سایر مطالب کنترل فن 4 پین با آردوینو

کنترل فن 4 پین با آردوینو

کنترل فن 4 پین با آردوینو
به این نوشته رای دهید

کنترلر فن 4 پین دیجی نیک

خنک کردن مدارات الکترونیکی یکی از مهمترین دغدغه های طراحان مدار است. برای مثال یک مدار سوییچینگ یا SMPS هر چند که راندمان آن بالا باشد، اما دیود ها و ماسفت های استفاده شده در این نوع مدار ها مقداری تولید گرما می کنند. اگر یک مدار سوییچینگ 1kW توان مصرف کند و راندمان آن 90 تا 95 درصد باشد توان اتلاف شده در این مدار 50 تا 100 وات است. مدار های توان بالای دیگری که می توان از آن نام برد مدارات آمپلی فایر توان هستند. بیشتر آمپلی فایرهای صوتی که استفاده می شوند از نوع کلاس AB هستند. این نوع آمپلی فایر در بهترین حالت 75 درصد راندمان دارد که یک آمپلی فایر 200 واتی کلاس AB ، 50 وات توان گرمایی اتلاف می کند. دیگر مثال از یک مدار الکترونیکی توان بالا مدار المان خنک کننده یا همان TEC است. همانطور که می دانیم یک TEC در صورتی که به منبع تغذیه DC متصل شود یک طرف آن گرم و طرف دیگر آن سرد می شود. طرف گرم TEC در صورتی که توان حرارتی آن دفع نشود درجه حرارت آن بسیار افزایش می یابد و باعث سوختن آن می شود. برای دفع حرارت چنین مداراتی به هیت سینک و فن نیاز است. در صورتی که مدار شما زیاد ایجاد گرما نمی کند تنها یک هیت سینک مشکل شما را در خنک کردن مدارتان بر طرف می کند. اما اگر بخواهید از یک هیت سینک نسبتا کوچک برای خنک کردن مدار استفاده کنید به یک فن نیاز دارید.(تغییر اندازه هیت سینک نسبت مستقیمی با میزان دفع حرارت دارد مثلا می توان یک هیت سینک بسیار بزرگ را برای مدارت توان بالا استفاده کرد که این روش بدون فن فضای بیشتری را به دلیل اندازه هیت سینک اشغال می کند.) اغلب مدار های الکترونیکی مانند یک آمپلی فایر، TEC یا یک مدار FPGA توان بالا دارای یک مدار کنترل سرعت فن است. علت استفاده این نوع مدار کنترلی نگه داشتن دمای مدار در یک بازه حرارتی مشخص و جلو گیری از به وجود آمدن بیش از حد صدای فن است. یک فن می تواند دارای 2، 3 یا 4 پین باشد. مثلا یک فن 4-Pin پین اول آن GND پین دوم Vcc و پین سوم Tachometer  یا همان سرعت سنج و پین چهارم هم پین PWM برای کنترل سرعت فن است.

این مطلب را از دست ندهید  نقد و بررسی مینی کامپیوتر Tinker Board محصول شرکت Asus

توضیحات فنی فن 4 پین:

فن 4 پین که بیشتر در کامپیوتر ها دیده ایم برای خنک کنندگی CPU یا GPU استفاده شده.این نوع فن ها BLDC یا براشلس هستند که یک آی سی درون این فن ها چرخش روتور را کنترل می کند. یک فن 4 پین دارای پین های GND،Vcc، تاکومتر و PWM است. ولتاژ ورودی این فن ها اغلب 12 ولت است مانند فن CPU . پین Tachometer یک پین Open Collector یا Open Drain است که با Pullup کردن آن می توانیم سیگنال سنسور اثر هال را دریافت کنیم. لازم به ذکر است که حداکثر ولتاژ Pullup 13 ولت است، اما اگر بخواهید این سیگنال را به Arduino متصل کنید باید ولتاژ آن 5 ولت باشد. بیشتر این نوع فن ها با هر بار چرخش 2 پالس خروجی می دهد که باید این مورد را در محاسبه لحاظ کرد. پین PWM فن 4 پین برای کنترل سرعت فن استفاده می شود که باید مشخصات سیگنال خاص خودش را داشته باشد. فرکانس سیگنال PWM باید 25 کیلوهرتز و ولتاژ High و Low آن به ترتیب 5 و 0 ولت باشد.

پین های فن 4 پین

راه اندازی کنترل فن 4 پین با استفاده از آردوینو:

برای به دست آوردن RPM و سرعت فن ابتدا پین tachometer را با 5 ولت Pullup می کنیم و بعد پین تاکومتر که بیشتر به رنگ سبز هست را به پین Interrupt آردوینو که پین 2 هست وصل می کنیم. در مورد پین PWM فن 4 پین به دلیل اینکه فرکانس ورودی PWM 25 کیلوهرتز هست نمی توانیم از تابع analogWrite آردوینو استفاده کنیم چون حداکثر فرکانس این PWM 1 کیلوهرتز است. برای تولید سیگنال PWM 25 کیلوهرتزی در آردوینو باید از Timer1 استفاده کرد. از این تامر در کد نوشته شده در همین پست هم برای تولید سیگنال PWM و  هم برای بدست آوردن RPM فن استفاده می شود. برای کنترل سرعت چرخش فن از یک پتانسیومتر استفاده می کنیم که با این پتانسیومتر می توانید سرعت فن را تنظیم کنید. در صورتی که بخواهید از دمای مدار الکتریکیتان برای کنترل سرعت فن استفاده کنید می توانید به جای ولتاژ ضریب یا رابطه ای از دما را به تابع PWM بدهید. شماتیک مدار کنترل فن با استفاده از آردوینو را می توانید در شکل زیر مشاهده کنید:

این مطلب را از دست ندهید  استفاده از موتور براشلس (BLDC) در کوادکوپتر

شماتیک مدار فن کنترل با آردوینو

کد برنامه را می توانید از لینک زیر دانلود کنید.


دانلود فایل با لینک مستقیم

گروه تلگرام

با وارد کردن ایمیل، لینک دانلود در کمتر از 30 ثانیه به آدرس ایمیل شما ارسال می شود و می توانید فایل را بدون محدودیت دانلود نمایید.

آدرس ایمیل

برای کنترل حلقه بسته درجه حرارت مدار الکترونیکی به این قسمت مراجعه نمایید.

درباره مازیار قنبری نژاد

مطلب پیشنهادی

برد Maple mini با میکروکنترلر ARM

برد Maple mini ARM 32-bit سازگار با محیط برنامه نویسی Arduino IDE

برد Maple mini ARM 32-bit سازگار با محیط برنامه نویسی Arduino IDEبه این نوشته رای …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *