В связи с увеличением быстродействия и энергопотребления процессоры, видеокарты, оперативная память и другие компоненты компьютеров в качестве побочного эффекта нормальной работы выделяют огромное количество тепла. Эти устройства должны работать в определенном температурном диапазоне, чтобы предотвратить перегрев, нестабильность, неисправность и повреждения, приводящие к сокращению срока службы ПК.
У подавляющего большинства компьютеров есть хотя бы один кулер. Задача вентиляторов — поддерживать ваш компьютер в функциональном состоянии, либо вытягивая воздух с нагретых поверхностей, либо всасывая холодный воздух в системный блок. Во всех вентиляторах ПК используются бесщеточные двигатели, гарантирующие надежность, энергоэффективность и обратную связь по оборотам.
Классификация вентиляторов
Для классификации кулеров существуют различные характеристики:
- Размер.
- Воздушный поток.
- Скорость вращения.
- Тип подшипника.
- Питание и тип коннектора.
- Уровень шума.
Наиболее удобной характеристикой для классификации является тип коннектора (разъем). Это небольшой прямоугольный соединитель с двумя выступами на внешнем краю одной стороны. Имеет два вида исполнения — с тремя(3-pin) и четырьмя(4-pin) контактами. По количеству проводов их еще называют 3-проводные и 4-проводные.
Два вентилятора могут иметь разные цвета проводов в разъемах. Похоже, что у производителей не было одного и того же поставщика проводов, а у поставщика проводов не было одного и того же поставщика цветного пластика.
Поэтому, вместо того, чтобы использовать цвета для подключения контактов, лучше использовать нумерацию стандартного разъема. Независимо от того, какого цвета провод, он будет подключен к нужному контакту материнской платы. Номер 1 является самым левым контактом (указан на самом коннекторе).
Вентиляторы с 3-проводным разъёмом
Очень распространенный тип вентилятора. В этих кулерах впервые используется тахометр.
Назначение контактов разъёма:
- (-) источника питания.
- (+) источника питания.
- Датчик Холла.
Первые два провода являются источником питания вентилятора (от 4 до 12 В). Третий провод, идет прямо с выхода датчика Холла и предназначен для контроля работоспособности устройства. Этот выход генерирует 2 импульса за один оборот кулера. С третьего провода материнская плата считывает импульсы тахометра вентилятора и определяет, работает ли он, а также сколько производит оборотов в минуту.
Если на материнскую плату не поступают электрические импульсы или поступают, но с очень низкой частотой, то звучит характерный зуммер, чтобы сообщить пользователю о выходе со строя вентилятора.
Вентиляторы с 4-проводным разъёмом
Самый современный тип вентилятора для ПК. Он увеличивает или уменьшает свои обороты с помощью сигнала ШИМ и одновременно обеспечивает обратную связь по тахометру.
ШИМ (англ.PWM) – широко-импульсная модуляция – метод управления питанием нагрузки за счет ширины подаваемых импульсов напряжения.
Назначение контактов разъёма:
- (-) источника питания.
- (+) источника питания.
- Датчик Холла.
- Управление ШИМ.
Контакты 1, 2 и 3 выполняют те же функции, что и контакты кулера с 3-pin.
4-й контакт – управляющий. При непрерывной подаче напряжения на этот контакт происходит вращение кулера на максимальной скорости. Для изменения скорости вращения на управляющий контакт подаются импульсы высокой частоты. Регулировка вращения производится увеличением ширины импульса при неизменной частоте. Другими словами, чем продолжительнее на катушки двигателя вентилятора воздействует напряжение, тем выше скорость вращения.
Существует два основных способа управления ШИМ-сигналом: микроконтроллером и программой.
В первом случае микроконтроллер считывает данные с термодатчика и определяет режимы работы вентилятора. Часто этот режим настраивается в BIOS компьютера (базовая система ввода\вывода).
Во втором случае данные с термодатчика перехватывает программа. В основном это программное обеспечение производителя материнской платы. Самая популярная – программа SpeedFan.
Есть 4-проводные вентиляторы, которые работают на низких оборотах, даже если температура оборудования находится в рабочих пределах, т.е. не получают управляющего сигнала ШИМ. Устанавливаются они на узлах, работа которых критически важна.
Сходство и различие
Наличие трех одинаковых контактов и возможность фиксировать неисправность делает эти вентиляторы практически идентичными.
Различие лишь в возможности 4-pin вентилятора регулировать скорость вращения в зависимости от температуры охлаждаемого устройства.
На самом деле все вентиляторы могут управляться с помощью ШИМ, но 4-проводный тип может то, что не может сделать 3-проводный вентилятор в обычных условиях. Трехпроводной вентилятор питает датчик Холла и контроллер от той же линии, что и катушки. Таким образом, если попытаться отправить импульсы ШИМ на катушки 3-проводного вентилятора, те же импульсы поступят на контроллер. В этом случае велика вероятность выхода контроллера со строя, потому что для его работы необходим постоянный ток. В результате третий провод (датчик Холла) не даст правильных показаний.
4-pin вентиляторы имеют небольшие изменения, которые устраняют эту проблему.
Контроллер и датчик Холла всегда питаются постоянным током. Дополнительный транзистор размещается перед катушками. База этого транзистора фактически является четвертым проводом. Итак, импульсы ШИМ возбуждают транзистор. Катушки получают эти импульсы через транзистор, но на контроллер вместе с датчиком Холла это никак не влияет.
