Тихое жужжание кулеров

Кулер не работает? Как проверить быстро и просто

В статье я приведу несколько быстрых и не очень способов как проверить вентиляторы вашего компьютера на работоспособность. Если кулер не работает, то по какой причине, и можно ли его в случае чего восстановить? Вентилятор охлаждения, он же кулер, самый простой и долговечный механизм в чреве компьютера. Не знаю, что послужило причиной к его остановке, но причин на то крайне мало.

Кулер не работает? Да ладно …

Тот факт, что вентилятор не крутится, не означает, что кулер не работает. Точнее, что он в нерабочем состоянии. Качественные изделия способны исполнять свою функцию даже после долгих месяцев простоя будучи забиты пылью, но при поданном питании (под нагрузкой), и при том не перегорая. Но и на старуху, как говориться…

Давайте его проверять

В статье буду использовать подручные инструменты, пользование которыми может себе позволить самый явный гуманитарий. Если в доме содержаться измерительные приборы, типа мультиметра, ничего нового ниже по тексту вы не обнаружите.

Итак, кулер не работает. Какие варианты?

Ну, чудес не бывает. Здесь либо:

• механизм застопорен, лопастям что-то мешает физически
• крутиться не должен, ибо управляющего сигнала на вращение нет (система считает, что порог температуры не достигнут)
• отсутствие электрического сигнала на сам вентилятор

Как разобрать кулер?

А зачем? Дешёвые и дорогие кулеры разбираются до определённого этапа: я говорю о снятии крыльчатки. Но скорее всего вы столкнётесь с ситуацией, когда сами радиоэлементы будут просто недоступны: конструкция впаяна или склеена для устойчивости, так что ДА – кулер часто неремонтопригодное устройство. Но это тема не нашей статьи.

Где можно обнаружить богатейший выбор вентиляторов для вашего компьютера или ноутбука? На АлиЭкспресс представлен самый широкий выбор кулеров, в том числе для любой видеокарты и одиночного одиночного радиатора. С таким выбором можно поставить под охлаждение ЛЮБОЕ устройство внутри ПК. Зачем переплачивать “продавалам”, если всё то же самое можно приобрести прямо сейчас, лишь немного подождав?

Чистим и смазываем.

Что может мешать лопастям вентилятора раскручиваться? Куски пыли или обвисшие провода. Если от первой причины легко избавиться чисткой, продувкой и последующей смазкой, то второй вариант часто сопровождается характерным звуком. В любом случае на вентилятор следует взглянуть напрямую. Мусор может попасть и внутрь механизма, заклинив движитель. Диагностируем легко – пальчиком по лопастям, придавая вращение. Если сопротивление пальцам не оказано, лопасти легко вращаются, абзац пропускайте. А пока просто чистим (кисточкой или сжатым воздухом). По необходимости смазываем.

Отдираем наклейку в части входа проводов питания и вынимаем резиновую заглушку по центру, защищающую механизм:

Сразу обратите внимание на места пайки проводов к плате. Если вы обладатель 4-х проводного кулера, лучше сразу почистить это место ненужной зубной щёткой или зубочисткой – часто там контактам просто тесно:

это называется “продорожить”

Набираем на кончик отвёртки, зубочистки и т.д. масло (подойдёт любое техническое, растительное из кухни быстро высыхает, оставляя после себя грязь) и промакаем механизм по центру, вращая пальцем лопасти. Так несколько раз:

ну, у меня-то маслёнка есть давно для этих целей

Заглушку и наклейку лучше вернуть на место, чтобы пыль сюда не попадала.

Проверяем вентилятор: способ раз.

Обладателям более “совершенных” кулеров (или если сопротивления вращению не обнаружено) я сразу посоветую обратиться к проверке кулера на работоспособность. Для этого его не нужно снимать с установленной позиции. Если есть возможность, отсоедините разъём от платы. Если нет, оставляем на месте, однако, сразу примечаем цветность проводов. А для проверки на работоспособность нам нужны только два из них.

Разъём в руках или нет, осматриваем маркировку вентилятора. Ищем вольтаж:

Для дальнейшей проверки нам требуется соответствующий блок питания. Батарейка. Она, конечно, не должна превышать по вольтажу параметр, указанный на кулере. У меня оба вентилятора на 12 В. Так что подойдёт обычная 9-вольтовая “крона”. Лучше новая, не подсевшая. Смонтируем на коленке пару проводников на её контакты:

Их лучше между собой надолго не перемыкать: ничего не взорвётся, конечно, но источник питания вам может ещё пригодиться.

Вернёмся к кулеру. На разъёме чёрный провод – “–“, обычно красный – “+” ( жёлтый не нужен, он читает скорость; если у вас есть четвёртый, тем более оставим в покое, его предназначение – регулировка скорости кулера, что должно поддерживаться материнской платой). Подробнее об устройстве и принципе работы в статье Устройство кулера.

Минусовой проводок импровизированного аккумулятора сажаем на чёрный контакт джекера кулера, плюсовой – на красный:

Для наглядности я отрезал разъём от кулера и замыкаю на видео прямо на батарейку:

Красный на “плюс”, чёрный – на “минус” (чёрный провод на кулере есть всегда). Этот кулер рабочий.

Проверяем вентилятор: способ два или оч.умелые ручки.

А с помощью этого варианта вы можете как проверить работоспособность, так и использовать рабочий, но неиспользуемый кулер в качестве вентилятора от тех источников питания, которые имеют на выходе 12 В (например, в авто). И подключаться он, кулер, будет через USB кабель. Для этого потребуется:

• бу кабель USB от любого ненужного устройства (хороший кабель не стоит, конечно, специально портить)
• рабочий кулер

Здесь всё просто. От кабеля отрезаем разъём к другому устройству, оставляя сам USB коннектор. Нам нужны провода со знакомой вам цветовой маркировкой: чёрный и красный . Соединяем с соответствующими проводами кулера. Изолируем и подключаем:

красный на красный, чёрный на чёрный

Вот так примерно и устроены самые недорогие USB-вентиляторы. Не сдует, но побаловаться или проверить самый раз. Для проверки подойдёт абсолютно любой USB разъём типа “мама”. Этот нехитрый приём позволит вам, кстати, проверить и четырёх-пиновые кулеры: сначала соедините “черные” контакты кулера и кабеля, а затем поочерёдно присоединяйте красный провод USB кабеля ко всем контактам на разъёме кулера. Не крутится? В помойку.

Предупреждаю. Надолго крутящийся вентилятор, питающийся таким способом, не оставляйте! Способ указан только для проверки работоспособности.

Внутри вентилятора

Электрические схемы всех вентиляторов приблизительно одинаковы, с двумя их вариантами можно познакомиться на приведённых ниже схемах из журнала «Радио»:

В этой же статье («Ремонт вентиляторов электронных устройств» Р.Александрова) можно ознакомиться и с принципом их работы.

Реальные схемы вентиляторов могут отличаться лишь типом применяемых элементов и степенью их интеграции. В большинстве своём «двухпроводные» вентиляторы выполнены аналогично первой схеме. «Трёхпроводные» вентиляторы имеют в своей схеме дополнительный маломощный транзистор, включённый по схеме «с открытым (неподключённым) коллектором» — типовые схемы включения таких вентиляторов можно найти, например, в «даташите» на микросхему мониторинга системной платы W83781D.

В схеме этого вентилятора датчик Холла интегрирован с ключевыми транзисторами, сигнал для датчика частоты вращения снимается с маломощного транзистора из серии ZGA.

Типовую схему включения и будем иметь в виду при разработке датчика вращения двигателя вентилятора. Вот его схема:

При работающем вентиляторе будут светиться оба светодиода, подборкой сопротивления резистора R4 добиваются их одинаковой яркости свечения, при этом при остановке двигателя должно быть заметно изменение яркости свечения. В случае остановки двигателя будет гореть только один из них. При движении с прерываниями будет заметно моргание светодиодов. При подключении в разрыв между R2 и базой транзистора конденсатора ёмкостью около 50мкФ при изменении частоты вращения будет изменяться и яркость свечения светодиодов. При использовании ещё нескольких радиоэлементов можно обеспечить аварийное отключение системного блока при выходе вентилятора из рабочего режима или задействование запасного.

В качестве схемы датчика вращения «двухпроводного» вентилятора можно было взять такую (впрочем, эта схема годилась и для «трёхпроводного» вентилятора).

При этом яркость свечения светодиода обратно зависела бы от тока потребления вентилятора – максимальное свечение при обрыве по цепи питания вентилятора, отсутствие свечения при коротком замыкании. Настройка подобного устройства сводилась бы к подбору сопротивлений двух резисторов – подбором R1 (~ 5 Ом) устанавливаем падение напряжения на нём при номинальном токе потребления вентилятора в районе 0.5-0.75В, подбором R2 добиваемся ощутимого изменения яркости свечения светодиода при остановке двигателя. Схема имеет «право на жизнь», но мы пойдём другим путём – превратим «двухпроводной» вентилятор в «трёхпроводной», ничего не меняя в его схеме. Сделать это достаточно легко. Для снятия сигнала, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки вентилятора, подходит коллектор любого из ключевых транзисторов. При этом датчиком вращения может быть первая схема с удалённым из неё резистором R1 без изменения параметров остальных элементов схемы. Остаётся только снять крыльчатку для доступа к элементам схемы, найти коллектор одного из транзисторов, припаять и зафиксировать провод и снова собрать. Заодно, если вентилятор уже побывал в работе, провести регламентные работы по удалению пыли и смазке вала.

Необходимый вывод транзистора найдём прозвонкой выводов относительно плюсового провода питания схемы на наличие низкоомной цепи сопротивлением в ~60 Ом и припаяем к нему провод.

На этом доработку двухпроводных вентиляторов можно считать законченной. Если не забыть, как его собрать.

Линейные (аналоговые) датчики Холла

В линейных датчиках напряжение Холла (напряжение на гранях А и С) будет зависеть от напряженности магнитного поля. Или простыми словами, чем ближе мы поднесем магнит к датчику, тем больше будет напряжение Холла. Это и есть прямолинейная зависимость.

В линейных датчиках Холла выходное напряжение берется сразу с операционного усилителя. То есть в линейных датчиках вы не увидите триггер Шмитта, а также выходного переключающего транзистора. То есть все это будет выглядеть примерно вот так:

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку.

Теоретически, если подавать ну очень сильный магнитный поток на датчик Холла, то напряжение Холла будет бесконечно большим? Как бы не так). Выходное напряжение будет лимитировано напряжением питания. То есть график будет выглядеть примерно вот так:

Как вы видите, до какого-то момента у нас идет линейная зависимость выходного напряжения датчика от плотности магнитного потока. Дальнейшее увеличение магнитного потока бесполезно, так как оно достигло напряжения насыщения, которое ограничено напряжением питанием самого датчика Холла.

Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого провода, например, токовые клещи.

Существуют также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах, называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально плотности магнитного потока.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер. Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью. Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Регулятор вентилятора с датчиком температуры

Как известно, вентилятор в блоках питания компьютеров формата AT вращается с неизменной частотой независимо от температуры корпусов высоковольтных транзисторов. Однако блок питания не всегда отдает в нагрузку максимальную мощность. Пик потребляемой мощности приходится на момент включения компьютера, а следующие максимумы — на время интенсивного дискового обмена.

• Как сделать управляемую плату регулятора на 1,2–35 В

Если же учесть ещё и тот факт, что мощность блока питания обычно выбирается с запасом даже для максимума энергопотребления, нетрудно прийти к выводу, что большую часть времени он недогружен и принудительное охлаждение теплоотвода высоковольтных транзисторов чрезмерно. Иными словами, вентилятор впустую перекачивает кубометры воздуха, создавая при этом довольно сильный шум и засасывая пыль внутрь корпуса.

Уменьшить износ вентилятора и снизить общий уровень шума, создаваемого компьютером можно, применив автоматический регулятор частоты вращения вентилятора, схема которого показана на рисунке. Датчиком температуры служат германиевые диоды VD1–VD4, включенные в обратном направлении в цепь базы составного транзистора VT1VT2. Выбор в качестве датчика диодов обусловлен тем, что зависимость обратного тока от температуры имеет более выраженный характер, чем аналогичная зависимость сопротивления терморезисторов. Кроме того, стеклянный корпус указанных диодов позволяет обойтись без каких-либо диэлектрических прокладок при установке на теплоотводе транзисторов блока питания.

• 2 биполярных транзистора (VT1, VT2) — КТ315Б и КТ815А соответственно.
• 4 диода (VD1-VD4) — Д9Б.
• 2 резистора (R1, R2) — 2 кОм и 75 кОм (подбор) соответственно.
• Вентилятор (M1).

Резистор R1 исключает возможность выхода из строя транзисторов VT1, VT2 в случае теплового пробоя диодов (например, при заклинивании электродвигателя вентилятора). Его сопротивление выбирают, исходя из предельно допустимого значения тока базы VT1. Резистор R2 определяет порог срабатывания регулятора.

Следует отметить, что число диодов датчика температуры зависит от статического коэффициента передачи тока составного транзистора VT1, VT2. Если при указанном на схеме сопротивлении резистора R2, комнатной температуре и включенном питании крыльчатка вентилятора неподвижна, число диодов следует увеличить.

Необходимо добиться того, чтобы после подачи напряжения питания она уверенно начинала вращаться с небольшой частотой. Естественно, если при четырех диодах датчика частота вращения окажется значительно больше требуемой, число диодов следует уменьшить.

Устройство монтируют в корпусе блока питания. Одноименные выводы диодов VD1-VD4 спаивают вместе, расположив их корпусы в одной плоскости вплотную друг к другу. Полученный блок приклеивают клеем БФ-2 (или любым другим термостойким, например, эпоксидным) к теплоотводу высоковольтных транзисторов с обратной стороны. Транзистор VT2 с припаянными к его выводам резисторами R1, R2 и транзистором VT1 устанавливают выводом эмиттера в отверстие «-cooler» платы блока питания.

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2. Временно заменив его переменным (100–150 кОм), подбирают такое сопротивление введенной части, чтобы при номинальной нагрузке (теплоотводы транзисторов блока питания теплые наощупь) вентилятор вращался с небольшой частотой. Во избежание поражения электрическим током (теплоотводы находятся под высоким напряжением!) «измерять» температуру наощупь можно, только выключив компьютер. При правильно отлаженном устройстве вентилятор должен запускаться не сразу после включения компьютера, а спустя 2–3 мин после прогрева транзисторов блока питания.

Как изменить скорость вращения кулера

Скорость вращения вентилятора, имеющего вход ШИМ (PWM) (вариант разъема с 4 пинами), регулируется изменением скважности импульсов, поступающих на этот вход от схемы управления. Частота может выбираться исходя из режима работы платы или всего компьютера, или в зависимости от температуры в контролируемой области.

Если у кулера нет входа ШИМ (2 или 3 пина в разъеме), автоматическое регулирование невозможно. Но можно выбрать режим вращения вручную, изменяя напряжение питания. Удобно для этого использовать свободный разъем Molex. На нем присутствуют:

• два земляных провода черного цвета;
• желтый провод +12 вольт;
• красный провод +5 вольт.

Это позволяет получить три комбинации напряжения:

• подключением вентилятора к к желтому и черному проводу блока питания можно получить напряжение 12 вольт и максимальные обороты;
• при соединении с красным и черным проводами на вентиляторе будет питание 5 вольт – минимальная частота вращения;
• при соединении между красным и желтым проводами получается разность потенциалов в 7 вольт (12-5=7) и промежуточная частота вращения.

Если существует острая необходимость работы кулера на сверхнизких оборотах, можно попробовать взять напряжение +3,3 вольта, например, с разъема SATA, но не факт, что при таком уровне вентилятору хватит крутящего момента, чтобы ротор начал вращаться.

Также некоторые материнские платы имеют возможность непосредственно изменять напряжение на шине питания вентилятора, тем самым регулируя его скорость.

