Цоколевка вентилятора. Тихое жужжание кулеров

Повышение вычислительных мощностей современных компьютеров приводит к увеличению потребляемой мощности, а следовательно, и тепловыделению их компонентов. Несмотря на постоянное усовершенствование технологии производства и внедрение разработок, призванных снижать энергопотребление, сохраняется баланс между желанием максимально улучшить характеристики системы и необходимостью в эффективном охлаждении. Настольные системы среднего и верхнего ценовых сегментов по-прежнему горячи, а значит, шумны, если применять самый простой и дешёвый способ охлаждения — обдув.
И всё же, возможен компромисс, который позволит снизить шумовые эффекты, не подвергая электронные компоненты перегреву. Это динамически изменяемый объём прокачиваемого вентилятором системы охлаждения воздуха в зависимости от нагруженности охлаждаемого компонента. BIOS многих современных материнских плат позволяют управлять оборотами подключенных вентиляторов, созданы даже специальные программы, призванные следить за температурой, напряжениями и оборотами. Замечательный пример такой программы — SpeedFan.
Классическая реализация изменения оборотов вентилятора предусматривает изменение питающего напряжения на питающем выводе. Этот старый как мир способ прост и надёжен, с ним работают все модели вентиляторов. Основной его недостаток — недостаточный КПД. На регулирующем транзисторе создаётся падение напряжения, что приводит к его разогреву и потреблению дополнительной энергии на этот разогрев. Раньше такое мало бы кого озаботило, однако современные тенденции по "озеленению" вычислительной техники вынуждают бороться за каждый потребленный ватт.
Более прогрессивный метод управления оборотами использует постоянное неменяющееся значение напряжения, которое коммутируется с высокой частотой. В зависимости от скважности импульсов меняется так называемый коэффициент заполнения, благодаря которому на нагрузке образуется некое усреднённое значение напряжения, благодаря чему потребляемой мощностью нагрузки можно управлять, не тратя её (мощность) на потери в управляющем элементе. Посмотрите на рисунок:

Напряжение питания Vmax является постоянным во времени, напряжение же на выходе Vcp усреднённое и изменяется в зависимости от порядка следования импульсов. Главное достоинство такой системы регулирования мы уже выяснили. Это экономичность.
Теперь о недостатках. Как и всякое прогрессивное решение, оно требует дополнительного усложнения схемы управления. В данном случае требуется ШИМ (от Широтно-Импульсная Модуляция) контроллер, генерирующий сигнал нужной формы. В зарубежных источниках этот термин обозначен как PWM.
Кроме того, обычные вентиляторы с тремя контактами теперь не подходят, поскольку не умеют управляться сигналом от ШИМ контролера. Самое большее, на что они способны, будучи подключенные к 4-х контактному разъёму — вращаться с постоянными оборотами, пользуясь лишь питающим напряжением, как в классической схеме.
Значит, нужны вентиляторы, имеющие дополнительный контакт управления сигналом PWM. Выбор их, как правило, меньший, а цена на них выше. Кроме того, существуют модели систем охлаждения, имеющие "эксклюзивные" вентиляторы, которым трудно подобрать 4-х контактный аналог.
Итак, мы подвели вас к необходимости разработке согласования новой системы управления оборотами на базе PWM и классических 3-х контактных вентиляторов.
В результате изучения схем, представленных в сети Интернет, имеющихся комплектующих и ряда экспериментов была разработана схема преобразования управляющего PWM сигнала в изменяющееся напряжение питания:

По-сути, это драйвер, т.е. усилитель тока. MOSFET был найден на сломанной материнской плате. Выходной транзистор — отечественный биполярный. Подойдут любые аналогичные транзисторы подходящей мощности и проводимости. Сопротивление в эмиттерной цепи повышает скорость закрывания, что обеспечивает форму тока с более крутыми фронтами и спадами, т.к. это благоприятно сказывается на экономичности.
Для наглядности, приводим внешний вид разъёмов с обозначением контактов:

В качестве 4-х контактного разъёма подойдёт разъём питания FDD:

Направляющую посередине следует срезать или оплавить для лучшей совместимости с ответной частью на материнской плате.

Конструктивное исполнение может быть любым, позаботьтесь только о надёжности монтажа и предотвращении короткого замыкания с блоками компьютера.

Мы выполнили схему навесным монтажом в миниатюрном пластмассовом корпусе с последующей пропиткой клеем для повышения надёжности. Снаружи корпуса установлен разъём для запитки вентилятора.

Через отверстие выведен жгут из 4-х проводов с разъёмом на конце для подключения к материнской плате.

Конструкция имеет хорошую повторяемость и надёжность. Было изготовлено 6 экземпляров, с большими промежутками во времени. При правильном монтаже и исправных компонентах все устройства начали работать сразу и остаются исправными по сей день.

