Jak dodělat měření otáček u ventilátorů

Princip měření otáček

Otáčky ventilátoru se měří třetím vývodem (RPM monitoring), na němž jsou pulsy podle rychlosti otáček ventilátoru. Obvykle 2 pulsy na 1 otáčku, u ventilátoru s 3000 ot./min, naměříme 6000 pulsů za minutu, 100 pulsů za jednu vteřinu.

Kablík vývodu pro měření otáček bývá nejčastěji žlutý, bílý nebo modrý.

Měření počtu pulsů za minutu nebo i vteřinu je časově velmi zdlouhavé, proto se měří délka času např. 2 pulsů a počet otáček za minutu se vypočte:

RPM [ot./min.] = 60 / t [s]

Výstup pro měření otáček je ve ventilátoru realizován jako výstup s otevřeným (volným) kolektorem, to umožňuje přes rezistor připojit a přizpůsobit velké množství typů měřících vstupů pracujících s různými pracovními napětími (např. +5V).

Popis ventilátoru

Motory ventilátorů používaných v PC jsou bezkomutátorové (brushless) stejnosměrné motorky s feritovým rotorem (součást vrtule) a statorem (obvykle střed ventilátoru) z aktivně spínaných cívek, které pootáčí rotorem podle signálu z Halovy sondy (magnetický senzor) po čtvrt otáčce (čtyřpólové provedení).
Schéma klasického zapojení takvého ventilátoru vidíte níže (podrobnější popis získáte v původním zdroji na: http://pavouk.org/).

Ale čím se liší obyčejné dvoudrátové ventilátory od třídrátových s podporou měření otáček? Tuto odpověd získáme porovnáním zapojení s třídrátovým modelem (taktéž z na: http://pavouk.org/).

U třídrátových modelů má Halova sonda pomocný vývod pro výstup měření otáček nebo je měření otáček snímáno z kolektoru jednoho ze spínacích tranzistorů. A právě tuto druhou metodu použijeme pro předělání našich ventilátorů.

Kandidát č. 1: Noname ze zdroje 80x25 mm

Pro první pokus jsem zvolil starý ventilátor ze zdroje, jeho kluzné ložisko je vydřené a jiné uplatnění pro něj nemám než pokusy.
Po pečlivém (již několikerém) sejmutí vrtule, musíte sundat zadní nálepku a zajišťovací kroužek (pinzeta a nůžtičky z manikůry se budou hodit), jsem porovnáním s prvním schématem mohl potvrdit naprostou shodu.
Propípáním multimetrem jsem identifikoval jednotlivé vývody (měřte až za D1)

• vývod z Halovy sondy, je to ten, co není uzemněn ani připojen za diodou D1
• bázi tranzistoru T1 (tím i který tranzistor je T1)
• emitor tranzistoru T1 (je uzeměn)
• kolektor tranzistoru T1 (mezi ním a výstupem z D1 bývá odpor 20-50 ohmů, cívka vinutí)
• na druhém tranzistoru identifikujeme emitor (uzemněn, kolektor 20-50 ohmů k diodě D1, báze zbývá)

Kam připojit monitoring otáček a co nejméně ovlivnit původní funkci obvodu?
Rozhodl jsem pro kolektor tranzistoru T1 (viz obrázek výše, úpravy červeně).
Použijeme téměř libovolný univerzální NPN tranzistor se zesílením alespoň 200 a odpor cca 10 kOhmů - 100 kOhmů (já vzal ze šuplíku BC337-40 a 10kOhmů/0.4W, zkoušen i 100 kOhmů a fungoval, ale typ, co jsem měl, byl přílliš rozměrný) a žlutý kablík.

Předchozí úprava vyhoví pouze při připojení k čistě stejnosměrnému zdroji napájení, pokud chceme zajistit správnou funkci i při připojení k regulátoru používajícího PWM (pulsně šířkovou modulaci) i se zaručenou minimální stejnosměrnou složkou, je třeba doplnit ještě druhý odpor, např.: 10kOhm a 10kOhm a BC337-40. Zvýší se tak (sice jen z části) odolnost proti rušení ze spínaných cívek.

Zapojení vývodů BC337 (90% univerzálních tranzistorů v pouzdře TO-92).

Praktická úprava

Přidané součástky jsem vteřinovým lepidlem vlepil do prostoru statoru a přiletoval dle schématu, jak je vidět na obrázku. žlutý kablík jsem vyvedl ven.

Přilepený a zaletovaný tranzistor a odpor.

Funkci měření otáček jsem změřil na svém přípravku, a naměřených cca 1984 ot./min odpovídá předpokladům (ventilátory ve zdrojích mají cca 2000-2200 ot./min).