CPU & GPU- ի վրա հիմնված օդափոխիչի վերահսկիչ `6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Վերջերս բարձրացրեցի գրաֆիկական քարտս: Նոր GPU մոդելը ունի ավելի բարձր TDP, քան իմ պրոցեսորը և հին GPU- ն, ուստի ես նաև ցանկանում էի տեղադրել պատյանների լրացուցիչ երկրպագուներ: Unfortunatelyավոք, իմ MOBO- ն ունի ընդամենը 3 օդափոխիչի միակցիչ `արագության հսկողությամբ, և դրանք կարող են կապված լինել միայն պրոցեսորի կամ չիպսեթի ջերմաստիճանի հետ: Ես որոշեցի դա շտկել ՝ նախագծելով իմ սեփական համակարգչի օդափոխիչի վերահսկիչը, որը կարդում է արդեն տեղադրված երկրպագուների RPM- ի արագությունները (երկուսն էլ MOBO- ին միացված, պրոցեսորի ջերմաստիճանից և GPU- ն սառեցնող) և ունի երկու ելքային ալիք: A ալիքը օգտագործում է ինչպես CPU- ի, այնպես էլ GPU- ի ջերմաստիճանի հետ կապված երկրպագուները `3-պինանոց ելքային երկրպագուներին փոփոխական արագությամբ քշելու համար: B ալիքը զգում է միայն GPU- ի երկրպագուների արագությունը, և դրա ելքային սխեման օգտագործում է լրացուցիչ տրանզիստոր, որը թույլ է տալիս հասնել երկրպագուների ավելի ցածր արագությունների (այն լավ է աշխատում կիսապասիվ գրաֆիկական քարտի հետ):

Իմ կարծիքով, այլ երկրպագուների արագությունը կարդալն ավելի հեշտ և էժան է, քան լրացուցիչ ջերմաստիճանի զոնդեր տեղադրել ջեռուցման լվացարաններով ծածկված պրոցեսորների կողքին (այն հիմնականում պահանջում է երկրպագուների արագաչափ սարքերի միացում անմիջապես միկրոկոնտրոլերի քորոցին):

Օդափոխիչի արագության վերահսկման որոշ մեթոդներ նկարագրված են այստեղ: Ես որոշեցի օգտագործել ցածր հաճախականության PWM, բայց հոդվածում նկարագրված մեթոդի մի քանի փոփոխություններով: Նախ, յուրաքանչյուր ալիք ունի 6 դիոդ, որոնք միացված են շարքում, որոնք կարող են օգտագործվել օդափոխիչը 4-5 Վ-ով սնուցող լարումը նվազեցնելու համար: Այս պարամետրում, PWM լարման մակարդակը ~ 8V - 12V և 0V - ~ 8V (հասանելի չէ Ա ալիքում) 0V - 12V- ի փոխարեն: Սա մեծապես նվազեցնում է աղմուկը, որը արտադրվում է օդափոխիչի կողմից: Մեկ այլ հնարք, որը ես օգտագործում էի երկրպագուների կողմից այս եղանակով ավելի լուռ դարձնելու համար, նկարագրված է այստեղ: Այս հնարքը պահանջում է RC միացում տեղադրել միկրոկառավարիչի ելքի և MOSFET- ի դարպասի միջև, որը ես օգտագործել եմ օդափոխիչի լարման մակարդակը փոխելու համար: Սա նվազեցնում է ազդանշանի հարվածի արագությունը, որը վերահսկում է MOSFET- ը, իր հերթին լարման մակարդակի փոփոխության ժամանակ օդափոխիչի անկյունային ցնցումը դարձնում է ավելի ակնառու ՝ կտրելով թրթռումները և լարման թռիչքները:

Պարագաներ

Մասեր և նյութեր.

• ATtiny13 կամ ATtiny13A 8-PDIP դեպքում
• 8 Pin DIP վարդակից
• 3x IRF530 տրանզիստոր
• 12x 1N4007 դիոդ (ցանկացած այլ 1A դիոդ, որի լարման անկումը մոտ 0.7 Վ պետք է աշխատի)
• 220uF/25V ճառագայթային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր
• 10uF/16V ճառագայթային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր
• 5x 100nF կերամիկական սկավառակի կոնդենսատոր
• 10k 0.25W դիմադրություն
• 4x 22k 0.25W դիմադրություն
• 2x 1k 0.25W դիմադրություն
• 6x6 մմ շոշափելի անջատիչ կոճակ
• 2x 2 քորոց 2.54 մմ ուղիղ արական կապի վերնագիր
• 4x 3-փին արական օդափոխիչի միակցիչ (Molex 2510), այլապես, եթե ցանկանում եք, կարող եք օգտագործել սովորական կապի վերնագրեր (ես դա արեցի), բայց հետո երկրպագուներին միացնելիս պետք է չափազանց զգույշ լինել, և այդ երկրպագուների կին միակցիչները կլինեն: կցված է ավելի քիչ ապահով
• 4-պինյա Molex միակցիչ, կանացի բնակարան/արական կապում (AMP MATE-N-LOK 1-480424-0 հոսանքի միակցիչ), ես օգտագործել եմ մեկը, որը եղել է Molex արական մասից մինչև 2x SATA իգական ադապտեր ՝ մի քանի հին MOBO- ի հետ միասին:
• 2x jumper մալուխներ ՝ 2.54 մմ կանացի միակցիչներով (կամ միակցիչների պատյաններ + կապում + լարեր), դրանք կպցվեն մուտքի երկրպագուների տախոմետր լարերին (կամ անմիջապես դրանց միակցիչներին PCB- ներին)
• նախատախտակ (50 մմ x 70 մմ, min 18 x 24 անցքի զանգված), այլընտրանքորեն, կարող եք ինքներդ փորել պղնձե ծածկով տախտակ և փորել անցքեր
• մի քանի կտոր մետաղալար
• մեկուսիչ ժապավեն
• ալյումինե փայլաթիթեղի ժապավեն (եթե մտադիր եք միակցիչ կցել GPU- ի հետևի սալիկին, տես Քայլ 5)
• թուղթ

Գործիքներ:

• անկյունագծային կտրիչ
• տափակաբերան աքցան
• հարթ շեղբերով պտուտակահան
• օգտակար դանակ
• բազմաչափ
• զոդման կայան
• զոդման
• AVR ծրագրավորող (USBasp- ի նման անկախ ծրագրավորող կամ կարող եք օգտագործել ArduinoISP)
• տախտակի և թռիչքի մալուխներ, որոնք կօգտագործվեն միկրոկոնտրոլերը PCB- ից դուրս ծրագրելու համար (կամ որևէ այլ գործիք, որը կարող է հասնել այս նպատակին)

Քայլ 1: Հրաժարում

Այս սարքի կառուցումը պահանջում է չափավոր վտանգավոր գործիքների օգտագործում և կարող է վնաս պատճառել կամ վնասել գույքին: Պահանջվող որոշ քայլեր կարող են չեղյալ համարել ձեր սարքավորումների երաշխիքը կամ նույնիսկ վնասել այն ոչ պատշաճ կատարման դեպքում: Դուք կառուցում և օգտագործում եք նկարագրված սարքը ձեր ռիսկով:

Քայլ 2. Ինչպես է աշխատում երկրպագուների վերահսկումը

Ա ալիքն օգտագործում է երկու մուտք: Այդ Ա ալիքի յուրաքանչյուր մուտք ունի իր հետ կապված մակարդակ, թույլ է տալիս այդ մակարդակները անվանել A0 և A1: Լռելյայն, այդ երկու մակարդակներն էլ 0 են: Երբ առաջին շեմը ձեռք է բերվում, A0 կամ A1- ը բարձրանում է 1 -ի, երկրորդը `2 -ի, իսկ երրորդ շեմը մուտքային մակարդակներից մեկը սահմանում է 3. Հետագայում A0- ն և A1- ը համատեղվում են (պարզապես գումարվում են միասին և կանխվում է ավելի բարձր արժեքի հասնելուց քան 3), դարձնելով հիմնական ելքը A ալիքի մակարդակը 0-3 տիրույթում: Այս թիվը օգտագործվում է ելքային երկրպագուների արագությունը վերահսկելու համար, 0 նշանակում է, որ դրանք սնուցվում են 7-8 Վ լարման (ցիկլը `0%): Ավելի բարձր ելքային մակարդակները նշանակում են, որ օդափոխիչը սնվում է լրիվ 12 Վ լարման միջոցով `100 մգ կամ 33 մգ ցիկլի 33%, 66% կամ 100% (դա կախված է ընտրված հաճախականությունից):