Работа большинства электронных компонентов ПК сопровождается повышенным выделением тепла. Наиболее эффективным способом охлаждения является активный (принудительный, вентиляторный). Но все ли знают, как правильно подключить кулер к БП компьютера? Вот с этим подробно и разберемся.

В принципе, работа несложная – необходимо лишь установить кулер по месту и присоединить к нужным контактам блока питания компьютера его провода определенной расцветки. Но есть ряд нюансов, без учета которых правильного подключения не сделать.

Во-первых , в продаже встречаются компьютерные вентиляторы с различным исполнением разъемов. Они могут иметь от 2-х до 4-х контактов. А вот выводов у блока питания ПК, к которому производится подключение, всегда четыре.

Во-вторых , провода кулера могут иметь один из двух вариантов цветовой маркировки.

В-третьих , процессорам ноутбуков требуется особый температурный режим. Поэтому их вентиляторы включаются лишь периодически, по мере необходимости. С настольными компьютерами все иначе. Задача кулера – обеспечивать непрерывное охлаждение их электроники, то есть речь идет о его постоянной работе. И вот здесь уже выступает на первый план такой показатель, как «шумность» вентилятора. Именно поэтому желательно номинал питающего кулер напряжения (стандартные +12 В) хотя бы немного снизить. На эффективности охлаждения системного блока это существенно не отразится, а вот комфортность пользователя будет обеспечена.

Порядок подключения

Обесточить компьютер

Простое выключение ПК с помощью кнопки – не лучшее решение. Его необходимо полностью изолировать от электросети, то есть выдернуть вилку из розетки или поставить выключатель в положение «выкл».

Зафиксировать кулер по месту

Для этого нужно демонтировать боковую крышку, установить вентилятор на предназначенное для него место и закрепить его болтиками. Необходимо обратить внимание на указатель направления вращения его крыльчатки (стрелка на торцевой части кулера). В зависимости от того, как расположен вентилятор, воздушный поток может быть направлен как внутрь компьютера (втягивание), так и из него. А это напрямую отражается на эффективности охлаждения электроники системного блока. Чтобы не ошибиться, желательно замену кулера делать «один в один», поэтому снимать неисправный до приобретения нового не желательно.

Подключение к блоку питания

Автор не знает, какой именно вентилятор читатель станет устанавливать взамен вышедшего из строя. Это может быть изделие б/у от другого компьютера или приобретенное, но все они бывают различных модификаций. Поэтому далее рассматриваются лишь возможные варианты.

На фото приведена распиновка разъемов кулеров в зависимости от количества контактов. Если их число не совпадает с выводами БП компьютера, придется задействовать переходники. В скобках – цветовое обозначение проводников по второму варианту.

Маркировка проводов

• +12 В – Кр (Жл).
• -12 В – всегда черный.
• Линия тахометра – Жл (Зел).
• Управление скоростью – синий.

Распиновка блока питания компьютера
Распиновка разъема кулера

Если вентилятор довольно сильно шумит, то его можно запитать не 12 В, а семью (подключение к крайним выводам) или пятью (к красному). Провод «земля», как отмечено выше, всегда черный.

В некоторых статьях даются рекомендации по изменению скорости вращения крыльчатки с помощью ограничительных резисторов. Их мощность – порядка 1,2 – 2 Вт, и размеры соответствующие. Уже – не совсем удобно. В общем, с этим понятно. Но вот по каким критериям подобрать номинал сопротивления, если пользователь с эл/техникой в лучшем случае всего лишь на «вы»? А в худшем – никак.

Автор советует не экспериментировать и при желании включить в цепь диод. Независимо от типа он обязательно обеспечит определенное падение напряжения порядка от 0,6 до 0,85 вольт. Если требуется снизить номинал еще больше, можно последовательно задействовать 2 – 3 полупроводника. Для этого не нужно заниматься инженерными расчетами или консультироваться со специалистом.

Вентилятор для охлаждения внутреннего пространства компьютера либо центрального процессора называется кулер. На особо мощных ПК установка дополнительного кулера просто необходима. Повышенная температура может сказаться на общей стабильности системы. Температура внутри корпуса выше температуры окружающей среды, и для циркуляции воздуха применяется кулер.

