ВЕНТИЛЯТОР: ПЕРЕГРЕВА НЕ БУДЕТ

Эффективное и надежное функционирование электронных устройств во многом зависит от температурного режима каждого отдельного элемента схемы, особенно, если они работают по 24 часа в сутки. Температурный режим, в свою очередь, зависит от мощностей нагрузки и выходных (ключевых) каскадов стабильности напряжения питания.

Устройства, требующие постоянного охлаждения, снабжают специальными малогабаритными вентиляторами — кулерами. Они не позволяют этому элементу перегреться и выйти из строя. Их устанавливают на процессоры компьютеров, микросхемы системной и видеокарты, радиаторы мощных аудиоусилителей и другие элементы электронной аппаратуры.

Перегрев сложных и высокоинтегрированных устройств и целых электронных узлов чреват не только неисправностью непосредственно этих элементов, но и выходом из строя «по цепочке» всех компонентов схемы.

Но и сами вентиляторы, случается, приходят в негодность. Тогда элементу или микросхеме непосредственно грозит тепловой пробой со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Можно ли контролировать работу самого вентилятора? Оказывается, можно.

Идея разработки этой простой схемы пришла ко мне во время ремонта автомобиля. В таких отечественных изделиях автопрома, как ВАЗ-21063, микроавтобус «Соболь» ГАЗ 2752 и других вентилятор охлаждения радиатора работает не постоянно, а включается, когда жидкость в радиаторе нагревается свыше +87°С. За это «отвечает» датчик температуры охлаждающей жидкости, установленный непосредственно в радиаторе автомобиля.

К сожалению, этот датчик часто выходит из строя (из практики автора), и поэтому принудительная вентиляция не включается. В итоге жидкость закипает — автомобиль приходится останавливать и ремонтировать. Самое простое решение в данном случае (в полевых условиях, когда во что бы то ни стало надо доехать до магазина автозапчастей, автосервиса или до дома) — замкнуть контакты датчика температуры охлаждающей жидкости (смоделировав ситуацию, когда реле датчика температуры включит вентилятор охлаждения).

Рекомендуем посмотреть автозапчасти тут и возможно вы найдете, то что искали и с легкостью почините, то что поломалось, а ваше авто скажет вам спасибо.

Аналогия с автомобилями здесь приводится не случайно. Ведь в электронной технике перегрев элементов так же нежелателен и опасен, как и в автомобильной. Итак, нужен датчик, фиксирующий отказ в работе вентиляторов и оповещающий об этом пользователя. Автор предлагает совсем несложный прибор применительно к двигателям кулеров с питанием от сети постоянного тока напряжением 12 В, электрическая схема которого представлена на рисунке.

Электродвигатель М1 включен (с соблюдением полярности) через ограничительный резистор R1. При подаче питания на устройство в точке соединения нижнего (по схеме) вывода электродвигателя V1 и резистора R1 возникает пульсация постоянного напряжения амплитудой 0,3 — 0,6 В (в зависимости от качества сборки электродвигателя). Это пульсирующее (при включенном электродвигателе) напряжение имеет сложную и хаотичную форму. Разделительный конденсатор C1 не пропускает постоянную составляющую напряжения, поэтому в базу транзистора VT1 поступает только переменная составляющая сигнала управления. При нормальной работе электродвигателя M1 переменное напряжение в базе транзистора VT1 периодически приоткрывает этот транзистор, не давая зарядится конденсатору C2 и открыться полевому транзистору VT2. Неполярный конденсатор С2 выполняет в устройстве и другую важную роль. Он стабилизирует напряжение «исток — затвор» полевого транзистора VT2, обеспечивая тем самым мягкое звучание капсюля HA1.

При остановке электродвигателя кулера (по любой причине: обрыв внутренней цепи обмотки, попадание между лопастями инородного предмета и т.п.) пульсации напряжения в базе транзистора VT1 отсутствуют. Транзистор закрыт (этому также способствует шунтирующий резистор R2). Полевой транзистор VT2 в этот момент открыт, так как получает управляющее напряжение через резистор R3. Как только напряжение на затворе VT2 достигнет 3 В, этот полевой транзистор откроется и включит звуковой капсюль со встроенным генератором звуковой частоты HA1.

Звуковой генератор имеет довольно громкий звук, который можно услышать на расстоянии до 15 м в комнате. Звуковая сигнализация останется включенной до тех пор, пока устройство не будет обесточено или пока вновь не заработает электродвигатель кулера (например, после удаления из его лопастей инородного предмета). Включатель SB1 привносит в устройство дополнительный колорит: при замыкании контактов SB1 электродвигатель M1 работает в полную силу, при этом другая группа контактов размыкает цепь питания звукового генератора.

Принципиальная электрическая схема датчика вращения кулера.

Налаживание

Устройство в налаживании не нуждается и начинает работать сразу после включения. При напряжении источника питания 24 В (в соответствии с контролируемым электродвигателем), возможно, придется подобрать (скорректировать) чувствительность устройства, которая зависит от элементов C1, R1. При увеличении емкости конденсатора C1 и сопротивления резистора R1 чувствительность возрастает, а снизить ее можно и уменьшением сопротивления резистора R2.

О деталях

В приведенном примере в качестве кулера применен вентилятор для охлаждения корпуса компьютера, рассчитанный на постоянное напряжение 12 В и ток 0,1 А.

Таким же методом можно пользоваться для контроля работы других маломощных электродвигателей постоянного тока с приложенным напряжением 12 В. Например, это могут быть электродвигатели типа ДОТ-301, ДКМ-1 (0,12 А), 4ДКС-8 и другие. При контроле вращения электродвигателей с номинальным напряжением 24 В, например, ДКС-16 (24 В), потребуется заменить транзисторы VT1, VT2 другими, в соответствии со справочными данными.

Включатель SB1 — типа МТ3-9-2 (сдвоенный микропереключатель, оформленный в виде тумблера). Если прямое «ручное» включение электродвигателя не требуется, этот включатель из схемы исключают.

Конденсатор C1 — типа МБМ, К10-17 и аналогичный. Неполярный конденсатор С2 — типа К76-П2 или аналогичный. Вместо транзисторов КТ3102Е можно применить КТ3102Б — КТ3102Д. Полевой транзистор — типа КП501 с любым буквенным индексом или зарубежный аналог ZVN2120. Постоянные резисторы — типа МЛТ. Капсюль HA1 со встроенным генератором ЗЧ можно заменить на любой другой аналогичный, рассчитанный на напряжение 10 — 15 В. Если номинальное напряжение электродвигателя 24 В, капсюль заменяют соответствующим, рассчитанным на это напряжение.

Область применения датчика

Перспектива использования рекомендуемого датчика не ограничивается электронной аппаратурой. Например, большую пользу он может принести в аквариумистике, когда требуется контролировать нормальную работу насоса-помпы: ведь в ее рабочую зону часто (без преувеличения) заползают улитки, вследствие чего помпа перестает работать, аэрация воздуха прекращается, что может привести к печальным последствиям и загубить жизнь в аквариуме.

Это только один, но довольно показательный пример, и их можно привести множество.

А. КАШКАРОВ, г. С.-Петербург