятор для корпуса пк

Итак, перед вами большая чаще всего чёрная коробка — это корпус компьютера. Его содержимое нужно хорошо охлаждать, особенно, если вы запускаете видеоигры серьёзнее «Сапера». На что нужно обращать внимание при выборе кулера или вентилятора?

Форма и размеры

Не важно, новый ли у вас корпус или вы меняете вентилятор в «коробке», которая служила вам верой и правдой в течение долгих лет. Прежде всего обратите внимание на форм-фактор вентилятора.

• Стандартные размеры вентиляторов: 80 мм, 92 мм, 120 мм и 140 мм. Такие вентиляторы квадратные.
• Бывают вентиляторы меньшего размера: 25 мм, 30 мм и так далее до 60 мм. Такие маленькие модели подойдут для охлаждения компактных составляющих. Например, многие Кулибины цепляют дополнительный вентилятор на видеокарту, чтобы она не перегревалась в графически требовательных играх (типа Red Dead Redemption 2). Также можно отдельно охладить память, оперативную память, жёсткие диски. Часто это необходимо для тех, кто занимается разгоном, то есть увеличивает заводские мощности конкретных комплектующих.

Обратите внимание на корпус и его размеры. Если у вас компактный корпус, то, вероятно, большой кулер 120×120 мм вы просто не сможете закрепить.

Вентиляторы также бывают разных габаритов. На толщину влияет крыльчатка. В свою очередь, размер лопастей влияет на эффективность вентилятора.

• Стандартная толщина вентилятора — 25 мм — даёт сбалансированную работу устройства по уровню шума и эффективности охлаждения.
• Толстые вентиляторы — от 30 до 40 мм. Эффективность воздушного потока возрастает, но и больше воспроизводимый шум.
• Низкопрофильный вентилятор толщиной 15 мм наименее эффективен, зато очень тихо работает. Такие модели устанавливают в маленькие корпуса или для офисных ПК.

На толщину вентилятора также влияют дополнительные элементы, такие как подсветка или дизайн.

Способы подключения вентиляторов

Вентилятор не будет работать без подключения к блоку питания через материнскую плату или напрямую. Самые популярные подключения — формата 3pin, 4pin PWM и Molex. Вы всегда сможете подключить вентилятор и кулер с помощью этих соединений. Но на что влияет конкретное соединение?

• 3pin — состоит из трёх контактов. Унифицирован, можно подключать к 4pin коннектору на материнской плате.
• 4pin — более совершенный способ подключения, обладает дополнительным контактом PWM (ШИМ). Он используется для повышения и понижения напряжения на вентилятор, что делает регулировку его работы плавнее.
• Molex — подключается напрямую к блоку питания. В таком случае вентилятор работает на постоянных оборотах. Профессионалы морщат нос от подключения таким способом, но иногда это бывает полезно. Например, у вас много корпусных вентилятор и не хватает pin-соединений на материнской плате. Или же эти соединения были испорчены.

Шум и скорость вращения

Шум определяется в децибелах (дБ). Логика работы довольно проста. Чем больше оборотов совершает кулер, тем он громче работает. Повлиять на выбор тихого, но мощного вентилятора может корпус. Например, можно ли установить широкий вентилятор с большой крыльчаткой, чтобы снизить уровень шума? Конечно, можно. Стандартизированные параметры оборотов:

• 80 мм — 2000-2700 оборотов в минуту;
• 90-92 мм — 1300-2500 оборотов в минуту;
• 120 мм — 800-1600 оборотов в минуту.

Самые тихие вентиляторы в «Эльдорадо» ищите по ссылке.

Подшипники

Далеко не всегда обычный пользователь обращает внимание на такой параметр как подшипники. Но это тоже бывает важно при выборе, поэтому давайте рассмотрим этот вопрос. За что отвечают подшипники? За вращение лопастей. Тип используемых подшипников также влияет на уровень шума и долговечность вентилятора.

Какие бывают типы подшипников?

• Подшипник скольжения (втулка) — бюджетный вариант, установлен в недорогих моделях вентиляторов (средняя стоимость 250-400 рублей). Принцип работы построен на трении двух поверхностей. Плюсы: дёшево, тихо. Минусы: ограниченный срок работы, непереносимость высоких температур.
• Подшипник качения — состоит из двух колец с шариками между ними, отвечающими за вращение. Плюс: долговечность. Минусы: трение шариков создает лишний шум.
• Гидродинамический подшипник. Подшипник с герметичной камерой и слоем смазки, в котором происходит трение. Плюсы: низкий уровень шума, долговечность. Минусы: высокая стоимость.
• Подшипник с магнитным центрированием. В основе лежит ось и магнитное поле, что исключает трение поверхностей. Плюсы: нижайший уровень шума. Минусы: Дорого (в среднем 1500-2000 рублей).

Подсветка

Сегодня сложно гордо называть себя геймером, если твой компьютер не светится всеми цветами радуги. Подсветка есть не только у мышек и клавиатур, но и у корпуса, кулеров и даже других компонентов, вплоть до оперативной памяти.

