CPU és GPU vezérlésű ventilátorvezérlő: 6 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:47

Nemrég frissítettem a grafikus kártyámat. Az új GPU -modell magasabb TDP -vel rendelkezik, mint a CPU -m, és egy régi GPU -val, ezért további tok -ventilátorokat is szerettem volna telepíteni. Sajnos a MOBO -mnak csak 3 ventilátorcsatlakozója van sebességszabályozással, és ezek csak a CPU vagy a chipset hőmérsékletéhez köthetők. Úgy döntöttem, hogy orvoslom ezt, és megterveztem a saját PC -ventilátorvezérlőmet, amely leolvassa a már telepített ventilátorok fordulatszámát (mind a MOBO -hoz csatlakoztatott, mind a CPU -hőmérsékletű, mind a GPU -t hűsítőket), és két kimeneti csatornával rendelkezik. Az A csatorna a CPU és a GPU hőmérséklethez kapcsolt ventilátorok sebességét használja a 3 pólusú kimeneti ventilátorok vezérléséhez változó sebességgel. A B csatorna csak a GPU ventilátorok sebességét érzékeli, és a kimeneti áramköre további tranzisztorokat használ, amelyek lehetővé teszik az általa meghajtott ventilátorok alacsonyabb sebességének elérését (jól működik félig passzív grafikus kártyával).

Véleményem szerint más ventilátorok sebességét leolvasni könnyebb és olcsóbb, mint további hőmérsékleti szondákat telepíteni közvetlenül a hűtőbordákkal borított processzorok mellé (ez alapvetően megköveteli a ventilátorok fordulatszámmérő vezetékének közvetlen csatlakoztatását a mikrovezérlő csapjához).

A ventilátor fordulatszámának szabályozásának néhány módját itt ismertetjük. Úgy döntöttem, hogy alacsony frekvenciájú PWM-et használok, de a cikkben leírt módszer kevés módosításával. Először is, minden csatorna 6 sorba kapcsolt diódával rendelkezik, amelyekkel 4-5 V-mal lehet csökkenteni a ventilátort tápláló feszültséget. Ebben a beállításban a PWM feszültségszintek ~ 8V - 12V és 0V - ~ 8V (nem érhetők el az A csatornában) 0V - 12V helyett. Ez jelentősen csökkenti a ventilátor által keltett zajt. Egy másik trükk, amellyel így csendesebbé tettem a ventilátorvezérlést, itt található. Ez a trükk megköveteli az RC áramkör telepítését a mikrokontroller kimenete és a MOSFET kapuja között, amelyet a ventilátor feszültségszintjének megváltoztatására használtam. Ez csökkenti a MOSFET -et vezérlő jel fordulatszámát, és ezáltal a ventilátor szögbeli rángatását a feszültségszint változásakor kevésbé szembetűnővé teszi, csökkentve a rezgéseket és a feszültségcsúcsokat.

Kellékek

Alkatrészek és anyagok:

• ATtiny13 vagy ATtiny13A 8-PDIP tokban
• 8 tűs DIP aljzat
• 3x IRF530 tranzisztor
• 12x 1N4007 dióda (minden más 1A dióda, amelynek feszültségcsökkenése körülbelül 0,7 V kell, hogy működjön)
• 220uF/25V radiális elektrolit kondenzátor
• 10uF/16V radiális elektrolit kondenzátor
• 5x 100nF kerámia tárcsás kondenzátor
• 10k 0,25W ellenállás
• 4x 22k 0,25W ellenállás
• 2x 1k 0,25W ellenállás
• 6x6 mm -es tapintható kapcsológomb
• 2x 2 tűs, 2,54 mm -es egyenes hüvelyes fejfej
• 4x 3-pólusú ventilátor csatlakozó (Molex 2510), alternatívaként használhatja a szokásos tűs fejléceket is, ha szeretné (én megtettem), de akkor különösen óvatosnak kell lennie a ventilátorok csatlakoztatásakor, és a ventilátorok női csatlakozói kevésbé biztonságosan rögzítve
• 4 tűs Molex csatlakozó, hüvelyház/hüvelyes csatlakozók (AMP MATE-N-LOK 1-480424-0 tápcsatlakozó), olyat használtam, amely a Molex dugó része-2x SATA női adapter, régi MOBO-val együtt
• 2x áthidaló kábel 2,54 mm -es hüvelyes csatlakozókkal (vagy csatlakozóház + csapok + vezetékek), forrasztva vannak a bemeneti ventilátorok fordulatszámmérő vezetékeihez (vagy közvetlenül a csatlakozókhoz a NYÁK -on)
• előlap (50 mm x 70 mm, min. 18 x 24 lyukú tömb), vagy rézburkolatú táblát is marathat, és lyukakat fúrhat
• néhány drótdarab
• szigetelő szalag
• alumínium fóliaszalag (ha csatlakozót szeretne csatlakoztatni a GPU hátlapjához, lásd az 5. lépést)
• papír

Eszközök:

• átlós vágó
• fogó
• lapos pengés csavarhúzó
• svájci bicska
• multiméter
• forrasztóállomás
• forrasztani
• AVR programozó (önálló programozó, például az USBasp vagy az ArduinoISP
• kenyérlap és jumper kábelek, amelyeket a mikrokontroller PCB -n kívüli programozására használnak (vagy bármely más eszköz, amely ezt a célt el tudja érni)

1. lépés: Jogi nyilatkozat

Ennek az eszköznek a felépítése mérsékelten veszélyes szerszámokat igényel, és kárt okozhat vagy anyagi kárhoz vezethet. A szükséges lépések némelyike érvénytelenítheti a hardverre vonatkozó jótállást, vagy helytelen végrehajtás esetén akár meg is rongálhatja azt. A leírt eszközt saját felelősségére építi és használja

2. lépés: A ventilátorvezérlés működése

Az A csatorna két bemenetet használ. Mindegyik A csatorna bemenethez tartozik egy szint, így hívhatjuk az A0 és A1 szinteket. Alapértelmezés szerint mindkét szint 0. Mindkét bemenethez RPM küszöbérték tartozik (bemenetenként 3 küszöb). Az első küszöb elérésekor az A0 vagy az A1 1 -re, a második 2 -re nő, és a harmadik küszöb az egyik bemeneti szintet 3 -ra állítja. mint 3), így a fő kimenet A csatorna szintje 0-3 tartományban lesz. Ez a szám a kimeneti ventilátorok fordulatszámának szabályozására szolgál, a 0 azt jelenti, hogy 7-8 V feszültséget kapnak (0%-os üzemi ciklus). A magasabb kimeneti szintek azt jelentik, hogy a ventilátor teljes 12V -ról táplálkozik 100 ms vagy 33 ms ciklus 33% -a, 66% -a vagy 100% -a (ez a kiválasztott frekvenciától függ).

A B csatornának csak egy bemenete van (B1, fizikailag megosztva az A csatornával [PB1 pin]). Hat lehetséges B1 szint létezik (1-6), az alapértelmezett szint 1. Öt küszöbérték létezik, amelyek képesek növelni a B1 szintet. A B1 csatorna fő kimeneti szintjeként szolgál. Ha ez 1, akkor a 7-8V teljesítményű kimeneti ventilátorok a ciklusidő 33% -át teszik ki az egyik ciklusban, a másikban 66% -ig, a többi idő alatt a tápfeszültség megszakad. A 2. szint azt jelenti, hogy minden ciklus 66% -a 7-8V, a többi 0V. A 3. szint azt jelenti, hogy a 7-8V feszültséget folyamatosan alkalmazzák. A 4-6 szintek azt jelentik, hogy a ventilátor teljes 12V-ról táplálkozik a ciklus 33% -ában, 66% -ában vagy 100% -ában, míg az idő hátralévő részében a feszültség 7-8V.