B ալիքն ունի միայն մեկ մուտք (B1, ֆիզիկապես այն կիսվում է A ալիքով [PB1 pin]): Կան վեց հնարավոր B1 մակարդակներ (1-6), կանխադրված մակարդակը 1. Գոյություն ունեն հինգ շեմային արժեքներ, որոնք ի վիճակի են բարձրացնել B1- ը: B1- ն օգտագործվում է որպես հիմնական ելքային ալիքի B մակարդակ: Երբ դա 1 է, 7-8 Վ հզորությունը թողնում է երկրպագուներ ցիկլի ժամանակի 33% -ի համար մեկ ցիկլում, մյուսում `66% -ի, մնացած ժամանակի ընթացքում էներգիան անջատված է: Մակարդակ 2 նշանակում է, որ յուրաքանչյուր ցիկլի 66% -ը 7-8 Վ է, հանգիստը `0 Վ: Մակարդակ 3 նշանակում է, որ 7-8 Վ անընդհատ կիրառվում է: 4-6 մակարդակները նշանակում են, որ օդափոխիչը սնվում է լրիվ 12 Վ-ից ցիկլի 33%, 66% կամ 100% դեպքում, մնացած ժամանակի լարումը 7-8 Վ է:

Այս PWM կառավարման հաճախականությունը լռելյայն 10 Հց է: Այն կարող է բարձրացվել մինչև 30 Հց ՝ փակելով J7 ցատկող կապում:

Երբ հասնում է ավելի բարձր շեմի, A0, A1 և B1 մակարդակները ակնթարթորեն աճում են: Այնուամենայնիվ, երբ RPM- ն ընկնում է, մակարդակը պահվում է 200ms- ի համար և կարող է նվազել միայն 1 -ով `200ms- ի դիմաց: Այն պետք է կանխի այդ մակարդակների արագ փոփոխությունները, երբ մուտքային օդափոխիչի RPM- ն շատ մոտ է շեմին:

Քայլ 3. Էլեկտրոնային բաղադրիչների զոդում

Բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչները կպցրեք նախատախտակին (բացառությամբ Attiny13- ի, այն հետագայում կտեղադրվի վարդակից): Բաղադրիչների միջև էլեկտրական միացումներ կատարելու համար օգտագործեք պղնձե լարեր (0.5 մմ տրամագծով UTP մալուխից կատարյալ): Եթե խնդիրներ ունեք Molex (AMP MATE-N-LOK) միակցիչից դուրս եկող մեծ լարերը հրելու հետ, կարող եք նրանց համար ավելի մեծ անցքեր բացել: Եթե չեք ցանկանում փորվածք օգտագործել, միշտ կարող եք մի քանի անգամ պտուտակ պտտել նախատախտակի փոքր անցքերի մեջ: Համոզվեք, որ լարերը չեն առաջացնում որևէ կարճ միացում:

Եթե նախընտրում եք ձեր սեփական PCB- ն պատրաստել, ես նաև տրամադրում եմ.svg (տախտակի չափսերն են 53.34x63.50 մմ) և.pdf (A4 էջի չափը,.zip արխիվի ներսում) ֆայլեր: Պղնձի միակողմանի տախտակը պետք է բավարար լինի, քանի որ առջևի մասում կա միայն մեկ կապ (այն կարելի է կատարել մետաղալարով), ուստի առջևի մասի ֆայլերը տրամադրվում են հիմնական, որպեսզի հնարավոր լինի բացահայտել այդ կապը:

Ես խստորեն խորհուրդ եմ տալիս ծածկել PCB- ի հետևը մեկուսիչ նյութով, որը կկանխի պատահական կարճ միացումները: Ես օգտագործեցի սովորական թղթի մի քանի շերտեր, որոնք կպչում են PCB- ի եզրերին `մեկուսիչ ժապավենի մի քանի շերտերով:

Քայլ 4. ATtiny Microcontroller- ի ծրագրավորում

MCU- ով աշխատող ծրագիրը դժվարությամբ է կոդավորել մուտքի երկրպագուների RPM արագությունների մի քանի շեմ: Այդ շեմերը գտնվում են fan_controller.c ֆայլի սկզբում: Առաջին շեմը պարունակող տողը, որը պատասխանատու է A ալիքի ելքային մակարդակի փոքր -ինչ բարձրացման համար, ի պատասխան 450 RPM- ը գերազանցող input_0 օդափոխիչի, ունի հետևյալ տեսքը.

