Как сделать, чтобы вентилятор, кулер включался автоматически при увеличении температуры на радиаторе, схема

В этой статье предлагаю рассмотреть достаточно простую схему автоматического включения и выключения обычного компьютерного кулера, управляемая датчиком температуры. К примеру, у нас имеется радиатор мощного блока питания, на котором установлен охлаждающий малогабаритный вентилятор, питаемый постоянным током. Если охлаждающий вентилятор будет постоянно работать, даже когда температура на радиаторе невысокая, то это будет создавать дополнительный ненужный шум. А также вентилятор будет бесполезно потреблять ток, что не совсем экономично. Но вот если этот вентилятор будет запускаться только тогда, когда температура на радиаторе поднялась выше допустимого, то это будет гораздо лучше и экономнее. Простая схема такого автоматического запуска кулера представлена ниже на рисунке.

Простая схема автоматического включения кулера, компьютерного вентилятора от изменения температуры

Предлагаемая схема содержит всего несколько электронных компонентов. А именно, это терморезистор, переменный резистор и два обычных биполярных транзистора, либо же вместо них можно поставить одни составной (так называемый транзистор Дарлингтона). Еще параллельно кулеру желательно поставить любой диод, например типа 1n4007, далее расскажу для чего он нужен в схеме. Поскольку компьютерные кулеры питаются от напряжения 12 вольт, то и сама схема рассчитана на это напряжение. Хотя это напряжение можно сделать чуть больше или чуть меньше, на схему это особо не повлияет (разве что нужно будет подстроить нужную температуру срабатывания схемы).

Для новичков стоит сказать, что терморезисторы бывают двух типов – это термисторы и позисторы.

Как обозначаются на схема термистор и позистор, их принципиальные отличия

Разница между ними простая. Термистор, это терморезистор, который имеет отрицательный коэффициент сопротивления. То есть, при нагревании термистора его электрическое сопротивление будет уменьшаться. Причем достаточно резко и в относительно больших пределах. На схемах термисторы обозначаются как обычных резистор, только добавляется косая черточка и перед буквой t, обозначающий температуру, еще ставится минус (и обозначающий отрицательный коэффициент сопротивления). Или ставиться обозначение NTC.

Позистор – это терморезистор, имеющий положительный коэффициент сопротивления. То есть, при нагревании позистора его сопротивление будет увеличиваться. Позисторы обозначаются также как и термисторы, только пред буквой t стоит плюс (обозначающий этот самый положительный коэффициент сопротивления). Либо может присутствовать такая надпись PTC.

Где у биполярного и полевого транзистора база, коллектор эмиттер, затвор, сток, истокТеперь возвращается к нашей схеме автоматического управления кулером. Тут все просто. Как известно биполярные транзисторы имеют способность усиливать ток и напряжение. Если между базой транзистора и его эмиттером приложить постоянное напряжение около 0,6 вольт, то транзистор откроется и начнет через коллекторно-эмиттерный переход пропускать увеличенный ток. Транзисторы имеют различный коэффициент усиления. Например, КТ315 обладает коэффициентом усиления в среднем около 200 раз. То есть, если чрез базу пропустили 1 мА, то на коллекторе мы может получить ток 200 мА. Если же мы соединим два транзистора, как показано на схеме, то коэффициенты двух транзисторов перемножаются. И в итоге он может доходит аж до 10000 раз.

Терморезистор R1 и переменный резистор R2 представляют собой простой делитель напряжения. И в зависимости, какие величины сопротивления будут у этих резисторов, то и входное напряжение разделится между ними пропорционально этому соотношению. Например, два резистора имеют одинаковое сопротивление, значит и напряжение разделится между ними поровну. Как я выше написал, чтобы открыть один биполярный транзистор на его входе (между базой и эмиттером) должно появиться напряжение не менее 0,6 вольт. Поскольку у нас два транзистора и их база-эмиттерные переходы соединены последовательно, то входное напряжение уже должно быть не меньше 1,2 вольта.

Как мы выяснили выше, термистор при нагревании уменьшает свое сопротивление. Следовательно это приведет к уменьшению напряжения на нем, а на переменном резисторе оно наоборот увеличится. Это приведет к тому, что как только увеличение напряжение между минусом схемы и среднем выводом переменного резистора достигнет величины 1,2 вольта, то оба транзистора полностью откроются и включает охлаждающий вентилятор. Но как только температура на термисторе снижается, его сопротивление увеличится, напряжение на нем также увеличивается, а на переменном снова уменьшается. И как только на входе транзистора напряжение станет меньше 1,2 вольта, оба транзистора закрываются и вентилятор отключается.

Учтите, что термистор и позистор в схему нужно ставить в разные места. А именно, если у вас в место термистора имеется только позистор, то его нужно поставить под переменным резистором, как показано на схеме ниже (схема на полевом транзисторе).

Схема автоматического запуска компьютерного кулера при увеличении температуры на терморезисторе и полевом транзисторе

Не подумайте, что в схему с биполярными транзисторами нужно ставить термистор, а в схему на полевом транзисторе нужно ставить позистор. Если мы имеем термистор, то его как в схеме с биполярными транзисторами, так и с полевыми, нужно ставить выше переменного резистора. Если же у нас есть позистор, то его и в той и другой схеме мы ставим ниже переменника. И насчет, какой вариант будет лучше – с двумя биполярными, одним составным биполярным или с одним полевым транзистором? Мои эксперименты показали, что лучше всего работает схема с двумя биполярными транзисторами, она наиболее чувствительна к изменению температуры на терморезисторе.

Минимальное напряжение и ток для запуска компьютерного вентилятора, кулераСама схема, представленная в данной статье, достаточно проста, что является ее достоинством, но она имеет и незначительный недостаток. Дело в том, что абсолютно любой компьютерный кулер имеет так называемую мертвую зону, при которой сам вентилятор не вращается, а ток при этом потребляется. То есть, минимальное напряжение, при котором подобный кулер стартует, это где-то от 3 вольт. При этом стартовый ток где-то около 60 мА. А минимальный ток, при котором вентилятор уже останавливается равен где-то 20 мА. Поскольку при медленном изменении температуры на терморезисторе у нас транзисторы также открываются не моментально, а хоть и быстро но все же плавно (а не рывком). То имеется небольшой температурный диапазон (около 4 градусов), когда напряжение уже начало увеличиваться на вентиляторе, а сам вентилятор еще не крутится, но при этом уже потребляет небольшой ток. И только когда напряжение кулере достигнет 3 вольт, этот кулер стартует на своих минимальных оборотах.

Данный недостаток можно считать незначительным, поскольку во-первых – бесполезная мощность мертвой зоны достаточно мала (при максимальном его значении когда у нас 2,9 вольта и ток 59 мА, ну как бы чуть меньше стартового значения, эта мощность равна около 0,15 мВт). Во-вторых – как правило когда схема с радиатором начинает быстро нагреваться, то мертвый температурный диапазон в 4 градуса проходится достаточно быстро (в течении нескольких секунд). Так что имеющейся недостаток этой схемы как бы весьма незначительный.

И напоследок о назначении диода, что стоит параллельно кулеру. Дело в том, что у кулера имеются обмотки, а любые обмотки обладаю индуктивностью. Если с индуктивности резко снять напряжение, то на ее выводах образуется кратковременный скачок напряжения (противоположной полярности). Такие всплески напряжения легко могут вывести из строя наиболее чувствительные компоненты, в нашем случае это транзисторы. Вероятность повреждения транзисторов хоть и мала, но все же есть. Либо эта индуктивность кулера может вносить отрицательные влияние на другие схемы, которые будут электрически связаны с данной схемой. А так защитный диод просто гасит возникающий всплеск напряжения, пропуская его через себя.

Видео по этой теме:

P.S. Эту схему автоматического включения и выключения компьютерного вентилятора я установил на радиатор схемы электронной нагрузки. При тестировании различных блоков питания на их максимальную мощность радиатор этой электронной нагрузки быстро нагревается и как только достигает температуры 50 градусов происходит автоматический запуск схемы включения кулера. Предлагаемая схема работает четко и хорошо, свою функцию она выполняет на все 100%. Так что советую эту схему и вам.

 



Рекомендуемый материал по схожей тематике