Вам понадобится кулер, он бывает разных размеров – от 4 до 12 и даже 25 см! Но если у вас простой персональный компьютер, подойдут два типоразмера – 8 или 12 см. Это уже зависит от поставленных целей. Отключите компьютер от сети. Откройте боковую крышку системного блока, на задней стенке есть место для крепления кулера. Используя болты, прикрепите вентилятор. На торце кулера стрелочками указано направление вращения крыльчатки и движения потока. Установите так, чтобы достичь желаемого эффекта – втягивать или вытягивать воздух. Теперь нужно его подключить, чтобы он работал. Для этого определите, к чему его подсоединять. В зависимости от того, с каким разъёмом вы купили кулер, присоедините напрямую к блоку питания либо к материнской плате. Последнее время кулеры продают сразу с переходниками на 2 типа разъема. Штекер имеет выступы или срезанные грани, сделано это, чтобы установка была правильная, без замыканий. Подключите напрямую к штекеру от блока питания через PC plug коннектор. Таким разъёмом подключаются жесткие диски, DVD-ROM и др. При наличии переходника или же гибридного коннектора кулер подключается в последовательном порядке: Устройство – Кулер – Блок питания. Есть еще MOLEX коннектор для подсоединения к материнской плате, выглядит он как маленькая колодка с 2-4 проводками. Разное количество проводов зависит от функций кулера. Двухпроводная, самая простая схема – черный минус (во всех вариантах черным обозначается минус) и красный плюс. Трехпроводные – минус, плюс и датчик оборотов. Четырехпроводная – минус, плюс, датчик оборотов и управление числом оборотов. Последняя схема подключения используется в основном для кулеров, устанавливаемых на центральные процессоры. Стоят они дорого и имеют узкую специализацию. Нам же нужен двух- или трех-проводной кулер, с постоянным числом оборотом. Подключение кулера напрямую к материнской плате имеет свои плюсы, управление скоростью вращения происходит автоматически, в зависимости от температуры внутри. На материнской плате есть свободные разъёмы, они подписаны: SYS_FAN, CPU_FAN или CHA_FAN1. Надпись может отличаться, но обозначение FAN (кулер) будет обязательно. К этому коннектору присоединяем узкую колодку вентилятора. Подсоединяем, соблюдая полярность. Здесь и пригодятся фигурные выступы и усеченные углы на разъёмах. Внимательно следите, чтобы не передвинуть другие штекеры. Входные и выходные отверстия вентилятора ничто не должно закрывать или касаться крыльчатки.

Если вам уже приходилось самостоятельно собирать компьютеры, возможно вы замечали, что в одних моделях ПК кулеры имеют четыре ножки, а в других три. Чем обусловлена эта конструктивная особенность и имеет ли она какую-то практическую пользу, либо это просто еще одна выдумка дизайнеров? Если эта особенность - техническая, то какая разница между кулерами с тремя и четырьмя ножками? Постараемся дать ответ на этот вопрос.

Во-первых, начнем с того, что вентиляторы с разным количеством ножек правильнее называть 3-pin и 4-pin . Описанная характеристика является технической и указывает на принцип работы кулера. Четырех-пинные кулеры обычно встречаются в современных материнских платах. Также четырыхконтактые кулеры чаще всего используются для охлаждения процессора, тогда как обычные могут иметь три разъема. Догадаться, зачем это нужно, не так уж и трудно.

Вентиляторы с четырьмя ножками являются более совершенными, поскольку поддерживают контроль скорости вращения крыльчатки (методом широтноимпульсной модуляции) , что очень важно для правильного охлаждения процессора. Обеспечивается этот контроль как раз благодаря дополнительному четвертому проводу, передающему сигнал от управляющего чипа на вентилятор. Означает ли это, что трех-пинные вентиляторы такого контроля не имеют? Нет, у них тоже имеется свой сигнальный провод, только вот скорость вращения крыльчатки зависит от изменения напряжения силового кабеля, хотя надо отметить, в ряде случаев регулировка оборотов является чисто символической.

Если же брать картину в целом, следует обращать внимание и на число разъемов на самой материнской плате, ведь они тоже бывают трехконтактными. В зависимости от того, подключен ли трех-пинный и четырех-пинный модуль к разъему с четырьмя контактами либо наоборот, вентилятор будет работать по-разному.

3-pin к разъему 4-pin. Регулировка скорости осуществляется посредством изменения напряжения на выходе, но может быть и так, что вентилятор будет крутиться постоянно, так как материнская плата не сможет им управлять.
4-pin к разъему 4-pin. Обеспечивается полный контроль скорости вращения исходя из учитываемых управляющим чипом показателей.
4-pin к разъему 3-pin. Четырех-пинный кулер, подключенный к разъему с тремя контактами может не заработать. Тогда необходимо поменять местами 3 и 4 провода, оставив отвечающий за регулировку оборотов кабель незадействованным. Но в любом случае контроль скорости вращения осуществляться не будет.

Итак, какой вентилятор лучше покупать? Будущее однозначно за 4-пинными пропеллерами, поэтому при наличии на материнке четырех разъемов брать, конечно, лучше их. Другое дело цена, последние могут стоить на порядок дороже, так что все зависит от толщины вашего кошелька и желания иметь более продвинутую систему охлаждения.