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Circuito controle de velocidade cooler (Smart Fan)

rafael.luc

Por rafael.luc
em Eletrônica

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rafael.luc
 

rafael.luc

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Este circuito é para quem tem uma placa mãe com conector de 4 pinos que possuem ajuste na bios para controlar o cooler do processador de acordo com a temperatura. O esquema é para ligar um cooler de 3 pinos (maioria) usando o 4 pino da placa mãe de controle PWM.

Basicamente o controle PWM reduz a velocidade do cooler do proc quando não esta sendo usado (ou pouco usado) reduzindo o nível de ruido, em full o cooler fica em velocidade máxima.

Este circuito feito por mim esta funcionando perfeitamente.

Somente o RPM não é mostrado quando esta velocidade menor (somente mostra acima de 90%) acredito que seja por reduzir a alimentação de 12V nominais, não envia o sinal sensor de velocidade.

Problema resolvido...

Esquema:

Controle_temp_fan_PWM.jpg

rafael.luc
 

rafael.luc

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Mas funciona como como o de 4 fios?

Sim funciona da mesma forma

Porque chaveando o negativo, vai comprometer a leitura da velocidade...

Outra coisa, tem erro ai, o tip32 e PNP.

Estou chaveando pelo positivo e coletor, tem razão é TIP 31C, errei ao colocar no esquema, ja arrumei no esquema e coloquei a ligação do motor.

mroberto98
 

mroberto98

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O positivo esta sendo ligado direto, e você esta chaveando a fan pelo negativo, e o que esta no esquema...

Mas por exemplo, você disse que acima de 90% que da pra ver a velocidade, mas isso e por causa do chaveamento, se o motor estiver fraco e porque os pulsos sao pequeno.. Ficando menos tempo ligado comprometendo a leitura da velocidade, e quando estiver quase no max a leitura e boa porque o motor quase n e desligado.. Pelo menos e o que eu vi no esquema nao sei se e exatamente isso mas tente chavear pelo positivo..

rafael.luc
 

rafael.luc

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O positivo esta sendo ligado direto, e você esta chaveando a fan pelo negativo, e o que esta no esquema...

A FAN vira uma "carga" para transistor, a ligação é esta mesma eu preferi chavear pelo coletor porque tem menos perdas, apenas perdi 0.7V por conta do VBE

Mas por exemplo, você disse que acima de 90% que da pra ver a velocidade, mas isso e por causa do chaveamento, se o motor estiver fraco e porque os pulsos sao pequeno.. Ficando menos tempo ligado comprometendo a leitura da velocidade, e quando estiver quase no max a leitura e boa porque o motor quase n e desligado.. Pelo menos e o que eu vi no esquema nao sei se e exatamente isso mas tente chavear pelo positivo..

Sim esse cooler não é pra controle, não deve enviar PWM(talvez até envie mas em amplitude mais baixa), mas não tentei alimentar um cooler com ex: 5V e tentar ler a velocidade, também pode ser que esta recebendo tensão chaveada e não DC pura.

mroberto98
 

mroberto98

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Entendo que o chaveamento pelo coletor tem menos perdas, mas nao foi isso que eu quis dizer, apenas disse que se você deixar o fio negativo ligado direto e chavear pelo positivo talvez você tenha a leitura da velocidade...

E a perda sera a mesma que essa configuração... Usando um transistor pnp.

MatheusLPS
 

MatheusLPS

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Esse questão levantada pelo colega mroberto98 é interessante. O tacógrafo fica compromentido quando se usa modulação PWM. Veja essa foto abaixo:

picpwmpilsestretchfancontroller_1269113729.jpg

A linha amarela são os 12V via PWM aplicados aos fan. A linha verde é a resposta do tacógrafo. Veja como fica distorcido.

A linha azul indica um pulso que coloca o PWM em 100% durante um período de tempo. Veja que nessa janela, os pulsos do tacógrafo ficam nítidos.

Agora, não sei dizer se chavear o fan pelo positivo faz alguma diferença. Não pesquisei sobre, mas assim, no achismo, pra mim não faria diferença chavear pelo positivo ou pelo negativo. vai dar problema do mesmo jeito.

Sempre quis saber como as placas-mãe controlam os fans e conseguem ler o feedback. Será que elas usam a técnica mostrada na imagem acima chamada Pulse Stretching Method? Tentei fazer uma vez mas não deu muito certo. Acho que meus pulsos eram muito longos e o fan ficava com muita inercia e nunca diminuia direito a velocidade.

Falou

mroberto98
 

mroberto98

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Esse questão levantada pelo colega mroberto98 é interessante. O tacógrafo fica compromentido quando se usa modulação PWM. Veja essa foto abaixo:

picpwmpilsestretchfancontroller_1269113729.jpg

A linha amarela são os 12V via PWM aplicados aos fan. A linha verde é a resposta do tacógrafo. Veja como fica distorcido.

A linha azul indica um pulso que coloca o PWM em 100% durante um período de tempo. Veja que nessa janela, os pulsos do tacógrafo ficam nítidos.

Agora, não sei dizer se chavear o fan pelo positivo faz alguma diferença. Não pesquisei sobre, mas assim, no achismo, pra mim não faria diferença chavear pelo positivo ou pelo negativo. vai dar problema do mesmo jeito.

Sempre quis saber como as placas-mãe controlam os fans e conseguem ler o feedback. Será que elas usam a técnica mostrada na imagem acima chamada Pulse Stretching Method? Tentei fazer uma vez mas não deu muito certo. Acho que meus pulsos eram muito longos e o fan ficava com muita inercia e nunca diminuia direito a velocidade.

Falou

então eu também fui na base do achismo... Eu também nao sei fomo a placa-mãe mede a velocidade exatamente se e a base de pulsos, como um tacografo... Vou fazer uns testes pra ver como funciona exatamente isso...

Um curiosidade, o osciloscopio seu e digital ne? Vou comprar um, qual me recomenda? Um simples mesmo que tenha pelo menos 3 canais ja ta bom...

rafael.luc
 

rafael.luc

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Também acho que não faz diferença, chavear pelo negativo ou positivo e circuito ficara em serie de qualquer forma.

Liguei um cooler em 5 DC a placa mostrou o RPM menor, o problema é o PWM mesmo, vou tentar ver uma forma, mais uma coisa é chavear um sinal quadrado com transistor saturado (dissipação é minima) outra é amplificar DC o rendimento é menor. Vou pensar em uma solução aqui.

Sempre quis saber como as placas-mãe controlam os fans e conseguem ler o feedback. Será que elas usam a técnica mostrada na imagem acima chamada Pulse Stretching Method? Tentei fazer uma vez mas não deu muito certo. Acho que meus pulsos eram muito longos e o fan ficava com muita inercia e nunca diminuia direito a velocidade.

O controle de velocidade do cooler é feito pelo sensor de temperatura da CPU, isso é configurável pelo usuário na bios, quanto de PWM por graus celcius.

O sinal de controle é de 5,6V com no max 5 mA em 25K, para leitura de velocidade eu não sei qual é a tensão/frequencia, mas não é difícil de encontrar informação, a de controle é uma especificação é da Intel (usada também pela AMD obviamente)

mroberto98
 

mroberto98

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Se quer controlar a velocidade da fan por DC mas com alto rendimento, utilize filtro para converter o sinal pwm quadrado em uma media dc continua... Mas para isso vai ter que mudar algumas coisas do circuito...

rafael.luc
 

rafael.luc

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Mudei o esquema e adicionei a modificação no esquema no primeiro tópico, coloquei um filtro RC no PWM da CPU, agora mostra o RPM do cooler. Ficou bem melhor apenas não sei o porque some a leitura em variação brusca de velocidade, pode ser o tempo pára capacitor do filtro se carregar ou a tensão precisa estar estável no cooler para enviar o sinal PWM responsável pelo PWM.

Pode ver o funcionamento no gráfico, em IDLE (0%) ajustei a rotação para +- 1300 RPM em full a rotação é 2670 RPM, sem circuito era de 2700 RPM a perda de rotação por usar o circuito é bem pequena.

Grafico_cooler.jpg

mroberto98
 

mroberto98

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Mas esse filtro nao pode ser na entrada tem que ser na saida, assim você tera menos rendimento a mesmo coisa q contralar uma tensão dc no transistor...

Aproveitando, pra você calcular esse rc, qual e a frequencia media do pwm?

rafael.luc
 

rafael.luc

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Não daria pra usar ao meu ver um filtro RC em um coletor aberto, teria que configurar um corrente através de resistor e ai adicionar um RC e a FAN a corrente aumentaria, eu não sei qual a máxima corrente da alimentação do cooler na placa mãe.

A perda desse circuito foi bem menor que imagina, mesmo configurado com amplificador, a corrente caiu pouco 119,4 mA para 120 mA ideais (carga de 100 Ohms), mais isso no simulador, na pratica aconteceu o mesmo pois perdi apenas 1% da rotação máxima do cooler.

Não calculei o filtro, defini os valores pelo simulador, não bem um filtro visto que deve manter uma DC constante. A frequência do PWM é 25KHz

mroberto98
 

mroberto98

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Perdas para a carga nao tera mas tera dissipaçao no transistor e perdas nesse calor, imagina regular na metade, 6v sobre o transistor com uma corrente, tera perdas!

E na saida e um LC nao RC... E sim funciona com o coletor aberto, pra garantir so por um resistor do coletor a massa de valor alto so pra ter a tensão nele e nao ficar com a

O coletor aberto, o transistor e pnp, emissor ligado aos 12v, base no sinal pwm da placa-mãe, e coletor a saida, ponha um indutor em serie com um capacitor e no capacitor tera a dc para alimentar a carga.

mroberto98
 

mroberto98

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Mas qual e o consumo desse cooler? Suponho que seja maior que 100mA ne?

se por 6V nele a corrente vai diminuir poca coisa, 6v sobre o transistor com essa corrente ja precisaria de dissipador! Em PWM nao vai ter quase nd de potencia perdida. Vai ter apenas a tensão de saturaçao do transistor...

mroberto98
 

mroberto98

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A potencia perdida max sera de 0,36mW sobre o transistor... 50% de rendimento quando o cooler estiver com 6V..

e uma potencia baixa, ai você pode decidir em usar um dos dois. Dos dois modos vão funcionar.

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