Ennek a PWM vezérlőnek a frekvenciája alapértelmezés szerint 10 Hz. 30 Hz -re növelhető a J7 jumper csapok bezárásával.

Ha eléri a magasabb küszöbértéket, az A0, A1 és B1 szint azonnal emelkedik. Ha azonban az RPM csökken, a szint 200 ms -ig tart, és csak 1 -vel csökkenhet 200 ms -onként. Ez megakadályozza a szintek gyors változását, ha a bemeneti ventilátor fordulatszáma nagyon közel van a küszöbértékhez.

3. lépés: Elektronikus alkatrészek forrasztása

Forrasztja az összes elektronikai alkatrészt az előlapra (kivéve az Attiny13 -at, ezt később egy foglalatba kell helyezni). Használjon rézhuzalokat (az UTP -kábel 0,5 mm átmérőjű kábeleinek tökéletesnek kell lenniük) az alkatrészek közötti elektromos kapcsolatok létrehozásához. Ha problémái vannak a Molex (AMP MATE-N-LOK) csatlakozóból kilépő nagy vezetékek tolásával, nagyobb lyukakat fúrhat hozzájuk. Ha nem szeretne fúrót használni, akkor mindig csavarjon néhányszor egy csavart az előlap kis lyukaiban. Ügyeljen arra, hogy a vezetékek ne okozzanak rövidzárlatot.

Ha inkább saját PCB -t szeretne készíteni, akkor.svg (tábla mérete 53,34x63,50 mm) és.pdf (A4 -es oldalméret,.zip archívum) fájlokat is biztosít. Az egyoldalas rézburkolatú táblának elegendőnek kell lennie, mivel az elülső oldalon csak egy csatlakozó található (huzalral is elkészíthető), így az elülső oldalra vonatkozó fájlok főként vannak megadva, hogy ez a kapcsolat azonosítható legyen.

Erősen ajánlom, hogy a PCB -t takarja le valamilyen szigetelőanyaggal, amely megakadályozza a véletlen rövidzárlatot. Néhány réteg normál papírt használtam, amelyeket néhány szigetelőszalag csík tartja a NYÁK széléhez.

4. lépés: Az ATtiny mikrokontroller programozása

Az MCU-n futó program a bemeneti ventilátorok fordulatszámának több küszöbét is kódolta. Ezek a küszöbértékek a fan_controller.c fájl elején találhatók. Az első küszöböt tartalmazó sor, amely felelős az A -csatorna kimeneti szintjének kismértékű növeléséért, ha a bemeneti_0 ventilátor meghaladja a 450 RPM -et, így néz ki:

#define A0_SPEED_0 3 // 450 RPM

Ha módosítani szeretné a küszöbérték RPM értékét, akkor a 3 -as számot valami másra kell cserélnie. Ha ezt a számot 1 -gyel növeli, akkor 150 RPM -el változik a küszöbérték.

A másik dolog, amit érdemes megváltoztatni, a kimeneti szint késleltetésének csökkentése. Ez a késleltetés megakadályozza a kimeneti szint gyors változását, ha a bemeneti ventilátor fordulatszáma nagyon közel van a küszöbértékhez. Három vonal vezérli ezt (mivel az A csatorna 2 bemenetet használ, a B csatorna pedig 1 -et), és az első így néz ki:

ha (channel_A0_lower_rpm_cycles> 2) {

A 2 -es szám növelése növeli ezt a késleltetést. A késleltetést 100 ms -os ciklusokban számolják.

A forráskód összeállításához, majd a chip programozásához szüksége lesz valamilyen szoftverre. Debian alapú Linux disztribúción a következő parancs végrehajtásával telepíthető:

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

Ha Windows operációs rendszert használ, megpróbálhatja telepíteni a szükséges szoftvert is tartalmazó WinAVR csomagot.

