czujnikCPU.pdf

12/99

Technika komputerowa

Czujnik obrotów

wentylatora CPU

tekcji zmiennego pola magnetycznego

powstaj¹cego w pobli¿u obracaj¹cych

siê ³opatek wentylatora. Aby lepiej zro-

zumieæ zasadê dzia³ania urz¹dzenia na-

le¿y przyjrzeæ siê konstrukcji wentylatora

bezszczotkowego powszechnie stosowa-

nego w komputerach do ch³odzenia

uk³adów scalonych. Wentylatory te zasi-

lane s¹ napiêciem sta³ym. Wirnik wenty-

latora napêdzany jest miniaturowym sil-

niczkiem bezszczotkowym. Rotor sk³ada

siê z ³opatek wentylatora osadzonych na

osi, pod którymi umieszczony jest ma-

gnes sta³y w kszta³cie pierœcienia.

Konstrukcjê stojana stanowi elektro-

magnes, umieszczony wewn¹trz magne-

su rotora. Elektromagnes stanowi si³ê

napêdow¹ wentylatora. Jest on sterowa-

ny za poœrednictwem umieszczonego na

stojanie uk³adu elektronicznego. Dopro-

wadzanie w okreœlonych momentach na-

piêcia do elektromagnesu powoduje

przyci¹ganie magnesu rotora i w efekcie

wprawienie go w ruch. Dzia³anie uk³adu

elektronicznego wspomaga czujnik hal-

lotronowy informuj¹cy o aktualnej pozy-

cji wirnika.

Niejako skutkiem ubocznym dzia³a-

nia wentylatora jest obecnoœæ zmienne-

go pola elektromagnetycznego wytwa-

rzanego przez wiruj¹cy magnes oraz

w³¹czany okresowo elektromagnes. W³a-

œnie obecnoœæ tego pola jest wykorzysty-

wana do wykrywania przez czujnik obro-

tów wentylatora.

Technika komputerowa œwiêci coraz wiêksze triumfy szybkoœci.

Czo³owi producenci procesorów informuj¹ o coraz wiêkszych prêd-

koœciach swoich produktów. Niestety wzrost szybkoœci procesorów

poci¹ga za sob¹ koniecznoœæ coraz skuteczniejszego odprowadza-

nia ciep³a z ich struktur. Ch³odzenie szybkich jednostek CPU stano-

wi coraz wiêkszy problem. Od pewnego czasu zwyk³e radiatory za-

stêpuje siê hybrydami radiator-wentylator, gdzie wentylator

wspomaga radiator wymuszaj¹c obieg powietrza wokó³ niego.

Przekroczenie dopuszczalnej tempe-

ratury pracy procesora zdecydowanie

zmniejsza jego ¿ywotnoœæ. W szczegól-

nym przypadku mo¿e doprowadziæ do

jego uszkodzenia. Najczêœciej jednak,

najbardziej nieprzyjemnym skutkiem

przekroczenia dopuszczalnej temperatu-

ry pracy procesora jest zatrzymanie jego

dzia³ania czyli tzw. „zawieszenie siê

komputera”.

Aby ustrzec siê przed t¹ niemi³¹ nie-

spodzianka (szczególnie gdy nasz kom-

puter wykonuje jakieœ wa¿ne operacje)

proponujemy wykonanie prostego urz¹-

dzenia, które b³yskawicznie zasygnalizu-

je ka¿d¹ nieprawid³owoœæ w pracy wen-

tylatora jeszcze zanim jego temperatura

zd¹¿y wzrosn¹æ.

Opisywany czujnik jest prosty, ³atwy

w monta¿u i nie wymaga ingerencji

w uk³ad elektryczny wentylatora ani

komputera.

Budowa

Dzia³anie

Rolê czujnika pola magnetycznego

pe³ni d³awik L1. Wraz z kondensatorem

C1 stanowi równoleg³y obwód rezonan-

sowy nastrojony na czêstotliwoœæ oko³o

20 kHz. Jest to typowa czêstotliwoœæ

zmiennoœci pola wokó³ dzia³aj¹cego wen-

tylatora. Kondensator C2 t³u-

mi czêstotliwoœci poni¿ej

10 kHz, zmniejszaj¹c tym sa-

mym czu³oœæ uk³adu na

przydŸwiêk sieci (czêstotliwo-

œci 50 Hz i harmoniczne),

który mo¿e wyindukowaæ siê

w uzwojeniach d³awika L1.

Wzmacniacz operacyjny

US1A pracuje w uk³adzie

wzmacniacza odwracaj¹cego

o wzmocnieniu oko³o 36 dB,

definiowanym przez stosu-

nek wartoœci elementów R4

i R1. Rezystory R2 i R3 usta-

Czujnik obrotów wentylatora swoje

dzia³anie opiera na nietypowej metodzie

pomiaru. Wykorzystuje on zjawisko de-

1N4148

+12V

z komputera

100k

47 m F

100k

LM358

1 m F

1N4148

47k

US1B

100n

US1A

68k

BUZZER

330 m H

47k

1 m F

47k

100k

47n

LED

Rys. 1 Schemat ideowy czujnika obrotów wentylatora

Wentylator do PC

12/99

koszulka

termokurczliwa

alarmowy. Nastêpnie potencjometr P1

ustawiamy w takiej pozycji, przy której

dioda D3 gaœnie, a sygnalizato1r akustycz-

ny cichnie. Teraz zatrzymujemy wentylator

przytrzymuj¹c jego wirnik rêk¹ lub roz³¹-

czaj¹c zasilanie wentylatora. Skutkiem te-

go powinno byæ zaœwiecenie diody D3

i w³¹czenie sygna³u alarmowego.

