Programowanie wizualne z XOD. Regulator prędkości wentylatora

Julian Edgar

Kursy

Software

8 maja 2023

645

Ileż razy pracowałeś ze sprzętem chłodzonym wentylatorem, a on nagle włączał się z pełną mocą zakłócając całą twoją koncentrację?

Mój stacjonarny zasilacz jest w tym zakresie okropny - a co gorsza, gdy pracuje z dużym obciążeniem, wentylator nieustannie się włącza, wyłącza, włącza i wyłącza. To doprowadza mnie do szaleństwa! Albo taki potężny, chłodzony wentylatorem wzmacniacz audio? W cichszych miejscach w muzyce dźwięk wentylatora może przeszkadzać. Oczywiście, czasami będziesz potrzebować ciężkiej pracy wentylatora, ale często, działa on z pełną prędkością, gdy tak naprawdę wystarczy tylko chwilowe jego włączanie by złapać wzrost temperatury, zanim posunie się za daleko.

I tu pojawia się ten mały projekt. Opiera się na Arduino Uno i małym, niedrogim module sterującym MOSFET PWM. Uno jest dostępne u wielu dostawców, a moduł MOSFET można znaleźć, wyszukując w serwisie eBay hasło "3-20 V MOSFET MOS Transistor Trigger Switch Driver Board PWM Control Module". Na przykład w chwili pisania tego artykułu pozycja 303491652040 jest dostarczana za jedyne 2,80 GBP (obecnie, marzec 2023 - 3.94 GBP). Jednak każda podobna płyta MOSFET do sterowana PWM również będzie działać dobrze.

Użyłem czujnika temperatury Microchip MCP9700, ale można użyć dowolnego czujnika, który można łatwo skonfigurować, aby podawał odczyt temperatury w stopniach Celsjusza. (MCP9700 ma tę zaletę, że może odczytywać temperatury poniżej zera przy zasilaniu 5 V, co czyni go przydatnym w szerokim zakresie zastosowań). W wielu zastosowaniach czujnik temperatury będzie montowany na radiatorze (np. za pomocą zacisku sprężystego), ale może być również używany do pomiaru temperatury na wolnym powietrzu.

Sterowanie wentylatorem

Program Arduino ("szkic") jest napisany w XOD (wymawiane jako "Zod"), darmowym oprogramowaniu do programowania wizualnego, które jest łatwe do śledzenia i bardzo łatwe do edycji. W rzeczywistości, aby osiągnąć pożądane zachowanie wentylatorów, zmienimy wartości w programie - więc możesz myśleć o tym projekcie jako o programowalnym na komputerze kontrolerze wentylatora. Wprowadzenie do XOD można znaleźć w wydaniu EdW 03/2023.

Jakie zatem parametry można zmienić? Dostępnych jest pięć ustawień:

okres, w którym odczyt temperatury jest uśredniany,
temperatura, przy której uruchamia się wentylator,
temperatura, przy której wentylator osiąga maksymalną prędkość,
minimalne wypełnienie PWM, przy którym może pracować wentylator (pamiętaj, że wypełnienie steruje prędkością wentylatora),
histereza (różnica między temperaturą załączenia i wyłączenia wentylatora).

Możliwość zmiany ich wszystkich jest ważna, jeśli sterownik ma najlepiej pasować do określonego zastosowania. Na przykład, aby sterować wentylatorem w zasilaczu stołowym, można ustawić okres, w którym temperatura jest uśredniana do dwóch sekund, temperaturę, w której wentylator uruchamia się na poziomie 25°C, oraz temperaturę, w której wentylator pracuje z pełną mocą na 50°C. Histerezę można ustawić na 3°C. Uwaga: podczas pracy temperatura początkowa i histereza są sumowane, więc rzeczywista temperatura początkowa w tym przykładzie wyniesie 28°C.

A minimalne wypełnienie PWM? To zależy od wentylatora - niektóre zejdą do 25%, inne nie niżej niż 40%. Możliwość ustawienia tego minimum oznacza, że wentylator nigdy nie jest zasilany (powiedzmy) wypełnieniem 15%, co dałoby średnie napięcie zbyt niskie, aby go włączyć.

Należy zauważyć, że zastosowany wentylator może być dość mocny: wymieniony moduł MOSFET może pracować z ciągłym prądem 5 A przy 12 V - 60 W. A jeśli wymagany jest jeszcze mocniejszy wentylator, możesz po prostu wybrać moduł o wyższym prądzie znamionowym lub dodać radiator do pokazanego modułu (w tej formie powinien wystarczyć na 10 A).