PWM: untuk apa dan untuk penggemar apa

Sesuatu yang pasti sedikit orang sudah tahu apa yang hampir tidak ada yang memperhatikan dalam hal karakteristik penggemar PC adalah fungsi PWM, di mana Anda harus memiliki pengetahuan penting terkait dengan bagian teknis komputasi. Namun, pengguna komputer lebih terbiasa dengan fungsi ini daripada yang kita pikirkan.

Tugas-tugas yang dilakukan oleh PWM berjalan di latar belakang dan tanpa diketahui, meskipun keuntungannya terlihat pada PC yang kami gunakan.

Dalam beberapa tahun terakhir, produsen perangkat keras telah memberi perhatian khusus pada kemungkinan bahwa kecepatan kipas yang mendinginkan berbagai perangkat elektronik, seperti komputer, dapat dikontrol secara efisien melalui rangkaian komponen yang terintegrasi. pribadi.

Evolusi teknologi yang digunakan oleh penggemar listrik yang kita temukan dalam peralatan elektronik saat ini sangat penting. Kipas yang telah digunakan selama bertahun-tahun, dan yang pada gilirannya telah dimodifikasi untuk menawarkan lebih banyak keuntungan.

Tapi ini tidak selalu terjadi, karena sampai beberapa tahun yang lalu, kemungkinan bahwa komputer diam dan bahwa itu termasuk fungsi untuk mengontrol kecepatan para penggemar tidak ada dalam model apa pun.

Beberapa tahun yang lalu, kami tidak menemukan bentuk pendinginan aktif pada komputer x86, terutama karena mereka tidak menghasilkan panas berlebih di dalam casing PC. Tetapi ini mulai berubah dengan 486 komputer pertama, yang membutuhkan lebih banyak sumber daya untuk melakukan lebih banyak tugas.

Sejak saat itu hingga hari ini, komputer mulai mengkonsumsi lebih banyak energi dan juga menghasilkan lebih banyak panas, meskipun mereka juga mulai mendapatkan hasil yang lebih tinggi.

Untuk semua ini bahwa selain evolusi komponen, sistem pendingin juga mengalami perubahan dan evolusi penting, terutama dalam hal cara untuk mengendalikan kecepatan kipas, yang dilakukan melalui PWM.

Melalui "volt mod" sederhana, yang dengannya Anda dapat memilih 5, 7 atau 12V dari konektor Molex klasik, Anda dapat mengontrol kecepatan para penggemar beberapa tahun yang lalu.

Selanjutnya, resistor mulai digunakan untuk mengurangi kecepatan kipas, serta penggunaan potensiometer dan resistansi termal, sehingga melakukan kontrol kecepatan manual rentang luas. Rehobus yang terkenal.

Tetapi saat ini, jika Anda ingin mengendalikan kecepatan kipas dan pompa, opsi yang paling banyak digunakan dan efisien adalah kontrol PWM atau penggunaan driver dari pabrikan seperti Corsair atau NZXT untuk mengatur kecepatan kipas kami melalui perangkat lunak atau BIOS..

Indeks isi

Karakter

Hari ini, pabrikan meluncurkan motherboard mid-range mereka yang dilengkapi dengan setidaknya 4-pin header PWM. Untuk anggaran yang lebih besar, motherboard kelas atas mencakup empat atau lebih konektor 4-pin yang mengontrol kecepatan sistem pendingin peralatan.

Meskipun evolusi ini, masih banyak orang yang tidak tahu tentang fungsi motherboard ini yang muncul pada tahun 2003, atau tidak memperhitungkannya saat membeli komputer. Yang lebih mengejutkan adalah bahwa hari ini kita masih dapat menemukan produsen penggemar membuat komponen mereka termasuk konektor 3-pin yang ketinggalan zaman.

Untuk alasan ini, kami akan menjelaskan apa itu kontrol PWM, bagaimana ia mengatur kecepatan pompa dan kipas, dan keuntungan apa yang diperoleh dengan mengetahui cara menggunakan fungsi ini, yang masih diabaikan oleh sebagian besar pengguna.

Cara Kerja PWM

Pengoperasian PWM membutuhkan sirkuit yang memiliki bagian yang memenuhi fungsi yang berbeda masing-masing. Di sirkuit ini, komparator berfungsi sebagai tautan, dan terdiri dari satu output dan dua input berbeda.

Saat membuat konfigurasi, perlu diingat bahwa salah satu dari dua input akan mengurus memberi ruang untuk sinyal modulator. Di sisi lain, input kedua harus dilampirkan ke osilator jenis gigi gergaji sehingga fungsi dapat dilakukan dengan benar.

Sinyal yang disediakan oleh osilator bergigi inilah yang menentukan output frekuensi. Selama bertahun-tahun, sistem PWM telah membuktikan bahwa ia bekerja dengan benar, menjadikannya fitur yang banyak digunakan dalam mengelola ketersediaan sumber daya energi.

Jenis penggemar PC

Dengan mempertimbangkan jumlah kabel dari mana kipas berasal dari pabrik, dimungkinkan untuk membedakannya berdasarkan tiga jenis koneksi utama.

1. Jika mereka datang hanya dengan dua kabel ground, kipas ini memiliki koneksi positif dan negatif.Kelompok kedua penggemar datang dengan tiga kabel; dua bertanggung jawab untuk menyalakan kipas, sedangkan yang ketiga membawa sinyal tach, juga dikenal sebagai "Tach". Melalui kabel ketiga ini, sinyal dengan frekuensi yang sama dapat ditransfer dengan kecepatan kipas, yang diukur dalam RPM (putaran per menit). Jenis kipas terakhir datang dengan empat kabel, dan mereka adalah apa yang kita kenal sebagai "kipas PWM". Satu kabel dihubungkan ke ground, yang kedua bertanggung jawab untuk daya, yang ketiga menghitung RPM, dan yang keempat mentransfer pulsa ke kipas.

Penggunaan Kontrol PWM

Meskipun Anda mungkin berpikir bahwa istilah PWM (Pulse Width Modulation) atau Pulse Width Modulation, dalam bahasa Spanyol, sedikit digunakan, kenyataannya adalah bahwa itu biasanya banyak digunakan di berbagai bidang seperti teknik listrik, dan mungkin berguna di berbagai sektor, seperti di bidang telekomunikasi, perangkat motor servo, peralatan audio, dan banyak lagi.

Pada akhirnya, PWM melakukan fungsi sakelar, menyalakan dan mematikannya terus menerus, sehingga menyesuaikan jumlah daya yang didapat oleh motor pompa atau kipas.

Motor ini adalah bagian mendasar untuk sistem PWM yang bertugas mengendalikan kecepatan pompa dan kipas, bekerja pada + 12V (daya penuh) atau 0V (daya nol).

Kecepatan yang dicapai oleh pompa dan kipas akan ditentukan secara langsung oleh lebar sinyal PWM, atau apa yang sama, pada saat motor tetap menyala.

Untuk memberi kita gambaran, siklus tugas 10% berarti bahwa PWM akan mengirimkan beberapa pulsa daya dalam periode waktu tertentu, menyebabkan motor berjalan pada kecepatan rendah. Sebaliknya, dengan siklus kerja 100%, kipas atau pompa dioperasikan pada kecepatan maksimum, yaitu, dengan engine start kontinu.

Pendingin cair

Konsumsi energi yang diminta oleh pompa yang digunakan dalam pendingin air jauh lebih tinggi, itulah sebabnya energi sebagian besar terhubung ke konektor Molex, sementara dua kabel lainnya dari PWM dan tachometer terhubung ke header motherboard untuk mengelola PWM serta kecepatan.

Jika tidak ada sinyal PWM di kipas, maka operasi akan berada pada daya maksimumnya, sedangkan pompa pendingin cair akan memiliki kecepatan rata-rata. Dengan kata lain, jika Anda ingin menjalankan pompa dengan daya penuh, Anda harus menghubungkannya ke sinyal PWM yang diatur ke siklus kerja 100%.

Koneksi Molex di D5 Pump (Corsair Hydro X Series), meskipun itu juga dapat dibeli dengan koneksi PWM 4-pin.

Penggemar premium menyertakan driver IC unik mereka sendiri di dalam inti motor yang membuat sinyal PWM miring bukannya persegi datar. Sinyal terakhir ini cenderung menghasilkan derit menjengkelkan pada saat kecepatan kipas minimal.

Kebisingan yang mengganggu ini disebabkan oleh kenyataan bahwa ketika motor menerima peningkatan daya secara tiba-tiba, ini menyebabkan rotor bergerak, sehingga menghasilkan klik ini yang terkadang mengganggu pengguna.

Untuk menghindari hal ini, Anda harus menggunakan sirkuit terintegrasi khusus, yang akan memastikan bahwa pengapian mesin lebih mulus saat menerima dorongan.

Mengapa PWM begitu penting?

Merupakan hal yang normal bagi hampir semua kipas di komputer untuk mematikan ketika tegangan diatur sekitar 5V atau kurang. Dalam kasus ini, kipas berhenti bekerja dan tidak lagi berputar, itulah sebabnya rentang kecepatan yang dinyatakan pabrikan kipas seringkali hanya dapat dicapai dengan menggunakan peraturan PWM.

Dengan cara ini, melalui kontrol PWM, kipas dapat dibuat bekerja pada kecepatan yang sangat rendah, sekitar 300 hingga 600 RPM.

Ketika kecepatan ini tercapai tanpa kipas berhenti, Anda mendapatkan operasi yang benar-benar tenang, ditambah dengan kontrol PWM, mereka dapat dimatikan jika pengguna menginginkannya.

Fitur lain yang menarik tentang kontrol PWM adalah bahwa dengan sinyal sederhana dimungkinkan untuk mengontrol semua penggemar. Mengingat bahwa kipas menerima 12 volt terus menerus, splitter khusus dapat digunakan untuk mengirim sinyal PWM ke semua pompa dan kipas di peralatan. Dengan cara ini harmoni dicapai dalam pengoperasian semua kipas dan pompa.

Saat ini, produsen motherboard memberikan lebih banyak dan lebih relevan dengan masalah regulasi PWM, itulah sebabnya ada konfigurasi yang sangat kuat dan terperinci di pasar yang membuatnya lebih mudah untuk menggunakan sumber daya ini.

Dengan bantuan PWM tidak akan ada lagi suara yang mengganggu ketika komponen peralatan beroperasi penuh, karena mereka akan dapat bekerja pada kecepatan rendah serta mengatur kurva siklus tugas PWM berdasarkan pembacaan suhu.

Keuntungan kontrol PWM

Menggunakan regulator dalam kecepatan pompa dan kipas angin dapat menguntungkan kita dalam beberapa aspek:

• Kipas yang bekerja pada kecepatan yang lebih lambat menghasilkan lebih sedikit suara yang mengganggu. Dengan berjalan pada kecepatan yang lambat, kipas mengkonsumsi energi lebih sedikit. Kecepatan kipas yang rendah meningkatkan umur dan kinerjanya.

Tetapi di atas semua itu, keuntungan terbesar yang diperoleh dengan kontrol PWM adalah tingkat efisiensinya yang tinggi, pengoperasian yang sederhana dan biaya implementasi yang rendah, dengan mempertimbangkan bahwa kipas akan tetap hidup atau mati sepenuhnya.

Ada beberapa alasan mengapa kontrol PWM terus menjadi tidak hanya sistem yang sangat populer, tetapi juga yang sangat efektif.

Ini adalah fakta bahwa motor secara keseluruhan, tetapi motor DC khususnya, bertindak sangat cepat ke kontrol PWM, memungkinkan mereka, misalnya, untuk menyesuaikan kecepatan mereka dalam beberapa detik ketika mereka menerima sinyal PWM. Juga, sinyal-sinyal ini yang mengendalikan kecepatan motor sangat cepat, terutama ketika sedikit atau tidak ada perhitungan yang diperlukan.

Ketika kecepatan standar PWN dikombinasikan dengan respons motor, efisiensi berkualitas tinggi diperoleh dari pengontrol PWM, terutama dalam aplikasi yang sangat sensitif terhadap suhu dan memerlukan perubahan suhu agar terjadi secara instan.

Kekurangan kontrol PWM

Di antara titik-titik negatif yang dapat ditemukan pada kontrol PWM, harus disebutkan bahwa informasi yang terkandung dalam tachometer terbatas ketika menerima sinyal PWM, karena daya tidak selalu mencapai kipas.

Namun, dimungkinkan untuk mengambil informasi ini dari tachometer dengan menggunakan teknik yang biasa disebut "peregangan pulsa", yang melibatkan menyalakan kipas selama diperlukan untuk mengumpulkan informasi tachometer. Ini dapat menyebabkan peningkatan kebisingan yang dihasilkan oleh kipas.

Kerugian lain dari PWM frekuensi rendah terkait dengan kebisingan yang dihasilkan oleh pergantian tersebut. Artinya, ketika kipas terus-menerus hidup dan mati, ada potensi kebisingan. Hal yang sama berlaku untuk kecepatan perpindahan ini, yang jika tidak menjadi cepat, kedipan mungkin menjadi nyata.

Akhirnya, baik harga peraturan ini dan masalah interferensi yang disebabkan oleh frekuensi radio juga merupakan poin negatif.

Kata-kata terakhir dan kesimpulan tentang koneksi PWM

Jika kita fokus pada aspek keandalan, kebisingan akustik, dan efisiensi energi, tidak ada keraguan bahwa cara terbaik untuk mengatur kecepatan kipas adalah dengan menggunakan unit PWM dengan frekuensi lebih besar dari 20 kHz.

Seperti halnya menghilangkan persyaratan untuk peregangan denyut nadi yang bising dan suara peralihan yang mengganggu yang terkait dengan unit PWM frekuensi rendah, ia memiliki jangkauan kontrol yang jauh lebih luas daripada yang ditawarkan kontrol PWM lainnya.

Dengan menggunakan kontrol PWM frekuensi tinggi, ada kemungkinan bahwa kipas bekerja pada kecepatan minimum, mendekati 10% dari daya maksimum, bertentangan dengan kecepatan minimum yang bisa dicapai oleh kipas yang dikendalikan secara linear, yang dapat beroperasi dalam kasus ini di 50% dari kecepatan maksimum.

Kontrol PWM sangat bermanfaat dalam hal konsumsi daya, karena kipas terus berjalan atau dimatikan.

Kami merekomendasikan membaca:

Terakhir, berkat fakta bahwa kipas dapat beroperasi pada kecepatan yang sangat rendah dengan kontrol PWM, masa manfaatnya meningkat, seperti halnya keandalan sistem.