#սահմանել A0_SPEED_0 3 // 450 RPM

Եթե ցանկանում եք փոխել շեմի RPM արժեքը, ապա պետք է 3 -րդ թիվը փոխարինել այլ բանով: Այս թիվը 1 -ով ավելացնելը շեմը կփոխի 150 RPM- ով:

Մյուս բանը, որ դուք կարող եք փոխել, արտադրանքի մակարդակի հետաձգման նվազումն է: Այս հետաձգումը կանխում է ելքային մակարդակի արագ փոփոխությունները, երբ մուտքային օդափոխիչի RPM- ն շատ մոտ է շեմին: Կան 3 տող, որոնք վերահսկում են դա (քանի որ A ալիքն օգտագործում է 2 մուտք, իսկ B ալիքը ՝ 1), և դրանցից առաջինը այսպիսին է թվում.

եթե (channel_A0_lower_rpm_cycles> 2) {

Թիվ 2 -ի ավելացումը կավելացնի այս ուշացումը: Հետաձգումը հաշվարկվում է 100 մղոն ցիկլերով:

Աղբյուրի կոդը և այնուհետև ծրագրային չիպը կազմելու համար ձեզ հարկավոր կլինի որոշ ծրագրակազմ: Debian- ի վրա հիմնված Linux բաշխման վրա այն կարող է տեղադրվել ՝ կատարելով հետևյալ հրամանը.

sudo apt-get տեղադրել avr-libc gcc-avr avrdude

Եթե դուք օգտագործում եք Windows, կարող եք փորձել տեղադրել WinAVR փաթեթը, որը պարունակում է նաև անհրաժեշտ ծրագրակազմ:

Աղբյուրի կոդը կազմելու համար հարկավոր է կատարել հետևյալը.

avr -gcc -mmcu = attiny13 -Os -Wall fan_controller.c -o fan_controller.out -lm

. Hex ֆայլ ստեղծելու համար հարկավոր է այս տողը պատճենել տերմինալում.

avr -objcopy -O ihex -R.eeprom fan_controller.out fan_controller.hex

Այս հրամանը թույլ է տալիս ստուգել, թե որքան հիշողություն է օգտագործելու ծրագիրը (տեքստը ՝ Flash, տվյալները ՝ փոփոխականներ, որոնք կպահվեն Flash- ում, այնուհետև պատճենվում են RAM- ում, իսկ bss- ը ՝ RAM- ում 0 արժեքով սկզբնականացված փոփոխականներ).

avr-size fan_controller.out

Երբ ձեր.hex ֆայլը պատրաստ լինի, անհրաժեշտ է ATtiny13- ը տեղադրել տախտակի մեջ և այն jumper մալուխներով միացնել ծրագրավորողին: Լավագույնն այն է, որ անջատեք ծրագրավորողից սնուցումը, երբ այն միացնում եք MCU- ին: Պահպանեք ապահովագրիչի կանխադրված բիթերը (H: FF, L: 6A): Եթե ձեր ծրագրավորողը USBasp է, այս հրամանը ծրագրավորելու է MCU- ի ֆլեշ հիշողությունը.

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U flash: w: fan_controller.hex

-B 8 փոխում է հաղորդման արագությունը ծրագրավորողի և MCU- ի միջև (bitclock): Միկրոկոնտրոլերին միանալու հետ կապված խնդիրներ ունենալու դեպքում կարող է անհրաժեշտ լինել այն փոխել ավելի բարձր արժեքի:

Երբ MCU- ն պատրաստ լինի, դրեք այն DIP 8 վարդակից: MCU- ն հացաթղթից հանելու համար ես սովորաբար այն պատռում եմ հարթ շեղբերով պտուտակահանով:

Քայլ 5: Երկրպագուների միացում սարքին

Որպես Մուտք 0 երկրպագու (այն, որը միացված է PB0- ին), ես ընտրեցի MOBO- ին միացված պատյանների երկրպագուներից մեկը, որը արագությունը տարբերվում էր պրոցեսորի ջերմաստիճանից: Ես հեռացրեցի մեկուսացումը օդափոխիչի պտուտաչափի մետաղալարից և միացրեցի թռիչքի մալուխի մի ծայրը դրան: Մյուս ծայրը (դրան ամրացված 2.54 մմ կին միակցիչով) միացված կլինի օդափոխիչի վերահսկիչին: Եթե ցատկող մալուխը չափազանց կարճ է, երկարացրեք այն `մեկ այլ մալուխ կպցնելով նախկինում նշվածների միջև: Այնուհետև ծածկված բոլոր դիրիժորները ծածկեք մեկուսիչ ժապավենով:

Մուտք 1 -ը կարդում է GPU- ի երկրպագուների արագությունը (իմ դեպքում դրանք իրականում 3 -ն են, բայց գրաֆիկական քարտի PCB- ի վրա կա միայն մեկ օդափոխիչի միակցիչ): Ես միացրեցի Մուտքային 1 jumper մալուխը անմիջապես PCB- ի վրա տեղադրված 4-պին մինի GPU օդափոխիչի միակցիչի միացումներից մեկին: Քանի որ այս կապարը տեղակայված էր PCB- ի և հետևի ափսեի միջև, ես առաջինը մեկուսացրել էի թղթի կտորով (հատկապես այն պատճառով, որ հետևի սալիկի նյութը բավականին զոդելի էր), այնուհետև ամուր ամրացրել էի մալուխի կանացի միակցիչը հետևի ափսեի մեջ `ալյումինե փայլաթիթեղի ժապավենի օգտագործմամբ:. Այնուհետև GPU- ի երկրպագուները (ներ) ը կարող են միացվել PB1 կապին ՝ մեկ այլ (երկարաձգված) ցատկող մալուխի միջոցով: Եթե դուք չեք ցանկանում որևէ բան կպցնել ձեր գրաֆիկական քարտի PCB- ին, կարող եք jumper մալուխը կցել օդափոխիչի լարերին կամ պատրաստել ադապտեր, որը կտեղադրվի օդափոխիչի (ներ) ի և միակցիչի միջև PCB- ի վրա, որոշումը ձերն է:

Երկրպագուն պտտման արագությունը փոխանցում է ընթացիկ արագությունը պտուտակաչափի միջոցով `այս հոսանքը գետնին բաց արտահոսքի/կոլեկտորի միջոցով երկու անգամ (օդափոխիչի ռոտորը սովորաբար ունի 4 բևեռ [NSNS], որոնք հայտնաբերվում են Hall սենսորով, օդափոխիչի ելքը ցածր է դառնում, երբ բևեռի տեսակի վրա հայտնաբերվում է): Մյուս կողմից, այս մետաղալարը սովորաբար քաշվում է 3.3V լարման մակարդակին: Եթե վստահ չեք, որ ճիշտ մետաղալար ունեք, կարող եք օգտագործել օսլիլոսկոպ կամ կառուցել այս քայլի վերջին նկարի վրա գծված հայտնաբերման սխեմաներից մեկը: Դրանցից առաջինը թույլ է տալիս ստուգել չափված վայրում հայտնվող առավելագույն լարումը, երկրորդը `ստուգել, արդյոք այնտեղ ցածր հաճախականության իմպուլսներ են հայտնվում:

3.3V- ը ATtiny- ի մուտքային կապում պետք է կարդալ որպես բարձր վիճակ, բայց եթե դրա հետ խնդիրներ ունեք, կարող եք փորձել նվազեցնել MCU- ի հզորությունը (դա կբարձրացնի նաև MOSFET- ների դիմադրությունը): Ես ոչ մի խնդիր չունեի, այնուամենայնիվ, որոշեցի, որ այս միտքը պետք է ներառեմ այստեղ:

Երբ մուտքի երկրպագուները պատրաստ են, կարող եք տեղադրել օդափոխիչի վերահսկիչ ձեր համակարգչի պատյանում ՝ ձեր ընտրած վայրում: Ես այն տեղադրեցի իմ դատարկ 5,25 դյույմանոց դռների երկու կողմերում ՝ այն հրելով ծոցի մետաղական մասերի միջև, մի թուղթ դնելով դրա հետևում և կողպելով այն մի մեծ անցքերից մեկով մղված փակագծի միջոցով: նախատախտակի և որոշ այլ անցքերի 5.25 դյույմ ծոցում: Համոզվեք, որ ԱՀ պատյանների ոչ մի մետաղական մաս չի կարող դիպչել օդափոխիչի վերահսկիչի բացված հաղորդիչներից որևէ մեկին:

Այժմ դուք կարող եք միացնել 3-պինանոց ելքային երկրպագուները վերահսկիչին: A ալիքին միացված ելքային երկրպագուները միացված կլինեն ինչպես պրոցեսորի, այնպես էլ GPU- ի երկրպագուներին, իսկ նվազագույն լարումը, որը նրանց կաշխատի, կլինի մոտ 7-8 Վ: Channel- ի B ելքային միակցիչներին միացված երկրպագուները կշարժվեն միայն GPU- ի հովացուցիչի (օդափոխիչների) միջոցով, և նրանց լարումը կարող է իջնել մինչև 0V (բայց միայն 66ms յուրաքանչյուր երկրորդ 100ms ցիկլի ամենացածր ելքային շարժիչի մակարդակով): Երկրպագուները չպետք է նկարեն 1 Ա -ից ավելի մեկ ելքային ալիքի համար:

Քայլ 6: Այլ փոփոխություններ, որոնք ես կատարել եմ իմ համակարգչում

A ալիքը քշում է երկու երկրպագու, որոնք գտնվում են իմ պատյանների վերևում: Նրանք նույն մոդելն են և սնվում են նույն լարման միջոցով, ինչը նրանց ստիպում է պտտվել շատ նման արագություններով: Դրա արդյունքում հայտնվեց ինչ -որ լսելի զարկ (միջամտության ձև մի փոքր տարբեր հաճախությունների երկու հնչյունների միջև): Դա շտկելու համար երկրպագուներից մեկի հետ շարքով տեղադրեցի 2 դիոդ (մեկը սովորական և մեկը ՝ Շոտկի): Դա նվազեցրեց օդափոխիչի լարումը և արագությունը ՝ ստիպելով անհետանալ հարվածը:

Մեկ այլ փոփոխություն, որը կապված է իմ կատարած երկրպագուներից մեկի հետ, թղթե պատի ներքևի ներքևի օդափոխիչի տեղադրումն է, որն ավելի շատ գտնվում է առջևում: Դրա նպատակն է թույլ չտալ, որ այս երկրպագուն ծծի օդը, որը դեռ չի անցել ջեռուցիչներից որևէ մեկով: Ես նաև փորձեցի թղթի այլ պատեր պատրաստել, որոնք կանխեցին GPU- ի արտանետվող օդի ներծծումը պրոցեսորի հովացուցիչի մեջ: Նրանք իրականում նվազեցրին պրոցեսորի ջերմաստիճանը, բայց GPU- ի ավելի տաքացման գնով, ուստի վերջում ես դրանք հանեցի:

Այլ անսովոր փոփոխություն, որը ես կատարեցի, փոշու ֆիլտրի հեռացումն է այդ երկու գլխավոր երկրպագուների արտանետումից (ամեն դեպքում, ամեն դեպքում օդը դուրս է մղվում պատյանի միջից, և երբ իմ համակարգիչն անջատված է, համակարգչի պատյանից մի փոքր վերև գտնվող դարակը պաշտպանում է այն փոշուց): Ես նաև տեղադրեցի 92 մմ օդափոխիչ երկու դատարկ 5,25 դյույմանոց դռների դիմաց (օդափոխիչի վերահսկիչը գտնվում է դրա հետևում): Այս օդափոխիչը ոչ մի պտուտակով չի պահվում, պարզապես լավ տեղավորվում է ներքևի 120 մմ օդափոխիչի և վերևի օպտիկական սկավառակի միջև (երկուսի մակերեսները ծածկված են մեկուսիչ ժապավենով `թրթռումների որոշ խոնավացում ապահովելու համար):