Je¿eli po zatrzymaniu wentylatora

alarm nie zadzia³a, nale¿y spróbowaæ in-

nego ustawienia d³awika. Mo¿e okazaæ

siê konieczne poeksperymentowanie

z miejscem zamocowania d³awika L1. Je-

¿eli to nie pomo¿e, nale¿y jeszcze raz

sprawdziæ poprawnoœæ monta¿u oraz

sprawnoœæ zastosowanych elementów.

Do zasilania urz¹dzenia przewidzia-

no wykorzystanie wewnêtrznego zasilacza

w komputerze. Mo¿na w tym celu wyko-

rzystaæ jeden z wolnych przewodów zasi-

laj¹cych przewidzianych do zasilania dru-

giej stacji dysków lub napêdu CD-ROM.

Wówczas przewody zasilaj¹ce czujnik na-

le¿y zakoñczyæ odpowiednim wtykiem.

W przypadku gdy wystarczy nam

tylko sygnalizacja akustyczna, mo¿na

zrezygnowaæ z sygnalizacji optycznej nie

montuj¹c elementów D3 i R8.

wirnik

(rotor)

d³awik L1

przewód

ekranowany

wentylator

Rys. 2 Sposób monta¿u d³awika L1

laj¹ punkt pracy wzmacniacza. Z wyjœcia

uk³adu US1A sygna³ trafia do uk³adu

ró¿niczkuj¹cego C4, R5, którego g³ów-

nym zadaniem jest odseparowanie sk³a-

dowej sta³ej napiêcia na wyjœciu US1A.

Wzmocniony sygna³ jest nastêpnie pro-

stowany przez diodê D2 i filtrowany

w uk³adzie RC sk³adaj¹cym siê z elemen-

tów C5, R6. W efekcie, na rezystorze R6

panuje napiêcie sta³e o wartoœci propor-

cjonalnej do amplitudy sygna³u wejœcio-

wego (z d³awika L1). Amplituda sygna³u

jest nastêpnie porównywana z napiê-

ciem wzorcowym w uk³adzie US1B pe³-

ni¹cym funkcjê komparatora. Napiêcie

wzorcowe ustalane jest przez potencjo-

metr monta¿owy P1.

Ostatnim elementem urz¹dzenia jest

cz³on sygnalizacyjny, który stanowi¹ dio-

da elektroluminescencyjna D3 oraz BUZ-

ZER – sygnalizator akustyczny. Je¿eli na-

piêcie wejœciowe bêdzie wiêksze od za-

danego potencjometrem P1 progu – zo-

stanie uruchomiony alarm.

Urz¹dzenie zasilane jest napiêciem

12 V, które dostarcza zasilacz kompute-

ra. Dioda D1 zabezpiecza uk³ad przed

uszkodzeniem w przypadku odwrotnego

w³¹czenia zasilania. Uk³ad podczas czu-

wania pobiera niewielki pr¹d, nie prze-

kraczaj¹cy 2 mA.

Monta¿ i uruchomienie

Urz¹dzenie zmontowane ze spraw-

nych elementów nie powinno sprawiaæ

problemów podczas uruchamiania. Pro-

ces uruchamiania sprowadza siê do usta-

wienia w³aœciwego progu zadzia³ania

urz¹dzenia.

D³awik L1 nale¿y umieœciæ w pobli¿u

wentylatora w sposób pokazany na ry-

sunku 2. Przewód ³¹cz¹cy d³awik z p³ytk¹

musi byæ ekranowany – oplot ³¹czy siê

z mas¹ uk³adu. Sam d³awik mo¿na po

przylutowaniu do przewodu ³¹cz¹cego

umieœciæ w koszulce izolacyjnej – naj-

lepiej termokurczliwej. Do jednej ze

œrub mocuj¹cych wentylator nale¿y

przykrêciæ obejmê, w której umieszcza

siê przewód z d³awikiem. D³awik po-

winien byæ umieszczony ponad roto-

rem nieco asymetrycznie. Optymalne

ustawienie d³awika nale¿y dobraæ

doœwiadczalnie.

Uruchomienie uk³adu nale¿y przepro-

wadziæ w sposób opisany poni¿ej. Po-

tencjometr P1 ustawiamy w skrajne pra-

we po³o¿enie (suwak zwarty do masy).

Po zainstalowaniu czujnika i zamonto-

waniu d³awika, w³¹czamy komputer

(wentylator i zasilanie czujnika). Po w³¹-

czeniu zasilania dioda D3 powinna siê

œwieciæ, a z sygnalizatora akustycznego

powinien wydobywaæ siê ci¹g³y sygna³

Wykaz elementów

Pó³przewodniki

US1 – LM 358

D1, D2 – 1N4148

D3 – LED, czerwona

Rezystory

R1, R8 – 1 k W /0,125 W

R2, R3 – 100 k W /0,125 W

R4 – 68 k W /0,125 W

R5÷R7 – 47 k W /0,125 W

P1 – 100 k W TVP 1232

Kondensatory

C1 – 47 nF/50 V ceramiczny

C2 – 100 nF/50 V ceramiczny

C3 – 47 m F/16 V

C4, C5 – 1 m F/40 V

Inne

496

L1 – d³awik 330 m H

BUZZER – sygnalizator akustyczny 12 V

(z generatorem)

p³ytka drukowana numer 496

496

BUZZER

P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zalicze-

niem pocztowym. P³ytki mo¿na zama-

wiaæ w redakcji PE.

Cena: p³ytka numer 496 – 2,50 z³

+ koszty wysy³ki.

US1

Rys. 3 P³ytka drukowana

i rozmieszczenie elementów

à mgr in¿. Tomasz Kwiatkowski

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: