Mdhibiti wa Shabiki wa CPU na GPU: Hatua 6 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Hivi majuzi niliboresha kadi yangu ya picha. Aina mpya ya GPU ina TDP kubwa kuliko CPU yangu na GPU ya zamani, kwa hivyo pia nilitaka kusanikisha mashabiki wa kesi za ziada. Kwa bahati mbaya, MOBO yangu ina viunganisho vya shabiki 3 tu na udhibiti wa kasi, na zinaweza kuunganishwa tu na joto la CPU au chipset. Niliamua kurekebisha hii, kwa kubuni mdhibiti wangu mwenyewe wa shabiki wa PC anayesoma kasi ya RPM ya mashabiki tayari (wote waliounganishwa na MOBO na inayoendeshwa na temp ya CPU na zile ambazo zinapendeza GPU) na ina njia mbili za kutoa. Channel A hutumia kasi ya mashabiki wote wa joto na CPU na GPU kushikamana na mashabiki wa pato la pini 3 na kasi ya kutofautisha. Channel B inahisi tu kasi ya mashabiki wa GPU na mzunguko wake wa pato hutumia transistor ya ziada ambayo inaruhusu kufikia kasi ya chini ya mashabiki inayoendeshwa nayo (inafanya kazi vizuri na kadi ya picha ya nusu-passive).

Kusoma kasi ya mashabiki wengine kwa maoni yangu ni rahisi na ya bei rahisi kuliko kusakinisha uchunguzi wa ziada wa joto karibu na wasindikaji waliofunikwa kwenye heatsinks (kimsingi inahitaji kuunganisha waya wa tachometers waya moja kwa moja kwenye pini ya microcontroller).

Baadhi ya njia za kudhibiti kasi ya shabiki zimeelezewa hapa. Niliamua kutumia PWM ya masafa ya chini, lakini kwa marekebisho machache kwa njia iliyoelezewa katika nakala hiyo. Kwanza, kila kituo kina diode 6 zilizounganishwa katika safu, ambazo zinaweza kutumiwa kupunguza voltage inayowezesha shabiki kwa 4-5V. Katika usanidi huu, viwango vya voltage ya PWM ni ~ 8V - 12V na 0V - ~ 8V (haipatikani katika Channel A) badala ya 0V - 12V. Hii inapunguza sana kelele zinazozalishwa kuwa shabiki. Ujanja mwingine ambao nilikuwa nikifanya shabiki kudhibitiwa kwa mtindo huu kimya zaidi umeelezewa hapa. Ujanja huu unahitaji kusanikisha mzunguko wa RC kati ya pato la microcontroller na lango la MOSFET ambalo nilikuwa nikibadilisha viwango vya voltage ya shabiki. Hii inapunguza kiwango cha ishara ambacho kinadhibiti MOSFET, na hivyo kufanya mshtuko wa shabiki wa shabiki wakati wa kiwango cha voltage hubadilika sana, kukata vibration na spikes za voltage.

Vifaa

Sehemu na vifaa:

• ATTiny13 au ATtiny13A katika kesi ya 8-PDIP
• Pini Tundu la DIP
• 3x IRF530 transistor
• 12x 1N4007 diode (diode nyingine yoyote ya 1A na kushuka kwa voltage ya karibu 0.7V inapaswa kufanya kazi)
• 220uF / 25V radial electrolytic capacitor
• 10uF / 16V radial electrolytic capacitor
• 5x 100nF kauri disc capacitor
• Kinga ya 10k 0.25W
• Kinga ya 4x 22k 0.25W
• 2x 1k 0.25W kupinga
• Kitufe cha kubadili 6x6mm
• 2x 2 pini 2.54mm kichwa cha pini sawa cha kiume
• 4x 3-pin kiunganishi cha shabiki wa kiume (Molex 2510), vinginevyo, unaweza kutumia vichwa vya kawaida vya pini ikiwa unataka (nilifanya hivyo), lakini basi lazima uwe mwangalifu zaidi wakati wa kuunganisha mashabiki, na viunganisho vya kike vya mashabiki hao vitakuwa ambatisha chini salama
• Kiunganishi cha pini 4 cha Molex, nyumba za kike / pini za kiume (AMP MATE-N-LOK 1-480424-0 kontakt ya nguvu), nilitumia moja ambayo ilikuwa sehemu ya Molex kiume kwa 2x SATA adapta ya kike iliyofungwa na MOBO ya zamani
• Kamba za kuruka 2x zilizo na viunganisho vya kike vya 2.54mm (au kontakt housings + pini + waya), zitasambazwa kwa mashabiki wa kuingiza waya za tachometer (au moja kwa moja kwa viunganishi vyao kwenye PCB)
• preboard (50mm x 70mm, min 18 x 24 safu ya shimo), vinginevyo, unaweza kujifunga bodi ya shaba iliyofungwa mwenyewe na kuchimba mashimo
• vipande vichache vya waya
• mkanda wa kuhami
• mkanda wa karatasi ya aluminium (ikiwa utaambatisha kontakt kwenye sahani ya nyuma ya GPU, angalia Hatua ya 5)
• karatasi

Zana:

• mkataji wa diagonal
• koleo
• bisibisi yenye blade
• kisu cha matumizi
• multimeter
• kituo cha kuuza
• solder
• Programu ya AVR (programu ya kusimama kama USBasp au unaweza kutumia ArduinoISP
• kebo za mikate na jumper ambazo zitatumika kupanga microcontroller nje ya PCB (au chombo kingine chochote kinachoweza kufikia lengo hili)

Hatua ya 1: Kanusho

Ujenzi wa kifaa hiki unahitaji matumizi ya zana hatari kiasi na inaweza kusababisha madhara au uharibifu wa mali. Baadhi ya hatua zinazohitajika zinaweza kubatilisha dhamana ya vifaa vyako au hata kuiharibu wakati inafanywa vibaya. Unaunda na kutumia kifaa kilichoelezewa kwa hatari yako mwenyewe

Hatua ya 2: Jinsi Udhibiti wa Mashabiki Unavyofanya Kazi

Channel A hutumia pembejeo mbili. Kila moja ya pembejeo za Channel A ina kiwango kinachohusiana nayo, lets call hizo level A0 na A1. Kwa chaguo-msingi viwango hivyo vyote ni 0. Pembejeo zote mbili zina kizingiti maadili ya RPM yanayohusiana nao (vizingiti 3 kwa kila pembejeo). Wakati kizingiti cha kwanza kinapatikana, A0 au A1 huongezeka hadi 1, wakati wa pili huongezeka hadi 2, na kizingiti cha tatu huweka moja ya viwango vya pembejeo hadi 3. Baadaye A0 na A1 zimejumuishwa (kuongezwa tu pamoja na kuzuiwa kufikia thamani ya juu kuliko 3), ikifanya nambari kuu ya kiwango cha Channel A katika safu ya 0-3. Nambari hii hutumiwa kudhibiti kasi ya mashabiki wa pato, 0 inamaanisha kuwa zinaendeshwa na 7-8V (mzunguko wa ushuru wa 0%). Viwango vya juu vya pato inamaanisha kuwa shabiki hupewa nguvu kutoka 12V kamili kwa 33%, 66% au 100% ya mzunguko wa 100ms au 33ms (inategemea mzunguko uliochaguliwa).

Channel B ina pembejeo moja tu (B1, kimwili inashirikiwa na Channel A [PB1 pin]). Kuna viwango sita vya B1 (1-6), kiwango cha msingi ni 1. Thamani za kizingiti tano zipo, ambazo zina uwezo wa kuongeza B1. B1 hutumiwa kama kiwango kuu cha kiwango cha Channel B. Wakati ni 1, 7-8V nguvu ya mashabiki wa pato la 33% ya wakati wa mzunguko katika mzunguko mmoja, kwa nyingine kwa 66%, kwa nguvu zote za wakati zimekatika. Kiwango cha 2 inamaanisha 66% ya kila mzunguko ni 7-8V, pumzika 0V. Kiwango cha 3 inamaanisha kuwa 7-8V inatumika kila wakati. Ngazi 4-6 inamaanisha kuwa shabiki hupewa nguvu kutoka 12V kamili kwa 33%, 66% au 100% ya mzunguko, kwa wakati wote wa voltage ni 7-8V.

Mzunguko wa udhibiti huu wa PWM kwa chaguo-msingi ni 10Hz. Inaweza kuongezeka hadi 30Hz kwa kufunga pini za kuruka za J7.

Wakati kizingiti cha juu kinafikiwa, viwango vya A0, A1 na B1 huongezeka mara moja. Wakati RPM zinaanguka, kiwango kinashikiliwa kwa 200ms na inaweza kupungua tu kwa 1 kwa 200ms. Ni kuzuia mabadiliko ya haraka ya viwango hivyo wakati shabiki wa pembejeo RPM yuko karibu sana na kizingiti.

Hatua ya 3: Soldering Vipengele vya Elektroniki

Solder vifaa vyote vya elektroniki kwenye preboard (isipokuwa Attiny13, baadaye itawekwa ndani ya tundu). Tumia waya wa shaba (kipenyo cha 0.5 mm kutoka kwa kebo ya UTP inapaswa kuwa kamili) kutengeneza unganisho la umeme kati ya vifaa. Ikiwa una shida na kusukuma waya kubwa kutoka kwa kiunganishi cha Molex (AMP MATE-N-LOK), unaweza kuchimba mashimo makubwa kwao. Ikiwa hautaki kutumia kuchimba visima unaweza kugeuza screw mara chache ndani ya mashimo madogo ya preboard. Hakikisha kuwa waya hazisababishi mizunguko fupi.

Ikiwa unapendelea kutengeneza PCB yako mwenyewe pia ninatoa.svg (vipimo vya bodi ni 53.34x63.50mm) na.pdf (saizi ya ukurasa wa A4, ndani ya faili za.zip). Bodi moja iliyofungwa ya shaba inapaswa kuwa ya kutosha, kwani kuna unganisho moja upande wa mbele (inaweza kutengenezwa na waya), kwa hivyo faili za upande wa mbele hutolewa kuu ili unganisho huu utambuliwe.

Ninapendekeza sana ufunike PCB na vifaa vya kuhami ambavyo vitazuia mizunguko fupi yoyote ya bahati mbaya. Nilitumia tabaka chache za karatasi ya kawaida ambayo hushikiliwa kwenye kingo za PCB na vipande vichache vya mkanda wa kuhami.

Hatua ya 4: Programu ndogo ya Mdhibiti Mdogo wa Programu

Programu ambayo inaendelea kwenye MCU imeweka kificho ngumu kadhaa ya vizingiti vya kasi ya mashabiki wa pembejeo ya RPM. Vizingiti hivyo viko mwanzoni mwa faili ya fan_controller.c. Mstari ambao una kizingiti cha kwanza, ambacho kinawajibika kwa kuongeza kiwango cha pato la Channel A kwa kujibu shabiki wa pembejeo zaidi ya 450 RPM, inaonekana kama hii:

#fafanua A0_SPEED_0 3 // 450 RPM

Ikiwa unataka kubadilisha kizingiti cha RPM, basi unahitaji kubadilisha nambari 3 na kitu kingine. Kuongeza nambari hii kwa 1 kutabadilisha kizingiti na 150 RPM.

Kitu kingine ambacho unaweza kutaka kubadilisha ni kupungua kwa ucheleweshaji wa kiwango cha pato. Ucheleweshaji huu unazuia kiwango cha pato mabadiliko ya haraka wakati shabiki wa pembejeo RPM yuko karibu sana na kizingiti. Kuna mistari 3 inayodhibiti hii (kama Channel A tumia pembejeo 2 na Channel B inatumia 1) na ya kwanza inaonekana kama hii:

ikiwa (channel_A0_lower_rpm_cycles> 2) {

Kuongeza namba 2 kutaongeza ucheleweshaji huu. Ucheleweshaji huhesabiwa katika mizunguko ya 100ms.

Ili kukusanya nambari ya chanzo na mpango wa chip utahitaji programu. Kwenye usambazaji wa Linux inayotegemea Debian inaweza kusanikishwa kwa kutekeleza amri ifuatayo:

Sudo apt-get kufunga avr-libc gcc-avr avrdude

Ikiwa unatumia Windows unaweza kujaribu kusanikisha Suite ya WinAVR, ambayo pia ina programu inayohitajika.

Ili kukusanya nambari ya chanzo unahitaji kutekeleza hii:

avr-gcc -mmcu = attiny13 -Os -Wall fan_controller.c -o fan_controller.out -lm

Ili kuunda faili ya.hex unahitaji kunakili laini hii kwenye terminal:

avr-objcopy -O ihex -R. kutoka kwa fan_controller.out fan_controller.hex

Amri hii inaruhusu kuangalia ni kumbukumbu ngapi itatumia programu (maandishi ni Flash, data ni anuwai ambazo zitahifadhiwa kwenye Flash na kisha kunakiliwa kwenye RAM, na bss ni vigeuzi vilivyoanzishwa na thamani ya 0 katika RAM):

saizi ya ukubwa wa fan_controller.out

Wakati faili yako ya.hex iko tayari unahitaji kuingiza ATtiny13 kwenye ubao wa mkate na kuiunganisha kwa programu na kebo za kuruka. Ni bora kukata nguvu kutoka kwa programu wakati unaiunganisha na MCU. Weka bits fuse chaguo-msingi (H: FF, L: 6A). Ikiwa programu yako ni USBasp amri hii itapanga kumbukumbu ya MCU:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U flash: w: fan_controller.hex

-B 8 hubadilisha kasi ya usafirishaji kati ya programu na MCU (bitclock). Unaweza kuhitaji kuibadilisha kuwa na dhamana ya juu ikiwa una shida na unganisho kwa mdhibiti mdogo.

Wakati MCU iko tayari, iweke ndani ya tundu la DIP 8. Kuondoa MCU kutoka kwenye ubao wa mkate kawaida huibadilisha na bisibisi yenye blade.

Hatua ya 5: Kuunganisha Mashabiki kwenye Kifaa

Kama shabiki wa Kuingiza 0 (ile iliyounganishwa na PB0) nilichagua moja ya mashabiki wa kesi iliyowekwa kwenye MOBO, ambayo kasi ilitofautiana na joto la CPU. Niliondoa insulation kutoka kwa sehemu ya waya ya tachometer ya shabiki na nikauzia ncha moja ya kebo ya kuruka. Mwisho mwingine (na kontakt ya kike 2.54mm iliyoshikamana nayo) utaunganishwa na kidhibiti shabiki. Ikiwa kebo ya kuruka ni fupi sana, ongeza kwa kugeuza kebo nyingine kati ya zile zilizotajwa hapo awali. Kisha funika makondakta wote walio wazi na mkanda wa insulation.

Ingizo 1 inasoma kasi ya mashabiki wa GPU (kwa upande wangu kuna 3 kati yao, lakini kuna kontakt shabiki mmoja tu kwenye kadi ya picha ya PCB). Niliuza kebo ya jumper 1 ya kuingiza moja kwa moja kwa moja ya mwongozo wa kontakt 4 ya pini ndogo ya GPU iliyoko kwenye PCB. Kwa kuwa risasi hii ilikuwa iko kati ya PCB na bamba la nyuma, niliweka bamba ya nyuma na kipande cha karatasi kwanza (haswa kwa sababu nyenzo ya backplate ilikuwa ya kuuzwa kabisa) na kisha nikaunganisha kontakt ya kike ya kebo upande wa pili wa bamba na matumizi ya mkanda wa karatasi ya aluminium.. Kisha mashabiki wa GPU wangeweza kushikamana na pini ya PB1 na matumizi ya kebo nyingine ya (juml ya) ya kuruka. Ikiwa hutaki kuuzia chochote kwenye kadi yako ya michoro ya PCB unaweza kushikamana na kebo za jumper kwenye waya za shabiki au tengeneza adapta ambayo itawekwa kati ya mashabiki na kontakt kwenye PCB, uamuzi ni wako.

Shabiki hupitisha kasi yake ya sasa kupitia waya wa tachometer kwa njia ya kuunganisha waya huu chini kupitia bomba wazi / mtoza mara mbili kwa kila mzunguko (rotor ya shabiki kawaida huwa na nguzo 4 [NSNS] ambazo hugunduliwa na sensa ya Hall, pato la shabiki huwa chini wakati juu ya aina ya pole hugunduliwa). Kwa upande mwingine, waya huu kawaida hutolewa kwa kiwango cha voltage 3.3V. Ikiwa hauna hakika ikiwa una waya sahihi unaweza kutumia oscilloscope au ujenge mizunguko moja ya kugundua ambayo imechorwa kwenye picha ya mwisho katika hatua hii. Kwanza wao hukuruhusu kuangalia upeo wa kiwango cha juu cha damu unaopatikana katika eneo lililopimwa, ya pili kuangalia ikiwa kunde za masafa ya chini zinaonekana hapo.

3.3V inapaswa kusomwa na pini za kuingiza za ATtiny kama hali ya JUU, lakini ikiwa una shida na hii, unaweza kujaribu kupunguza voltage inayowezesha MCU (itaongeza upinzani wa MOSFET pia!). Sikuwa na shida yoyote, hata hivyo, niliamua kuwa ni pamoja na wazo hili hapa.

Wakati mashabiki wa pembejeo wako tayari, unaweza kuweka kidhibiti shabiki ndani ya kesi yako ya PC, mahali pa kuchagua kwako. Niliiweka kando ya ghuba zangu mbili tupu za 5.25”, kwa kuisukuma kati ya sehemu za chuma za ghuba, na kuweka karatasi nyuma yake na kuifunga mahali na matumizi ya tie ya zipi iliyosukuma kupitia moja ya mashimo makubwa katika preboard na mashimo mengine kwenye bay 5.25 . Hakikisha kwamba hakuna sehemu za chuma za kesi ya PC zinazoweza kugusa kondakta yeyote aliye wazi wa mdhibiti wa shabiki.

Sasa unaweza kuunganisha mashabiki wa pato 3 kwa kidhibiti. Mashabiki wa pato waliounganishwa na Channel A wataunganishwa na mashabiki wa CPU na GPU, na kiwango cha chini cha voltage ambayo itawapa nguvu itakuwa juu ya 7-8V. Mashabiki walioingizwa kwenye viunganisho vya pato la Channel B wataendeshwa tu na shabiki wa baridi wa GPU na voltage yao inaweza kushuka hadi 0V (lakini kwa 66ms tu kila sekunde 100ms mzunguko kwa kiwango cha chini cha gari la pato). Mashabiki hawapaswi kuteka zaidi ya 1A kwa kila kituo cha pato.

Hatua ya 6: Mabadiliko mengine ambayo nilifanya kwa PC yangu

Channel A inaendesha mashabiki wawili walio juu ya kesi yangu. Wao ni mfano sawa na wanaendeshwa na voltage sawa, ambayo huwafanya kuzunguka kwa kasi sawa. Mpigo fulani wa sauti (muundo wa kuingiliwa kati ya sauti mbili za masafa tofauti kidogo) ulionekana kama matokeo ya hiyo. Ili kurekebisha hii niliweka diode 2 (moja ya kawaida na moja Schottky) katika safu na mmoja wa mashabiki. Hii ilipunguza nguvu na kasi ya shabiki, na kufanya kupiga kuondoka.

Mabadiliko mengine, ambayo yanahusiana na moja wapo ya mashabiki ambayo nilifanya, ni usanikishaji wa shabiki wa juu wa ukuta wa karatasi aliye mbele zaidi. Kusudi lake ni kumzuia shabiki huyu asinyonye hewa ambayo haijapita kwenye heatsinks yoyote bado. Nilijaribu pia kutengeneza kuta zingine za karatasi ambazo zilizuia kutolea nje hewa ya GPU kuingizwa kwenye baridi ya CPU. Kwa kweli walipunguza muda wa CPU, lakini kwa gharama ya GPU inapokanzwa zaidi, kwa hivyo mwishowe niliwaondoa.

Marekebisho mengine yasiyo ya kawaida ambayo nilifanya ni kuondoa kichungi cha vumbi kwa kumaliza mashabiki hao wawili wa hali ya juu (wakati mwingi hewa inasukumwa nje ya kesi hiyo, na PC yangu inapokuwa imezimwa, droo iliyoko juu kidogo ya kesi ya PC inalinda. kutoka kwa vumbi). Pia niliweka shabiki wa 92mm mbele ya ghuba mbili tupu za 5.25”(kidhibiti cha shabiki iko nyuma tu). Shabiki huyu hajashikiliwa na screws yoyote, inafaa tu kati ya shabiki wa 120mm kuiburuta na gari la macho hapo juu (nyuso za zote mbili zimefunikwa na mkanda wa insulation ili kutoa unyevu wa kutetemeka).