Кіріспе
Компьютерлік желдеткіштің айналу жылдамдығын басқару
Желдеткішті басқару – электр желдеткіштің айналу жылдамдығын басқару болып табылады. Компьютерлерде жеткілікті салқындатуды қамтамасыз ету үшін түрлі компьютерлік желдеткіштер пайдаланылады, ал әртүрлі желдеткіш басқару механизмдері олардың салқындату мүмкіндіктерін және тудыратын шу деңгейін реттейді. Мұндай басқару көбінесе негізгі платалардағы аппараттық мониторинг тізбектері арқылы жүзеге асырылады, оларды соңғы пайдаланушы BIOS немесе басқа бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы желдеткішті басқару үшін конфигурациялай алады.
Желдетушілерді басқару қажеттілігі
Қазіргі заманғы компьютерлердің қуаттылығы арта келе, олардың электр қуатына деген қажеттілігі де артады. Компьютерлер осы электр қуатын барлық негізгі компоненттерінен жылу түрінде бөліп шығарады. Жылу өндірісі жүйеге жүктеме түсуіне байланысты өзгереді, яғни, есептеулерге көп күш жұмсалатын кезде бос тұрған кезден гөрі әлдеқайда көп жылу пайда болады. Көптеген ертедегі x86 негізіндегі компьютерлердің процессорлары, тіпті кейбір 486 процессорларына дейін, белсенді желдету қажет болған жоқ. Электр қуат блогына (қоректендіргішке) мәжбүрлі салқындату қажет болды, ал қуат блогының желдеткіштері ATX стандарты бойынша ПК-ның қалған бөлігі арқылы салқындату ауасын айналдырды. Жылудың артуының салдары ретінде желдеткіштердің ауа ағынын арттыру қажеттілігі туады, демек, олардың қуаты да артуы керек. Олар бірдей кеңістік арқылы көбірек ауа жылжытуға тиіс болғандықтан, желдеткіштер шулырақ болады. Компьютерлік корпусқа орнатылған желдеткіштердің шу деңгейі 70 дБ-ға дейін жетеді. Желдеткіштің шуы оның айналу жылдамдығының бесінші дәрежесімен пропорционалды түрде артады, сондықтан минутына айналымдар санын (RPM) аздап төмендету желдеткіштің шуын едәуір азайтуға мүмкіндік береді. Бұл жұмысты сақтықпен жасау керек, себебі жылдамдықты тым көп төмендету компоненттердің қызып кетуіне және зақымдануына әкелуі мүмкін. Егер бәрі дұрыс жасалса, желдеткіштің шуын күрт азайтуға болады.
Термостатты
Бұл желдеткішті басқару стилінде желдеткіш қосылады немесе өшіріледі. Корпустың ішіндегі температура тексеріледі, егер қалыпты шектен тыс температура байқалса, желдеткіштер максималды жылдамдыққа қосылады. Температура белгілі бір деңгейден төмен түскенде, желдеткіштер қайтадан өшіріледі. Бұл басқару әдісі аз қолданылатын кезде шу мен қуат тұтынуын азайтады, бірақ жүйе толық қуатпен жұмыс істегенде желдеткіш шуы қайтадан проблема тудыруы мүмкін.
Сызықтық кернеуді реттеу
Стандартты салқындату желдеткіші – қақпақтары бар DC электрмоторы. Желдеткіш үшін қабылданған кернеу диапазонында кернеуді өзгерту арқылы, желдеткіштің жылдамдығы артады (кернеу жоғарылағанда) және төмендейді (кернеу төмендегенде); желдеткіш қаншалықты жылдам болса, соғұрлым көп ауа қозғалады, демек, жылу алмасу жылдамдығы да жоғары болады. Бұл реттеуді жүзеге асырудың бірнеше тәсілі бар, олар төменде сипатталған.
Резисторлар
Желілік қуаттыру тізбегіне тізбектей қосылған резисторлар желдеткіш шуын азайтудың ең оңай жолы, бірақ олар компьютер корпусының ішіндегі жылуды арттырады. Кернеудің төмендеуі токқа пропорционалды болғандықтан, желдеткіш іске қосылмауы мүмкін. Олардың қуаттылығы дұрыс таңдалған болуы керек. Желдеткішті өзгермелі түрде басқару үшін потенциометрді, мысалы MOSFET сияқты транзистормен бірге қолдануға болады, оның шығыс кернеуі потенциометрмен реттеледі. Оның орнына реостатты да пайдалануға болады.
Диодтар
Желдеткішке тізбектей қосылған диод, желдеткішке берілетін кернеуді азайтады. Кремний диод шамамен 0,7 В тұрақты кернеу төмендетуін қамтамасыз етеді; нақты диодтың техникалық сипаттамаларында оның кернеу төмендетуі көрсетілген, мысалы, 1N4001 кремний диодының кернеу төмендетуі ток 0,01-ден 1 А-ға дейін өзгергенде шамамен 0,7-ден 0,9 В-қа дейін ауытқиды. Диодтың қуат рейтингіне назар аудару керек, және кейбір диодтар номиналды токпен жұмыс істеу үшін салқындатуды қажет етуі мүмкін. Диодтағы кернеу төмендеуі температурамен төмендегенде, желдеткіштің айналу жылдамдығы артады. Басқа тізбектей реттегіштер сияқты, диодтың қуат шығыны оның кернеу төмендеуі мен одан өтетін ток көбейтіндісіне тең болады.
Кернеуді өзгерту ("вольт модтинг")
Компьютерлік салқындатқыш желдеткіштің қабылдайтын кернеуі кернеу сымы (+12 В) мен жер сымы (+0 В) арасындағы айырмашылықпен анықталады. Бір немесе екі сымды басқа кернеуге қосу арқылы желдеткіш қабылдайтын кернеу, желдеткіштің жобаланған 12 В кернеуінен өзгеше болады. Кернеуді әдеттегі 12 В-тан жоғары көтеруге, мысалы, желдеткіштің қосылымында жер сымының орнына -12 В немесе -5 В қуат желісін қосу, ал желдеткіштің қосылымының +12 В кірісіне 5 В қуат желісін қосу арқылы қол жеткізуге болады. Осы процедура арқылы 10, 17 және 24 В кернеулерін алуға болады, бірақ 12 В-тан асатын кернеулер 12 В-қа белгіленген компьютерлік желдеткіштерге зиян келтіруі мүмкін. Дегенмен, қазіргі заманғы қуат блоктарының -5 В қуат желісін ұсыну қажеттілігінен бас тартуы және -12 В желісінің қуат беру мүмкіндігінің шектеулігі (әдетте 1 А токтан кем) қазіргі жүйелерде вольт-модталған желдеткіштердің жалпы сыйымдылығын азайтады. +5 В қуат желісін желдеткіштің +12 В кірісіне қосу желдеткіштің қабылдайтын кернеуін +5 В-қа дейін төмендетеді. Кейбір желдеткіштер мұндай төмен кернеуде мүлдем жұмыс істемейді, ал басқалары орынды жылдамдыққа жеткеннен кейін +5 В-та жұмыс істей алады. Желдеткіш жылдамдығын төмендетудің тағы бір тәсілі – классикалық Molex қуат қосылымындағы 5 В сымын желдеткішке баратын жер сымының орнына жылжыту, осылайша желдеткішке +7 В (12 В - 5 В = 7 В) жеткізу. Алайда, бұл ықтимал қауіпті әдіс, себебі +5 В қуат блогы тек ток беруге арналған, оны қабылдауға емес. Сондықтан, егер 5 В қуат блогына түсетін жүктеме 7 В желдеткіштерден туындаған жүктемеден төмен болса (мысалы, компьютер бос немесе ұйықтау режиміне өткен кезде), қуат блогы зақымдануы мүмкін. Сонымен қатар, +5 В қуатын пайдаланатын компьютердің ішкі компоненттері желдеткіште қысқа тұйықталу болған жағдайда 5 В-тан жоғары кернеуге ұшырауы мүмкін.
Интегралды немесе дискретті сызықтық реттеуші
LM78xx сериясы сияқты кең таралған кернеу реттегіштері кейде желдеткіштерге өзгермелі немесе тұрақты кернеу беру үшін қолданылады. Компьютердің корпусына жылулық байланыс жасалғанда, осы микросхемалар LM7806, LM7808, LM7809 және LM7810 үшін сәйкесінше 6, 8, 9 немесе 10 В кернеуде 1 А токқа дейін жеткізе алады. LM317 сияқты реттелетін нұсқалар да бар; потенциометрмен жұптастырылғанда, бұл реттегіштер пайдаланушыға стандартты потенциометрдің мүмкіндігінен әлдеқайда артық токпен бірнеше желдеткіштің жылдамдығын өзгертуге мүмкіндік береді. Жоғары ток күші үшін дискретті сызықтық реттегіштерді қуат транзисторы немесе MOSFET және кішкентай сигнал транзисторы немесе Зенер диоды кернеудің эталоны ретінде қолдану арқылы салыстырмалы түрде оңай жасауға болады. Дискретті реттегіштерге қосымша компоненттер қажет (кемінде екі транзистор, үш резистор және кішкентай конденсатор), бірақ олар кез келген деңгейдегі жоғары токқа мүмкіндік береді, соның арқасында қосымша желдеткіштер мен аксессуарларды реттеуге болады. Басқа сызықтық реттегіштер сияқты, бөлінетін жылу мөлшері шамамен .
Импульс енін модуляциялау
Импульстік ендік модуляция (PWM) – компьютер желдеткіштерін басқарудың кең таралған әдісі. PWM қолдаушы желдеткіш әдетте 4 қосқыштың (пиноут: Жер, +12 В, сезімтал, басқару) арқылы қосылады. Сезімтал қосқыш желдеткіштің айналу жылдамдығын беру үшін қолданылады, ал басқару қосқышы – 5 В немесе 3,3 В-қа дейін тартылуы қажет болатын ашық дренажды немесе ашық коллекторлы шығыс. Сызықтық кернеу реттеуден айырмашылығы, онда желдеткіш кернеуі жылдамдыққа пропорционалды, желдеткіш тұрақты қуат кернеуімен жұмыс істейді; жылдамдықты басқару желдеткіштің басқару сигналына сүйенеді. Басқару сигналы – 25 кГц жиілігімен жұмыс істейтін тіктөртбұрышты толқын, ал желдеткіш жылдамдығын жұмыс циклы анықтайды. 25 кГц жиілігі сигналдың дыбысын адам еститін диапазоннан жоғары көтеру үшін қолданылады; одан төмен жиілікті пайдалану естілетін гуіл немесе сызылуға әкелуі мүмкін. Әдетте, желдеткішті номиналды жылдамдықтың шамамен 30%-дан 100%-ына дейін, 100%-ға дейін жұмыс циклы бар сигналды қолдану арқылы басқаруға болады. Төменгі басқару деңгейлеріндегі жылдамдықтың нақты мінез-құлқы (сызықтық, белгілі бір шекті мәнге дейін өшірілуі немесе белгілі бір шекті мәнге дейін ең төменгі жылдамдық) өндірушіге байланысты. Көптеген аналық платаларда процессор мен компьютер корпусының температурасына байланысты осы желдеткіштерді реттейтін микропрограммалық қамтамасыздандыру және бағдарламалық жасақтама бар.
Желінің жылдамдығын реттейтін құрылғылар
Компьютерлік аппаратты жақсы көретіндерге танымал тағы бір әдіс – желдеткіш жылдамдығын қолмен басқару құрылғысы. Олар кеңейту ұясына немесе 5,25" немесе 3,5" дискілік бөлімшеге орнатылуы мүмкін, сондай-ақ компьютер корпусына орнатылған күйімен де келеді. Түймешіктер немесе реттегіштер арқылы қосылған желдеткіштердің жылдамдығы жоғарыда аталған әдістердің бірімен реттелуі мүмкін.
Жабдық
Қазіргі заманғы аналық платалардың көпшілігі аппараттық мониторинг чиптерімен жабдықталған, олар желдеткіштерді басқаруға қабілетті, әдетте жоғарыда сипатталған PWM әдісі арқылы. Бұл чиптерді BIOS арқылы немесе операциялық жүйе іске қосылғаннан кейін арнайы бағдарламалық жасақтама арқылы конфигурациялауға болады. Процессорлар жүйелік жүктемеге байланысты әртүрлі деңгейде жылу бөліп шығарады, сондықтан желдеткіштердің жылдамдығын жүктеме жоқ кезде азайту, желдеткіштердің толық жылдамдықпен жұмыс істеуінен туындайтын шуды азайту мағыналы. Жүктеме артқанда, желдеткіш жылдамдығын дереу реттеу қажет, әйтпесе қызып кетуі мүмкін. Конфигурацияланғаннан кейін, қазіргі заманғы аппараттық мониторинг чиптері, BIOS немесе операциялық жүйе жұмыс істемей жатқанда да, осы мониторинг циклын дербес орындауға қабілетті. Кейбір чиптер ұсынатын осы автоматты басқару, жылулық конвертті сақтау үшін «Термалдық круиз» режимі, ал белгілі бір желдеткіш жылдамдығын автоматты түрде сақтау үшін «Желдеткіш жылдамдығы круиз» режимі деп аталуы мүмкін. Дегенмен, барлық бағдарламалық жасақтама кейбір чиптер ұсынатын осы кеңейтілген конфигурациялық параметрлерге қол жеткізе алмайды. Көптеген жағдайларда, стандартты бағдарламалық жасақтама чиптермен ең қарапайым интерфейсті ғана жүзеге асырады, атап айтқанда, әрбір желдеткішті басқару параметрі үшін жұмыс циклын тікелей орнату және одан кейін бағдарламалық жасақтамада жұмыс циклын өзгерту арқылы. Осылайша, мониторинг циклын орындау үшін операциялық жүйе де, үшінші тараптың бағдарламалық жасақтамасы да негізгі процессорда жұмыс істеуі керек. Егер жүйе немесе қосымша бағдарлама құлап кетсе, желдеткіштердің төмен кернеуде және жылдамдықта жұмыс істеуіне байланысты, жүйе жеткілікті салқындатуды қамтамасыз ете алмай, қызып кетуі мүмкін.
Бағдарламалық жасақтама
Көптеген компаниялар қазір Microsoft Windows немесе Mac OS X/MacOS жүйелерінде аналық платалардағы желдеткіштердің жылдамдығын басқаруға арналған бағдарламалық жасақтама ұсынады. Әртүрлі аналық платалар әртүрлі бағдарламалық жасақтаманы қолданады. Сонымен қатар, әртүрлі аналық платаларда жұмыс істейтін және аналық плата, процессор және бейнекарта сенсорларынан алынған температураға байланысты желдеткіштің жұмысын кеңінен реттеуге, сондай-ақ қолмен басқаруға мүмкіндік беретін үшінші тарап бағдарламалары да бар. SpeedFan және Argus Monitor – осы сияқты екі бағдарлама.