A forráskód fordításához ezt kell végrehajtania:

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

. Hex fájl létrehozásához ezt a sort be kell másolnia a terminálba:

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

Ez a parancs lehetővé teszi annak ellenőrzését, hogy mennyi memóriát fog használni a program (a szöveg Flash, az adatok változók, amelyeket a Flash tárol, majd a RAM -ba másol, a bss pedig a 0 értékű RAM -ban inicializált változók):

avr méretű fan_controller.out

Amikor a.hex fájl készen áll, be kell illesztenie az ATtiny13 -at a kenyértáblába, és csatlakoztatnia kell a programozóhoz áthidaló kábelekkel. A legjobb, ha az MCU -hoz csatlakoztatja a tápellátást a programozóból. Tartsa meg az alapértelmezett biztosíték biteket (H: FF, L: 6A). Ha a programozó USBasp, akkor ez a parancs az MCU flash memóriáját programozza:

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

-B 8 megváltoztatja az átviteli sebességet a programozó és az MCU között (bitóra). Előfordulhat, hogy magasabb értékre kell módosítania, ha problémái vannak a mikrokontroller csatlakoztatásával.

Ha készen áll az MCU, tegye a DIP 8 aljzatba. Az MCU eltávolításához a kenyértábláról általában lapos csavarhúzóval szúrom.

5. lépés: Ventilátorok csatlakoztatása az eszközhöz

Input 0 ventilátorként (amely a PB0 -hoz van csatlakoztatva) kiválasztottam a MOBO -hoz csatlakoztatott tok -ventilátorok egyikét, amelynek sebessége a CPU hőmérsékletétől függően változott. Eltávolítottam a szigetelést a ventilátor fordulatszámmérő vezetékének részéről, és forrasztottam rá az áthidaló kábel egyik végét. A másik végét (2,54 mm -es női csatlakozóval rögzítve) a ventilátor vezérlőhöz kell csatlakoztatni. Ha az áthidaló kábel túl rövid, akkor hosszabbítsa meg úgy, hogy forraszt egy másik kábelt az előbbiek között. Ezután fedje le az összes szabadon lévő vezetéket szigetelő szalaggal.

Az 1. bemenet a GPU -ventilátorok sebességét olvassa (esetemben valójában 3 db van belőle, de a grafikus kártya NYÁK -on csak egy ventilátor csatlakozó található). Az 1-es bemenet áthidaló kábelét forrasztottam közvetlenül a NYÁK-on található 4 tűs mini GPU ventilátor csatlakozó egyik vezetékéhez. Mivel ez a vezeték a NYÁK és a hátlap között helyezkedett el, először szigeteltem a hátlapot egy papírral (különösen azért, mert a hátlap anyaga meglehetősen forrasztható volt), majd erősen rögzítettem a kábel csatlakozóját a hátlap másik oldalára alumínium fóliaszalag használatával.. Ezután a GPU ventilátor (ok) csatlakoztathatók a PB1 tűhöz egy másik (hosszabbított) áthidaló kábel használatával. Ha nem akar semmit forrasztani a grafikus kártya NYÁK -ján, akkor csatoljon áthidaló kábelt a ventilátor vezetékeihez, vagy készítsen adaptert, amelyet a ventilátor (ok) és a NYÁK csatlakozója között helyez el, a döntés az Öné.

A ventilátor a fordulatszámot a fordulatszámmérő vezetékén keresztül továbbítja úgy, hogy ezt a vezetéket a talajhoz csatlakoztatja nyitott lefolyón/kollektoron forgásonként kétszer (a ventilátor forgórésze általában 4 pólusú [NSNS], amelyet Hall-érzékelő észlel, a ventilátor teljesítménye alacsony, amikor pólus típusát észleli). A másik oldalon ezt a vezetéket általában a 3,3 V feszültség szintjére húzzák. Ha nem biztos abban, hogy a megfelelő vezetéket kapta, használjon oszcilloszkópot, vagy építsen fel egy olyan észlelési áramkört, amely ebben a lépésben az utolsó képre húzódik. Az első lehetővé teszi, hogy ellenőrizze a mért feszültséget, amely megjelenik a mért helyen, a második pedig annak ellenőrzését, hogy alacsony frekvenciájú impulzusok jelennek -e meg.

A 3.3V -t az ATtiny bemeneti csapjainak HIGH állapotnak kell olvasnia, de ha problémái vannak ezzel, megpróbálhatja csökkenteni az MCU -t tápláló feszültséget (ez növeli a MOSFET -ek ellenállását is!). Semmi gondom nem volt, ennek ellenére úgy döntöttem, hogy ide kell írnom ezt a gondolatot.

Amikor a bemeneti ventilátorok készen állnak, elhelyezheti a ventilátorvezérlőt a számítógép házában, az Ön által választott helyen. Két üres 5,25 hüvelykes meghajtóhelyem mellé szereltem, úgy, hogy az öböl fém részei közé nyomtam, papírt tettem mögé, és a helyére rögzítettem az egyik nagy lyukon keresztül benyomott cipzárral. az előlapban és néhány más lyukban az 5,25”-es rekeszben. Győződjön meg arról, hogy a PC házának fém alkatrészei nem érinthetik a ventilátorvezérlő szabadon lévő vezetőit.

Most csatlakoztathatja a 3 pólusú kimeneti ventilátorokat a vezérlőhöz. Az A csatornához csatlakoztatott kimeneti ventilátorok mind a CPU, mind a GPU ventilátorokhoz kapcsolódnak, és a minimális feszültség, amely táplálja őket, körülbelül 7-8V lesz. A csatorna B kimeneti csatlakozóihoz csatlakoztatott ventilátorokat csak a GPU hűtőventilátora hajtja, és feszültségük 0V -ra csökkenhet (de csak 66 ms másodpercenként 100 ms ciklusonként a legalacsonyabb kimeneti meghajtó szinten). A ventilátorok nem húzhatnak 1A -nál többet kimeneti csatornánként.

6. lépés: A PC -n végrehajtott egyéb módosítások

Az A csatorna két ventilátort hajt meg a tokom tetején. Ugyanaz a modell, és ugyanazzal a feszültséggel működnek, ezért nagyon hasonló sebességgel forognak. Ennek eredményeképpen némi hallható ütés (interferencia minta két, kissé eltérő frekvenciájú hang között) jelent meg. Ennek orvoslására telepítettem 2 diódát (egy normál és egy Schottky) sorba az egyik ventilátorral. Ez csökkentette a ventilátor feszültségét és sebességét, így az ütés megszűnt.

Egy másik változtatás, amely az egyik ventilátorhoz kapcsolódik, egy papír falú, fújtató felső ventilátor felszerelése, amely inkább az elülső oldalon található. Célja, hogy ez a ventilátor ne szívja be a levegőt, amely még nem ment át egyetlen hűtőbordán sem. Megpróbáltam más papírfalakat is készíteni, amelyek megakadályozták, hogy a GPU kipufogó levegője a CPU hűtőjébe kerüljön. Valójában csökkentették a CPU hőmérsékletét, de a GPU felmelegedésének árán, így végül eltávolítottam őket.

Egy másik szokatlan módosítás, amelyet elvégeztem, a por szűrő eltávolítása a két felső ventilátor kipufogójánál (a levegőt legtöbbször úgyis kiszorítják a házból, és amikor a számítógép ki van kapcsolva, a fiók kissé a PC -tok felett található porból). 92 mm -es ventilátort is telepítettem két üres 5,25”-os meghajtórekesz elé (a ventilátorvezérlő közvetlenül mögötte található). Ezt a ventilátort semmilyen csavar nem tartja, csak jól illeszkedik a 120 mm -es ventilátor és az alatta lévő optikai meghajtó közé (mindkettő felülete szigetelőszalaggal van borítva, hogy némi rezgéscsillapítást biztosítson).