Pwm: τι είναι και τι είναι για τους οπαδούς

Κάτι που σίγουρα λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ήδη που σχεδόν κανείς δεν παρατηρεί όσον αφορά τα χαρακτηριστικά των ανεμιστήρων PC είναι στη λειτουργία PWM, για την οποία πρέπει να έχετε σημαντικές γνώσεις σχετικά με το τεχνικό μέρος της πληροφορικής. Ωστόσο, οι χρήστες ηλεκτρονικών υπολογιστών χρησιμοποιούν περισσότερο αυτή τη λειτουργία από ό, τι νομίζουμε.

Τα καθήκοντα του PWM εκτελούνται στο παρασκήνιο και χωρίς να παρατηρούνται, αν και τα πλεονεκτήματά του είναι ορατά στους υπολογιστές που χρησιμοποιούμε.

Τα τελευταία χρόνια, οι κατασκευαστές υλικού έχουν δώσει ιδιαίτερη προσοχή στο γεγονός ότι η ταχύτητα των ανεμιστήρων που ψύχονται διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές, όπως υπολογιστές, μπορεί να ελεγχθεί αποτελεσματικά μέσω των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων των εξαρτημάτων. προσωπικά.

Η εξέλιξη ότι η τεχνολογία που χρησιμοποιούν οι ηλεκτρικοί ανεμιστήρες που βρίσκουμε στον σημερινό ηλεκτρονικό εξοπλισμό είναι πολύ σημαντική. Οι ανεμιστήρες που έχουν χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια και οι οποίοι με τη σειρά τους έχουν τροποποιηθεί για να προσφέρουν όλο και περισσότερα πλεονεκτήματα.

Αλλά αυτό δεν συνέβαινε πάντοτε, αφού μέχρι και πριν από πολλά χρόνια η πιθανότητα ότι ένας υπολογιστής ήταν σιωπηλός και ότι περιλάμβανε μια λειτουργία για τον έλεγχο της ταχύτητας των οπαδών δεν υπήρχε σε κανένα μοντέλο.

Πριν από αρκετά χρόνια, δεν βρήκαμε καμία μορφή ενεργού ψύξης σε υπολογιστές x86, κυρίως επειδή δεν δημιουργούσαν υπερβολική θερμότητα στις περιπτώσεις PC. Αλλά αυτό άρχισε να αλλάζει με τους πρώτους 486 υπολογιστές, οι οποίοι απαιτούσαν περισσότερους πόρους για να εκτελούν όλο και περισσότερες εργασίες.

Από εκείνη την εποχή μέχρι σήμερα, οι υπολογιστές άρχισαν να καταναλώνουν όλο και περισσότερη ενέργεια και επίσης να παράγουν περισσότερη θερμότητα, αν και άρχισαν επίσης να επιτυγχάνουν υψηλότερες αποδόσεις.

Για όλα αυτά, εκτός από την εξέλιξη των εξαρτημάτων, τα συστήματα ψύξης έχουν επίσης υποστεί σημαντικές αλλαγές και εξελίξεις, κυρίως όσον αφορά τον τρόπο ελέγχου της ταχύτητας των ανεμιστήρων, που γίνεται μέσω της PWM.

Μέσω ενός απλού "volt mod", με το οποίο θα μπορούσατε να επιλέξετε 5, 7 ή 12V από ένα κλασικό συνδετήρα Molex, θα μπορούσατε να ελέγξετε την ταχύτητα των ανεμιστήρων πριν από αρκετά χρόνια.

Ακολούθως, άρχισαν να χρησιμοποιούνται αντιστάσεις για τη μείωση της ταχύτητας των ανεμιστήρων, καθώς και τη χρήση ποτενσιόμετρων και θερμικών αντιστάσεων, ασκώντας έτσι χειροκίνητο έλεγχο ταχύτητας ευρείας εμβέλειας. Ο γνωστός rehobus.

Σήμερα, αν ψάχνετε να ελέγξετε την ταχύτητα των ανεμιστήρων και των αντλιών, η πιο χρησιμοποιημένη και αποτελεσματική επιλογή είναι ο έλεγχος PWM ή η χρήση οδηγών από κατασκευαστές όπως το Corsair ή το NZXT για τη διαχείριση της ταχύτητας των ανεμιστήρων μέσω λογισμικού ή BIOS..

Ευρετήριο περιεχομένων

Χαρακτήρας

Σήμερα, οι κατασκευαστές εκκινούν τις μητρικές μεσαίας κατηγορίας που είναι εφοδιασμένες με τουλάχιστον μια κεφαλίδα PWM με 4 ακίδες. Για μεγαλύτερο προϋπολογισμό, οι high-end motherboards περιλαμβάνουν τέσσερις ή περισσότερους ακροδέκτες 4 ακίδων που ελέγχουν την ταχύτητα των συστημάτων ψύξης του εξοπλισμού.

Παρά την εξέλιξη αυτή, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που δεν γνωρίζουν τη λειτουργία αυτής της μητρικής πλακέτας που εμφανίστηκε το 2003 ή δεν την λαμβάνουν υπόψη κατά την αγορά ενός υπολογιστή. Ακόμα πιο περίεργο είναι ότι σήμερα μπορούμε ακόμα να βρούμε κατασκευαστές ανεμιστήρων που να δημιουργούν τα εξαρτήματά τους, συμπεριλαμβανομένων παρωχημένων 3 ακίδων.

Για το λόγο αυτό θα εξηγήσουμε τι είναι ο έλεγχος PWM, πώς διαχειρίζεται την ταχύτητα των αντλιών και των ανεμιστήρων και ποια πλεονεκτήματα επιτυγχάνονται γνωρίζοντας πώς να χρησιμοποιήσετε αυτή τη λειτουργία, η οποία εξακολουθεί να αγνοείται από τους περισσότερους χρήστες.

Πώς λειτουργεί το PWM

Η λειτουργία του PWM χρειάζεται ένα κύκλωμα που έχει εξαρτήματα που εκπληρώνουν διαφορετικές λειτουργίες το καθένα. Σε αυτό το κύκλωμα, ο συγκριτής λειτουργεί ως σύνδεσμος και αποτελείται από μία έξοδο και δύο διαφορετικές εισόδους.

Κατά την πραγματοποίηση της διαμόρφωσης, λάβετε υπόψη ότι μία από τις δύο εισόδους θα φροντίσει να δοθεί χώρος στο σήμα του διαμορφωτή. Από την άλλη πλευρά, η δεύτερη είσοδος πρέπει να συνδεθεί με έναν ταλαντωτή τύπου sawtooth έτσι ώστε η λειτουργία να μπορεί να πραγματοποιηθεί σωστά.

Το σήμα που παρέχεται από τον οδοντωτό ταλαντωτή είναι αυτό που καθορίζει την έξοδο συχνότητας. Με τα χρόνια, το σύστημα PWM έχει ήδη αποδείξει ότι λειτουργεί σωστά, καθιστώντας το ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο χαρακτηριστικό όταν πρόκειται για τη διαχείριση της διαθεσιμότητας ενεργειακών πόρων.

Τύποι ανεμιστήρων υπολογιστών

Λαμβάνοντας υπόψη τον αριθμό των καλωδίων με τα οποία προέρχεται ένας ανεμιστήρας από το εργοστάσιο, είναι δυνατή η διαφοροποίησή τους σύμφωνα με τρεις κύριους τύπους συνδέσεων.

1. Αν έρχονται μόνο με δύο καλώδια εδάφους, αυτοί οι οπαδοί έχουν θετικές και αρνητικές συνδέσεις. Η δεύτερη ομάδα οπαδών έρχεται με τρία καλώδια. δύο είναι υπεύθυνοι για την τροφοδοσία του ανεμιστήρα, ενώ ο τρίτος φέρει το σήμα tach, γνωστό και ως "Tach". Μέσω αυτού του τρίτου καλωδίου, μπορεί να μεταφερθεί ένα σήμα ίσης συχνότητας με την ταχύτητα του ανεμιστήρα, η οποία μετράται σε σ.α.λ. (στροφές ανά λεπτό).Ο τελευταίος τύπος ανεμιστήρων διαθέτει τέσσερα καλώδια και αυτά που γνωρίζουμε ως "ανεμιστήρες PWM". Ένα καλώδιο είναι γειωμένο, το δεύτερο είναι υπεύθυνο για την τροφοδοσία, το τρίτο μετράει RPM και ο τέταρτος μεταφέρει παλμούς στον ανεμιστήρα.

Έλεγχος PWM Χρησιμοποιεί

Παρόλο που μπορεί να νομίζετε ότι ο όρος PWM (Pulse Width Modulation) ή Pulse Width Modulation, στα ισπανικά, χρησιμοποιείται ελάχιστα, η αλήθεια είναι ότι συνήθως χρησιμοποιείται ευρέως σε τομείς όπως η ηλεκτρολογία και μπορεί να είναι χρήσιμη σε διάφορους τομείς, όπως σε τηλεπικοινωνίες, σερβοκινητήρες, εξοπλισμό ήχου και πολλά άλλα.

Τελικά, ο PWM εκτελεί τη λειτουργία ενός διακόπτη, τον ανάβει και απενεργοποιεί συνεχώς, ρυθμίζοντας έτσι την ποσότητα ισχύος που παράγει ο κινητήρας της αντλίας ή ο ανεμιστήρας.

Αυτός ο κινητήρας αποτελεί θεμελιώδες στοιχείο για ένα σύστημα PWM που είναι υπεύθυνο για τον έλεγχο της ταχύτητας των αντλιών και των ανεμιστήρων, που εργάζονται σε + 12V (πλήρη ισχύ) ή 0V (μηδενική ισχύς).

Οι ταχύτητες που επιτυγχάνονται από τις αντλίες και τους ανεμιστήρες θα καθορίζονται άμεσα από το πλάτος του σήματος PWM, ή το ίδιο, από τη στιγμή που θα παραμείνει ο κινητήρας.

Για να μας δώσετε μια ιδέα, ένας κύκλος λειτουργίας 10% σημαίνει ότι το PWM θα στείλει μερικούς παλμούς ισχύος σε μια ορισμένη χρονική περίοδο, προκαλώντας τον κινητήρα να λειτουργεί με χαμηλή ταχύτητα. Αντίθετα, με έναν κύκλο λειτουργίας 100%, ο ανεμιστήρας ή η αντλία λειτουργεί με μέγιστη ταχύτητα, δηλαδή με συνεχή εκκίνηση του κινητήρα.

Υγρή ψύξη

Η κατανάλωση ενέργειας που απαιτείται από τις αντλίες που χρησιμοποιούνται στην ψύξη με νερό είναι σημαντικά υψηλότερη και γι 'αυτό η ενέργεια συνδέεται κυρίως με τον συνδετήρα Molex ενώ τα άλλα δύο καλώδια του PWM και του ταχύμετρου είναι συνδεδεμένα στην κεφαλίδα της μητρικής πλακέτας για να διαχειριστεί το PWM καθώς και την ταχύτητα.

Σε περίπτωση που δεν υπάρχει σήμα PWM στους ανεμιστήρες, τότε η λειτουργία θα είναι στη μέγιστη ισχύ, ενώ οι αντλίες υγρού ψύξης θα έχουν μια μέση ταχύτητα. Με άλλα λόγια, εάν θέλετε να εκτελέσετε την αντλία σε πλήρη ισχύ, θα πρέπει να την συνδέσετε σε ένα σήμα PWM που έχει ρυθμιστεί σε 100% κύκλο λειτουργίας.

Σύνδεση Molex στην αντλία D5 (Corsair Hydro X Series), αν και μπορεί να αγοραστεί και με σύνδεση PWM 4 ακίδων.

Οι ανεμιστήρες Premium περιλαμβάνουν τους δικούς τους μοναδικούς οδηγούς IC μέσα στον πυρήνα του κινητήρα που δημιουργούν ένα κεκλιμένο σήμα PWM αντί για ένα επίπεδο τετράγωνο. Αυτά τα τελευταία σήματα τείνουν να παράγουν ενοχλητικές τσιμπήματα τη στιγμή που η ταχύτητα του ανεμιστήρα είναι ελάχιστη.

Αυτός ο ενοχλητικός θόρυβος οφείλεται στο γεγονός ότι όταν ο κινητήρας λαμβάνει μια απότομη αύξηση της ισχύος, αυτό προκαλεί την κίνηση του ρότορα, δημιουργώντας έτσι αυτά τα κλικ που μερικές φορές ενοχλούν τον χρήστη.

Για να αποφευχθεί αυτό, πρέπει να καταφύγετε στη χρήση ειδικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τα οποία θα διασφαλίζουν ότι η ανάφλεξη του κινητήρα είναι πιο ομαλή όταν λαμβάνετε μια ώθηση.

Γιατί είναι τόσο σημαντικό το PWM;

Είναι φυσιολογικό να κλείνουν σχεδόν όλοι οι ανεμιστήρες στον υπολογιστή όταν η τάση είναι ρυθμισμένη σε περίπου 5V ή λιγότερο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι ανεμιστήρες σταματούν να λειτουργούν και δεν περιστρέφονται πια, γι 'αυτό το λόγο η ταχύτητα που δηλώνει ο κατασκευαστής του ανεμιστήρα συχνά επιτυγχάνεται μόνο με τη χρήση της ρύθμισης PWM.

Με αυτόν τον τρόπο, μέσω του ελέγχου PWM, οι ανεμιστήρες μπορούν να λειτουργούν με πολύ χαμηλές ταχύτητες, περίπου 300 έως 600 σ.α.λ.

Όταν επιτευχθούν αυτές οι ταχύτητες χωρίς να σταματήσουν οι ανεμιστήρες, θα έχετε πολύ αθόρυβη λειτουργία, καθώς και με τον έλεγχο PWM μπορούν να απενεργοποιηθούν εάν ο χρήστης θέλει.

Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό σχετικά με τον έλεγχο PWM είναι ότι με ένα απλό σήμα είναι δυνατό να ελέγχονται όλοι οι ανεμιστήρες. Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι ανεμιστήρες δέχονται συνεχώς 12 βολτ, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ειδικοί διαχωριστές για την αποστολή ενός σήματος PWM σε όλες τις αντλίες και τους ανεμιστήρες του εξοπλισμού. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται αρμονία στη λειτουργία όλων των ανεμιστήρων και των αντλιών.

Σήμερα, οι κατασκευαστές μητρικών καρτών δίνουν ολοένα και μεγαλύτερη σημασία στο ζήτημα της ρύθμισης PWM, γι 'αυτό και υπάρχουν πολύ ισχυρές και λεπτομερείς διαμορφώσεις στην αγορά που διευκολύνουν τη χρήση αυτού του πόρου.

Με τη βοήθεια του PWM δεν θα υπάρχουν πλέον ενοχλητικοί θόρυβοι όταν τα εξαρτήματα του εξοπλισμού είναι πλήρως λειτουργικά, δεδομένου ότι θα είναι σε θέση να δουλεύουν σε χαμηλές ταχύτητες καθώς και να ρυθμίζουν την καμπύλη κύκλου λειτουργίας PWM με βάση τις τιμές θερμοκρασίας.

Πλεονεκτήματα του ελέγχου PWM

Χρησιμοποιώντας έναν ρυθμιστή στην ταχύτητα των αντλιών και των ανεμιστήρων μπορεί να μας ωφελήσει σε διάφορες πτυχές:

• Ένας ανεμιστήρας με χαμηλότερη ταχύτητα παράγει λιγότερους ενοχλητικούς θορύβους, ενώ ο ανεμιστήρας καταναλώνει λιγότερη ενέργεια, ενώ οι χαμηλές ταχύτητες του ανεμιστήρα αυξάνουν τη ζωή και την απόδοση.

Πάνω απ 'όλα, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα που επιτυγχάνεται με τον έλεγχο PWM είναι το υψηλό επίπεδο απόδοσης, η απλή λειτουργία του και το χαμηλό κόστος υλοποίησής του, λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ανεμιστήρας θα παραμείνει πλήρως ενεργοποιημένος ή απενεργοποιημένος.

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους ο έλεγχος PWM εξακολουθεί να είναι όχι μόνο ένα πολύ δημοφιλές σύστημα, αλλά και ένα πολύ αποτελεσματικό.

Είναι γεγονός ότι οι κινητήρες στο σύνολό τους, αλλά κυρίως οι κινητήρες DC, δρουν πολύ γρήγορα στον έλεγχο PWM, επιτρέποντάς τους, για παράδειγμα, να ρυθμίζουν την ταχύτητά τους σε λίγα δευτερόλεπτα όταν λαμβάνουν το σήμα PWM. Επίσης, αυτά τα σήματα που ελέγχουν την ταχύτητα των κινητήρων είναι πολύ γρήγορα, κυρίως όταν απαιτείται ελάχιστος ή και καθόλου υπολογισμός.

Όταν η προεπιλεγμένη ταχύτητα PWN συνδυάζεται με την απόκριση του κινητήρα, επιτυγχάνεται υψηλής ποιότητας απόδοση από τους ελεγκτές PWM, ειδικά σε εφαρμογές που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στη θερμοκρασία και απαιτούν άμεση αλλαγή θερμοκρασίας.

Μειονεκτήματα του ελέγχου PWM

Μεταξύ των αρνητικών σημείων που βρίσκονται στον έλεγχο PWM, πρέπει να αναφερθεί ότι οι πληροφορίες που περιέχονται στο στροφόμετρο είναι περιορισμένες όταν λαμβάνεται το σήμα PWM, επειδή η ισχύς δεν φτάνει πάντα στον ανεμιστήρα.

Ωστόσο, είναι δυνατή η ανάκτηση αυτών των πληροφοριών από τον ταχύμετρο χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται συνήθως "pulse stretching", η οποία περιλαμβάνει την ενεργοποίηση του ανεμιστήρα για όσο χρονικό διάστημα χρειάζεται για τη συλλογή των πληροφοριών του ταχυμέτρου. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του θορύβου που παράγεται από τον ανεμιστήρα.

Ένα άλλο μειονέκτημα της χαμηλής συχνότητας PWM σχετίζεται με το θόρυβο που παράγεται από τη μεταγωγή. Δηλαδή, όταν οι ανεμιστήρες είναι συνεχώς ενεργοποιημένοι και απενεργοποιημένοι, υπάρχει πιθανότητα θορύβου. Το ίδιο ισχύει και για την ταχύτητα αυτής της εναλλαγής, η οποία, αν δεν γίνει γρήγορα, μπορεί να γίνει αντιληπτή μια αναλαμπή.

Τέλος, τόσο η τιμή αυτού του κανονισμού όσο και τα προβλήματα παρεμβολών που προκαλούνται από τη ραδιοσυχνότητα είναι επίσης αρνητικά.

Τελικές λέξεις και συμπεράσματα σχετικά με τη σύνδεση PWM

Αν επικεντρωθούμε στις πτυχές της αξιοπιστίας, του ακουστικού θορύβου και της ενεργειακής απόδοσης, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ο καλύτερος τρόπος ρύθμισης της ταχύτητας του ανεμιστήρα είναι η χρήση μονάδας PWM με συχνότητα μεγαλύτερη από 20 kHz.

Ακριβώς όπως εξαλείφει την απαίτηση για θορυβώδη τεντώματα παλμών και ενοχλητικούς διακόπτες θορύβου που σχετίζονται με μονάδες PWM χαμηλής συχνότητας, έχει μια πολύ ευρύτερη περιοχή ελέγχου από ό, τι άλλες προσφορές ελέγχου PWM.

Μέσω του ελέγχου PWM υψηλής συχνότητας, είναι πιθανό ο ανεμιστήρας να λειτουργεί με ελάχιστες ταχύτητες, κοντά στο 10% της μέγιστης ισχύος, σε αντίθεση με την ελάχιστη ταχύτητα που θα μπορούσε να φτάσει ένας ανεμιστήρας με γραμμικό έλεγχο, να μπορεί να λειτουργήσει στην περίπτωση αυτή 50% της μέγιστης ταχύτητας.

Ο έλεγχος PWM είναι εξαιρετικά ευεργετικός όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, καθώς οι ανεμιστήρες λειτουργούν ή απενεργοποιούνται συνεχώς.

Σας προτείνουμε να διαβάσετε:

Τέλος, χάρη στο γεγονός ότι ένας ανεμιστήρας μπορεί να λειτουργήσει σε πολύ χαμηλή ταχύτητα με έλεγχο PWM, η ωφέλιμη ζωή του αυξάνεται, όπως και η αξιοπιστία του συστήματος.