2. Вентилятор с подшипником качения

Рис. 6. Устройство вентилятора с подшипником качения

Вентиляторы с подшипниками качения (шарикоподшипниками) стабильно работают в любой ориентации и меньше изнашиваются, потому что трение качения меньше трения скольжения.

Рис. 7. Устройство подшипника качения

Вентиляторы на вдув и выдув.

Моё мнение: не нужны. Если внутри системника нет сильно мощных источников тепла, а БП вытягивает воздух наружу, то нечего лишний шум разводить. Но если уж ставить — то обязательно 120мм вентиляторы и желательно на 7В. Опять же, не во все корпусы можно поставить 120мм вентиляторы, но к большинству современных качественных и просторных корпусов это не относится: везде есть крепления под 120мм

• вентиляторов, меньше 120мм быть не должно. Ни одного.
• Максимальная скорость вращения 120мм вентилятора — 1000 оборотов.

Виды и устройство датчиков Холла

Открытому ещё в позапрошлом веке эффекту нашлось практическое применение. На его основе строят датчики магнитного поля. Их достоинство состоит в том, что они не имеют подвижных и трущихся элементов (в отличие от герконов), поэтому их надежность намного выше. По принципу чувствительности промышленные датчики Холла делятся на:

• униполярные (реагируют только на один магнитный полюс – северный или южный);
• биполярные (включаются при воздействии магнитного поля одной полярности, выключаются при воздействии магнитного поля противоположной полярности);
• омниполярные – реагируют на любые полюсы магнитов.

Разность потенциалов, создаваемая при воздействии магнитного поля на движущиеся заряды, составляет единицы, в лучшем случае десятки микровольт. Для практического применения этого мало, разность потенциалов надо усилить. Эти усилители встраивают прямо в корпус датчиков, и по типу усилителя устройства делятся на два класса.

1. Аналоговые. В них напряжение на выходе датчика пропорционально магнитному полю (зависит от силы магнита и расстояния от него). Построены на базе операционного усилителя и служат для измерения магнитных полей.
2. Цифровые. После усилителя установлен компаратор или триггер Шмитта. Напряжение на выходе при достижении магнитной индукции определенного порога скачком изменяется от нуля до высокого уровня (обычно до уровня напряжения питания). Такие датчики используют для построения магнитных реле или генераторов импульсов. Усиленный сигнал от пластины подается на пороговое устройство. При достижении установленного уровня датчик срабатывает. Уровень срабатывания можно настроить изменением расстояния от датчика до источника магнитного поля.

Способ 4: настройка вращения кулера в BIOS

Не всегда утилиты SpeedFan, MSI Afterburner (и другие) корректно работают (особенно на ноутбуках).

Дело в том, что в BIOS есть специальные функции, отвечающие за автоматическую регулировку скорости вращения кулеров. Называться в каждой версии BIOS они могут по-разному, например, Q-Fan, Fan Monitor, Fan Optomize, CPU Fan Contol и пр.

И сразу отмечу, что далеко не всегда они работают хорошо, по крайне мере SpeedFan позволяет очень точно и тонко отрегулировать работу кулеров, так чтобы они и задачу выполняли, и пользователю не мешали.

Чтобы отключить эти режимы (на фото ниже представлен Q-Fan и CPU Smart Fan Control) , необходимо войти в BIOS и перевести эти функции в режим Disable.

Кстати, после этого кулеры заработают на максимальную мощность, возможно станут сильно шуметь (так будет, пока не отрегулируете их работу в SpeedFan (или др. утилите)) .

В помощь! Г орячие клавиши для входа в меню BIOS, Boot Menu, восстановления из скрытого раздела.

Настройка вращения кулеров в BIOS

Настройки UEFI (AsRock)

Важно!

Во многих средне-ценовых ноутбуках возможность регулировки кулера заблокирована — т.е. ее в принципе нельзя отрегулировать (видимо, производители так защищают пользователя от неумелых действий) .

Правда, в некоторых (например, у линейки HP Pavilion) кулер можно отключить (опция «Fan Always On» — кулер отключается, когда вы не нагружаете устройство ).

Fan Always On — кулер всегда включен

На этом сегодня всё, всем удачи и оптимальной работы вентиляторов.