Подсветка бывает разной. Если вентилятор бюджетный, то у него, вероятно, обычная подсветка, которая не регулируется пользователем. Бывает также настраиваемая или адресная подсветка. В таких случаях можно скачать специальную программу с сайта производителя и настроить работу подсветки вентилятора. Подсветка может влиять на ширину кулера, но это преимущественно эстетический вопрос. Например, у вас закрытый корпус с одним единственным стеклом сбоку. А сам ПК вы держите под столом. Нужна ли вам модная подсветка на вентилятор, которая может повлиять на его стоимость? Решать вам.

Посмотрите, какие есть вентиляторы для корпуса в «Эльдорадо».

Схема подключения

С видами вентиляторов мы разобрались, теперь подключим новый. Начнём с его замены в блоке питания. Здесь всё относительно просто. Покупаем устройство того же типоразмера, устанавливаем его взамен сгоревшего. Если количество пинов в разъёмах старого и нового совпадают, по просто вставляем «вилку» в «розетку» на плате БП, соблюдая расцветку.

Если у нас на БП розетка двухконтактная, а на кулере вилка трёх- или четырёхконтактная, то подключаем её так, чтобы задействовать только провода питания. Остальные оставляем висеть в воздухе. Для примера на фото ниже показана четырёхконтактная вилка, установленная в двухконтактную розетку.

Если подключить вилку мешают элементы печатной платы, можно просто разрезать её корпус надвое, укоротив тем самым до размеров двухпинной. Точно так же поступаем, если розетка имеет три или четыре пина, а вилка вентилятора два. Просто подключаем её в соответствующие гнёзда, оставив остальные незадействованными. Само собой, в этом случае ни о какой регулировке скорости вращения и контроля оборотов речи нет, а он будет постоянно крутиться.

Важно! Чтобы не вставить вилку нового вентилятора наоборот, перед тем как отключить старый, имеет смысл записать, как она была подключена, и расцветку проводов, не забывая, что в четырёхконтактной вилке расцветка отличается от двух- и трёхконтактных.

Установка дополнительных вентиляторов

Если мы решили установить дополнительный вентиль в системный блок, то придётся найти отдельное гнездо для его подключения. Хорошо, если производители материнской платы предусмотрели этот момент и оснастили своё изделие дополнительными розетками. Обычно они трёхпинные и подписаны как CHA-FAN. На рисунке ниже материнская плата имеет два таких разъёма.

Есть и ещё один вариант — использовать разъём PWR-FAN (если он есть). Это гнездо предназначено для подключения вентилятора блока питания, но большинство современных БП имеют собственные розетки для этих целей. В эти розетки можно подключить любые типы 12-вольтовых вентиляторов, но учитывайте, что их вращение с двухпинной вилкой не будет контролироваться системой, и если он выйдет из строя, мы узнаем об этом постфактум.

Важно! Кулер с четырёхпинной вилкой, подключенный к таким разъёмам, контролироваться будет, но изменять его обороты на своё усмотрение система не сможет. Впрочем, это для корпусной модели и не нужно.

Как подключить к блоку питания напрямую

Если дополнительных розеток на материнской плате нет или они все заняты, остался последний вариант — подключить корпусный кулер напрямую к блоку питания. Наиболее удобно для этих целей использовать разъём Molex. Штатно он используется для IDE приводов, которые уже устарели, так что свободные гнёзда будут практически на любом блоке питания.

Назначение проводов такого разъёма следующее:

• чёрный — минус (общий);
• жёлтый — +12 В;
• красный — +5 В.

Поскольку все корпусные вентиляторы питаются от 12 вольт, нас будут интересовать чёрный и жёлтый провод. Если наш кулер оснащён двух- или трехконтактной вилочкой, то схема подключения будет аналогична рисунку.

Если у нас вентилятор с четырёхпинной вилкой, то подключаем его так:

Для этих целей нам понадобится вилка Molex. Купить её можно либо на разборке (могут просто подарить), либо в магазине в составе переходника. Покупаем переходник, отрезаем вилку, припаиваем к ней вентилятор — и готово.

Полезно! Если хорошо поискать, то можно сделать ещё проще — купить готовый переходник для кулера.

Снижение оборотов корпусного вентилятора

Обычно корпусные вентиляторы выполняют лишь вспомогательные функции, поэтому нередко их включают на пониженных оборотах. На качество охлаждения это влияет мало, а вот уровень шума заметно снижается. Можно, конечно, включить кулер через гасящий резистор, но это лишняя работа по расчёту его сопротивления и пайке плюс существенный расход энергии на нагрев самого резистора.

Но, используя для питания разъём Molex, можно снизить обороты, изменив просто распайку вилки. Если чёрный провод кулера подключить к красному проводу разъёма БП, то на вентилятор будет поступать 12 – 5 = 7 В. Из практики известно, что этого напряжения более чем достаточно для его надёжной работы.