Управление вентилятором от датчика температуры
Как же осуществить управление вентилятором от датчика температуры?
Многие электроприборы рассеивают некоторую мощность в виде тепла и никуда от этого не денешься. Если выделяемое тепло плохо выводится из корпуса устройства, это неизбежно приведет к сбоям в работе или даже выходу из строя вашего гаджета. Поэтому, по мере возможности, для более эффективного охлаждения добавляют вентиляторы.
Теперь вопрос: зачем крутить вентилятор в те моменты, когда тепло не выделяется, т.е. устройство работает без нагрузки? Лишний шум обычно напрягает. Для контроля температуры в месте нагрева следует установить датчик. И пусть это слово вам не кажется чем-то непостижимым, чем-то сложным. В качестве датчика будем использовать терморезисторы. Что это такое? Это обычные резисторы, но их сопротивление изменяется под действие температуры. Сопротивление может либо увеличиваться при нагреве, либо уменьшаться.
Давайте посмотрим как использовать такое свойство терморезисторов. Признаюсь честно, впервые идею я нашел на YouTube канале Виктора Сочи. Идея простая, легко реализуется, не требует больших затрат ни денег, ни времени.
Чтобы не быть голословным рассмотрим элементы, которые нам понадобятся.
Во-первых, сам терморезистор. На алиэкспрессе продают по 10шт. Цена чуть больше доллара. Есть и по 20шт. — тогда меньше доллара. Нас будут интересовать NTC-термисторы. У таких термисторов падение сопротивления происходит при увеличении температуры. Существуют еще PTC-термисторы или позисторы. У них, наоборот, растет температура — растет сопротивление.
Следующий элемент, пожалуй, самый важный — модуль понижающий напряжение. Удобнее всего использовать модуль показанный на рисунке. Модуль просто крошечный (2х1см) и имеет высокий КПД. Продают по 5шт. за 3 доллара. Лишние не пропадут, пригодятся для других целей.
Ну, и сам вентилятор. Размер может быть любой, в зависимости от места установки. Да и напряжение питание любое, обычно 12 или 5 вольт. Правда, следует заметить, если вентилятор на 12 вольт, то на входе понижающего модуля должно быть как минимум 13 вольт, для 5 вольтового соответственно 6 вольт. Недорогие вентиляторы размером 40х40мм можно посмотреть здесь — на 5 В и на 12 В.
Теперь посмотрим как соединить, отдельные компоненты, чтобы они стали одним целым. Посмотрите на рисунок ниже. Вентилятор припаиваем к выходным контактам модуля соблюдая полярность. Земля или GRN у нас общая для входящего и выходного напряжения. Модуль позволяет подавать на вход до 24 вольт максимум, ну, а минимум, как я уже говорил, зависит от напряжения питания вентилятора. И разумеется модуль не работает с переменным напряжением, только с постоянным. Датчик припаиваем как показано на схеме.
Начальная скорость вентилятора подбирается с помощью подстроечного резистора, расположенного с обратной стороны модуля. Собственно параллельно ему мы и припаиваем датчик. Для 5 вольтового вентилятора лучше использовать термистор на 50 Ком, для 12 вольтового — 100Ком.
Небольшое замечание: Если в одном устройстве требуется контролировать температуру нескольких модулей, соедините датчики параллельно и разметите их в нужных местах. Но помните о правиле параллельного соединения резисторов. И еще одно полезное замечание — ножки датчиков не изолированы (нет лакового покрытия). Для изоляции используйте, например, термоусадку. Если ножки датчиков случайно замкнуть толку от них не будет.
Стоит также отметить, что если у вас уже есть другой подобный понижающий модуль, его тоже можно использовать. Для этого к резистору регулирующему напряжение необходимо параллельно подпаять датчик. Использование таких модулей или другими словами ШИМ — контроллеров целесообразно из-за их высоких КПД до 98%.
Если нет понижающего модуля можно собрать простейшую схему на одном транзисторе. Транзистор придется взять помощнее, т.к. он будет рассеивать удерживаемую до вентилятора мощность.
R1 и R2 представляют собой делитель напряжения. Чем меньше сопротивление R1, тем больше напряжение на R2, соответственно больше открывается транзистор и быстрее вращается вентилятор. Недостаток низкий КПД. Транзистор нужно устанавливать напротив вентилятора для стабильной работы.
улучшенный вариант, стоит остановить свой выбор
Гораздо более интересный способ регулировки скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры представлен на рисунке ниже.
При этом нужно не допаивать датчик к схеме, а выпаять smd-резистор (зачеркнут на рисунке) и поменять его на датчик того же номинала. За основу взят DC-DC преобразователь на микросхеме МР2307. Схема его компонентов приведена ниже:
Как видно из схемы резистор R3 на 10кОм находится в нижнем плече делителя напряжения. Если мы будем уменьшать его значения, напряжение на выходе будет подыматься. Причем рост напряжения может быть в довольно большом диапазоне. Настроить диапазон просто.
Меняем smd-резистор R3 на терморезистор номиналом 10кОм. При комнатной температуре сопротивление такого датчика может быть около 8кОм. На вход преобразователя подаем максимальное значение напряжения, на которое рассчитан вентилятора. В основном это 12 вольт. Подстроечным резистором R4 устанавливаем минимальное напряжение на выходе преобразователя. Минимальное напряжение устанавливается индивидуально и зависит от требуемого температурного порога срабатывания. Установите порог на 40 градусов и при 100 градусах будете иметь максимальную скорость.
На smd-резистор не обязательно дуть феном, он легко выпаивается паяльником с тонким жалом. Для впайки проводников тоже места достаточно.
Для регулировки подстроечного резистора R4 понадобится тонкая отвертка. Сильно лучше не нажимать. Иначе дорожки разойдутся и регулировка прекратится. В таком случае его лучше выпаять и заменить на требуемый по номиналу обычный резистор.
Кстати, преобразователь, описанный выше тоже можно использовать. Заменить резистор нужно следующим образом:
