зачем на компьютерном вентиляторе три провода
Подключение компьютерных вентиляторов охлаждения: все о разъемах
Содержание
Содержание
Корпусные вентиляторы делятся по размерам, типу подшипников, количеству оборотов и даже по способу применения. Одни заточены для создания статического давления, а другие рассчитаны на хороший воздушный поток в корпусе. И самое интересное в том, что один и тот же вентилятор можно подключить с помощью разных коннекторов. Некоторые из них умеют регулировать скорость, а другие работают на полном ходу. Это влияет на комфорт при использовании компьютера. Чтобы подобрать правильный вентилятор, стоит хотя бы поверхностно изучить особенности и нюансы подключения.
Почему коннекторов так много
Немного истории
Когда компьютер только появился и назывался ЭВМ, транзисторы были размером со спичечный коробок, а сама вычислительная машина достигала размеров комнаты и даже квартиры. Если и было нужно охладить такую махину, то для этого использовались огромные промышленные вытяжки, поэтому никто даже не заикался о шуме и комфорте. То ли дело, когда глобальное и грозное «ЭВМ» обтесали, причесали и подкрасили, чтобы получился «компьютер».
Чуть позже серьезное изобретение совсем огламурили и стали ласково звать персональным компьютером. Спасибо Apple: им пришлось сделать многое, чтобы громоздкое чудовище превратилось в привлекательное для покупателей устройство. Другие компании, та же IBM, к примеру, тоже кое-чего добились на этом фронте.
Эти наработки в гонке за персональностью унифицировали и стандартизировали, чтобы мы получили компьютеры такими, какими они стали сейчас.
За уменьшением деталей последовало сокращение размеров корпуса. Спичечные коробки превратились в спички, а позже и вовсе в их десятую часть по размеру. Это, а также повышение мощностных характеристик, стало первым, что потребовало хорошего охлаждения.
Но одно дело охлаждать ЭВМ в шумных рабочих зданиях, другое — остудить мощный компактный компьютер на столе школьника.
Раньше ставили на первый план стабильность и надежность. Ну а жужжит оно — да и пусть. Даже не самые древние модели компьютеров не могут похвастать хорошей системой охлаждения.
Стандартный кулер на процессоре, гудящий блок питания с восьмидесятым вентилятором и парочка ноунейм вертушек в корпусе, подключенных то ли к материнской плате, то ли напрямую к линии 12 В. Лишь бы работало. И никакой регулировки оборотов. Включил, привык к шуму пылесоса — и работаешь. Да что там, под этот шум даже Quake и Unreal заходили на ура. Но, как мы знаем, желания растут, требования тоже.
Требования к комфорту и шуму стали двигать прогресс в будущее, туда, где мы находимся сейчас. Чтобы сочетать тишину, прохладу и мощность, пользователи начали заниматься доработками и улучшениями.
За неимением автоматической регулировки оборотов, в провода впаивали резисторы, чтобы хоть как-то приструнить завывающую вертушку. Энтузиасты придумали более изощренные способы регулировки и дошли до реобасов.
Тогда такие штуки не продавались, поэтому тихие системы были только у тех, кто уверенно пользовался паяльником. Позже эту идею подхватили производители железа и стали выпускать регуляторы в заводском исполнении. А потом реобасы встроили в материнские платы и научили регулировать шум через BIOS.
Чтобы все работало, как надо, вентилятору приделали «третью ногу». То есть, провод, по которому техника ориентируется в оборотах. Так работает трехпиновая регулировка по DC. Так сказать, аналоговый способ.
Он реализован очень просто. Любой компьютерный вентилятор крутится от 12 В. На таком вольтаже будут максимальные обороты. Чтобы их снизить, уменьшают напряжение до семи или даже пяти вольт. DC — это регулировка постоянным током. Постоянными 12 вольтами или 7, 5 и далее.
За снижением вольтажа стоит специальный контроллер на материнке, от которого вентилятору достается готовое питание. На рисунке постоянный ток изображен на верхнем графике, а для контраста внизу есть переменный ток:
Простая ламповая физика — меньше напряжение, меньше света. Однако даже такую технологию поддерживали не все материнки. То есть, поддерживали, но только для мониторинга оборотов. А вот регулировать могли уже не все.
Инженеры подумали и решили, что цифровой технике нужны цифровые технологии. И внедрили технологию PWM. Это уже другая история — про вентиляторы с четырымя проводами и новые материнские платы. Между прочим, массовое использование данной технологии началось почти одновременно с выходом процессоров на платформе LGA 775. Материнские платы научились поставлять комфорт «из коробки», и с тех пор рынок вентиляторов поделился на DC и PWM. Или ШИМ, если говорить по-русски.
Широтно-импульсная модуляция — совершенно новая технология, которая требует от вентилятора наличия еще одной «ноги». Первый провод — для массы, второй — для питания, третий — для мониторинга оборотов, а четвертый — для PWM (информационный канал).
Регулировка оборотов работает еще проще: на вентилятор подается постоянное напряжение 12 В и некая информация для контроллера. В этой информации содержатся команды по открытию и закрытию транзисторов в цепи питания вентилятора. То есть, задаются прерывания. На графике это можно представить так:
Вершинка — транзистор открыт, вентилятор получает все 12 вольт. Далее следует спад — закрытие транзистора и прекращение подачи вольтажа. Так как техника цифровая, то и работа заключается в цифрах, а точнее, в долях секунд. Чем больше наносекунд транзистор находится в открытом состоянии, тем дольше подается вольтаж. Все это продолжается в пределах одного промежутка времени и с очень высокой частотой. То есть, мы можем повторить весь этот процесс с обычным DC-вентилятором вручную, если будем включать и выключать его примерно 23 тысячи раз в секунду. Это соответствует частоте 20 кГц и больше. Таким образом, для достижения максимальной скорости транзистор должен все время быть открыт и скармливать вертушке его родные 12 вольт. Если нужны тишина и комфорт, то вольтаж подается прерывисто — определенное количество раз за период.
В теории переход от DC к PWM меняет не только электрические способности вентиляторов:
На практике же эти плюсы полностью зависят от качества элементной базы и исполнения самого вентилятора.
Надо сказать, что ШИМ применяется не только в вентиляторах. Даже сейчас мы наблюдаем ШИМ. Потому что в любом мониторе с диодной подсветкой применяется PWM для регулировки яркости. Вот наглядный пример и объяснение, как работает технология:
Зачем вентиляторам нужен Molex
Вообще, можно найти вентилятор с таким коннектором, что и подключить будет не к чему. Да и обычный можно положить на полочку, если коннекторы на нем и на материнке не совпадают. Такая путаница на рынке есть и будет, как была проблема с кучей зарядок для каждого телефона, пока microUSB не навел порядок.
Та же участь касается и разнообразия коннекторов. Это сейчас все регулируется, настраивается и вращается. А до некоторых пор производители оснащали четырьмя контактами только разъемы для процессорных кулеров. Остальные довольствовались тремя. Так прижился тандем DC/PWM до наших времен. И даже современные платы работают с обоими вариантами. Но бывает и такое, что разъемов просто не хватает для подключения достаточного количества вентиляторов. На помощь приходит молекс.
Molex выходит напрямую из БП и имеет четырехконтактный разъем с 12 и 5 вольтами, а также две «массы». К нему можно спокойно подцепить хоть десяток вентиляторов. Это решает проблему нехватки разъемов на материнке, чем страдают многие бюджетные модели, особенно в Micro-ATX и Mini-ITX. Но у такого подключения отсутствуют регулировка оборотов и мониторинг.
Чтобы не испортить комфорт, к которому шли десятилетиями, производители выпускают специальные модели, которые могут работать на пониженных оборотах. Это удобно для создания постоянного воздушного потока в корпусе. В таких случаях регулировка оборотов не требуется — минимальных оборотов на вдув и выдув достаточно для охлаждения системы в средней нагрузке. Зато остаются свободные пины на материнке для подключения оборотистых моделей, плюс снимается лишняя нагрузка с шины питания материнки. Тут уже каждый сам себе режиссер и придумывает сценарии использования разных разъемов сам.
Вертушки-самоцветы
Мы разобрали всего три типа коннекторов. Но бывают и другие. Например, шестиконтактные коннекторы. Это особенность самых технологичных вентиляторов. Нет, они не отличаются по характеристикам и не дуют морозом в жаркий день. Это обычные вентиляторы, но с подсветкой. Пожалуй, появление таких вентиляторов начинает новую эпоху компьютерных сборок. Как когда-то персональный компьютер превращали в комфортный, теперь комфортный ПК становится красивым.
Повальное распространение RGB в игровых сборках заставляет производителей добавлять подсветку везде. И, если наушники, мышь или клавиатура — это самостоятельные устройства и могут программироваться как угодно, то вентилятор — штука простая и не имеет встроенного контроллера для управления подсветкой. Поэтому настройкой и синхронизацией подсветки в пределах системного блока занимается материнская плата. Чтобы было красиво и по феншую, производители ввели еще несколько пинов, которые отвечают за управление подсветкой.
Причем возникла новая путаница. Каждый завел свою технологию и продвигает только ее. Это мешает собрать универсальную систему подсветки, поэтому выбор каждой детали в компьютере теперь обусловлен еще и поддержкой фирменных технологий. У Asus это Aura Sync, у Gigabyte — RGB Fusion, а MSI продвигает Mystic Light. Это только софтовая сторона вопроса.
В техническом же плане управление подсветкой различается еще и рабочим вольтажом, а также количеством пинов. Для управления подсветкой часто используют разъемы 12V-G-R-B, 5V-G-R-B или 5V-D-G. Они сильно отличаются и не имеют обратной совместимости. И вот почему.
Светодиоды бывают трех типов: одноцветные, RGB и ARGB. В первом и втором варианте это обычные диоды с одни или тремя катодами, которые управляются аналогово: 12 вольт для питания и по проводу на каждый цвет. ARGB или лента с адресным управлением работает на диодах со встроенными контроллерами.
В каждую лампочку встроен контроллер, который управляет ее яркостью и цветом по цифровому каналу. Обычно, это тип подключения 5V-D-G. Где 5V — 5 вольт, G — масса, а D — Digital Input. Тот самый DI, который передает информацию каждому контроллеру и диоду отдельно, адресно. Что умеют такие ленты:
Каждая лампочка управляется самостоятельно, поэтому может показать любой из миллиона цветов независимо, а также с разной яркостью.
Обычная RGB-лента тоже принимает различные оттенки, но делает это полностью:
Это ограничивает возможности кастомизации и уже перестает пользоваться спросом как в компьютерном сегменте, так и в промышленном, где основное применение ARGB-диоды находят в бегущих строках и мультимедийных баннерах.
В материнских платах управление подсветкой работает через один разъем. Чтобы подключить к нему несколько вентиляторов, используют внешние контроллеры или разветвители.
Контроллеры, к слову, тоже питаются от разъемов блока питания SATA или Molex.
Что предлагает современный вентилятор
Самое главное — компьютер стал персональным, комфортным и теперь уже красивым. Этот процесс превращения из чудовища в красавчика можно назвать эволюцией. Ей подверглись и технические особенности, и визуальные. Вентиляторы тоже подтянулись, чтобы существовать в одном стиле с платформой.
Что касается коннекторов для подключения, то основная часть вентиляторов до сих пор доступна со всеми вариантами подключения. А вот что сильно изменилось, так это ответная часть — управление на материнской плате.
Если раньше некоторые функции получали лишь топовые бренды и модели, а иногда и вовсе, только серверный сегмент, то постепенно эволюция дошла и до самых бюджетных систем. Материнские платы адаптировали под требования пользователей, поэтому большинство из них умеет теперь не только управлять скоростью и мониторить обороты, но и создавать невероятные эффекты с помощью подсветки. Это тоже можно записать в достижения эволюции: превращение вентилятора в современное умное устройство. Интересно представить, что же будет с повелителями воздуха дальше.
2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Распиновка кулера: подключение 3 pin и 4 pin вентилятора
У каждого дома скопилось немало компьютерных вентиляторов: кулеров от процессора, видеокарты и блоков питания ПК. Их можно поставить на замену сгоревшим, а можно подключить к блоку питания напрямую. Применений этому может быть масса: в качестве обдува в жаркую погоду, проветривание рабочее место от дыма при пайке, в электронных игрушках и так далее.
Вентиляторы обычно имеют стандартные размеры, из которых на сегодняшний день наиболее популярными являются 80 мм и 120 мм кулеры. Подключение их также стандартизировано, поэтому всё что вам нужно знать — это распиновку 2, 3 и 4 контактного разъёма.
На современных системных платах на базе шестого или седьмого поколения процессоров intel, как правило, распаяны только 4 pin разъёмы, а 3 pin уже уходят в прошлое, так что мы увидим их только в старых поколениях кулеров и вентиляторов. Что касается места их установки — на БП, видеоадапторе или процессоре, это не имеет никакого значения так как подключение стандартное и главное здесь цоколёвка разъёма.
Распиновка проводов кулера 4 pin
Здесь скорость вращения можно не только считывать, но и изменять. Это делается при помощи импульса от материнской платы. Он способен в режиме реального времени возвращать информацию на тахогенератор (3-х штырьковый на это неспособен, так как датчик и контроллер сидят на одной ветке питания).
Распиновка разъёма кулера 3 pin
Наиболее распространённый тип вентилятора — 3 пин. Кроме минуса и 12 вольтового провода здесь появляется третий, «тахо»-проводок. Он садится напрямую на ножку датчика.
Распиновка проводов кулера 2 pin
Простейший кулер с двумя проводами. Наиболее частая цветность: чёрный и красный. Чёрный — рабочий «минус» платы, красный — питание 12 В.
Здесь катушки создают магнитной поле, которое заставляет ротор крутиться внутри магнитного поля, создаваемого магнитом, а датчик Холла оценивает вращение (положение) ротора.
Как подключить 3-pin кулер к 4-pin
Для подключения 3-pin кулера к 4-pin разъему на материнской плате для возможности программной регулировки оборотов служит вот такая схема:
При прямом подключении 3-х проводного вентилятора к 4-х контактному разъёму на материнке вентилятор будет всегда вращаться, потому как у материнской платы не будет возможности управления 3 pin вентилятором и регулировки числа оборотов кулера.
Подключение кулера к БП или батарейке
Для подключения к блоку питания используйте штатные разъёмы, если же нужно изменить число оборотов (скорость) — нужно просто уменьшить подаваемое на кулер напряжение, причём делается это очень просто — переставлением проводков на гнезде:
Так можно подключить любой вентилятор и чем меньше напряжение — тем меньше скорость, соответственно тише его работа. Если компьютер не особо греется, но очень шумит — можете воспользоваться таким методом.
Для запитки его от батарей или аккумуляторов просто подайте плюс на красный, а минус на чёрный провод кулера. Вращаться он начинает уже от 3-х вольт, максимум скорости будет где-то на 15-ти. Больше напряжение увеличивать нельзя — сгорят обмотки мотора от перегрева. Потребляемый ток будет примерно 50-100 миллиампер.
Устройство и ремонт кулера ПК
Для того чтобы разобрать вентилятор, нужно снять наклеенный шильдик со стороны проводов, открыв доступ к резиновой заглушке, которую и извлекаем.
Подцепим пластмассовое или металлическое полукольцо любым предметом с острым концом (нож канцелярский, часовая отвёртка с плоским шлицем и т.п.) и снимаем с вала. Взору открывается моторчик, работающий от постоянного тока по бесщёточному принципу. На пластиковой основе ротора с крыльчаткой по кругу вокруг вала закреплен цельнометаллический магнит, на статоре — магнитопровод на медной катушке.
Затем почистите отверстие под ось и капните туда немного машинного масла, соберите обратно, поставьте заглушку (чтоб пыль не забивалась) и пользуйтесь уже гораздо более тихим вентилятором дальше.
У всех таких вентиляторов бесколлекторный механизм вращения: это надёжность, экономичность, бесшумность и возможность регулировки оборотов.
У современных кулеров разъёмы имеют гораздо меньший размер, где первый контакт пронумерован и является «минусом», второй «плюсом», третий передаёт данные о текущей скорости вращения крыльчатки, а четвёртый управляет скоростью вращения.
НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ
кулир когда-то винтилировал ядра но всё было демонтировано и все же кулир помогал вносить не малую степень понимания в наше сознание жалко подключать было методом \тыка\ сгорит признательность правильно первым идёт 0 вторым шёл + но третий пока без надобности да и реле ещё нет
добрый день! а есть способ заставить вращаться его в другую сторону?
наверно плюс с минусом поменять надо, как на любом двигателе постоянного тока
Добрый день, все очень хорошо изложено автором, информативно и детально.
Большое спасибо за статью
Пожалуйста, рады были помочь.
«У всех таких вентиляторов бесколлекторный механизм вращения: это надёжность, экономичность, бесшумность и возможность регулировки оборотов.»
У коллекторных двигателей постоянного тока то же есть возможность точно регулировать число оборотов.
А вручную можно регулировать скорость на 3-пиновом вентиляторе, подключенному в 4-пиновый разъем на материнке?
Надо читать мануал к материнке. Моя позволяет.
Распиновка 3-Pin кулера
Распиновкой или цоколевкой называют описание каждого контакта электронного соединения. Как известно, в электрических приборах достаточно часто используется подключение оборудования, где его корректную работу обеспечивает несколько проводов. Касается это и компьютерных кулеров. У них бывает разное количество контактов, каждый отвечает за свое соединение. Сегодня мы бы хотели в деталях рассказать о распиновке 3-Pin вентилятора.
Цоколевка компьютерного 3-Pin кулера
Размеры и варианты подключения вентиляторов для ПК уже давно стандартизированы, различаются они только наличием кабелей подключения. Постепенно 3-Pin кулеры уступают 4-Pin, однако такие устройства все еще используются. Давайте детально рассмотрим электрическую схему и цоколевку упомянутой детали.
Электронная схема
На скриншоте ниже вы можете наблюдать схематическое изображение электрического плана рассматриваемого вентилятора. Его особенность заключается в том, что помимо плюса и минуса присутствует новый элемент — тахометр. Он позволяет отслеживать скорость оборотов обдувальщика, а крепится на саму ножку датчика, что изображено на схеме. Отметить стоит катушки — они создают магнитное поле, отвечающее за беспрерывную работу ротора (вращающейся части двигателя). В свою очередь, датчик Холла производит оценку положения крутящегося элемента.
Цветность и значение проводов
Компании, производящие вентиляторы с 3-Pin подключением, могут использовать провода разных цветов, однако «земля» всегда остается черным. Чаще всего встречаются комбинация красный, желтый и черный, где первый — +12 Вольт, второй — +7 Вольт и идет к ножке тахометра, а черный, соответственно, 0. Вторая по популярности комбинация — зеленый, желтый, черный, где зеленый — 7 Вольт, а желтый — 12 Вольт. Впрочем, на изображении ниже вы можете ознакомиться с этими двумя вариантами распиновки.
Подключение 3-Pin кулера к разъему 4-Pin на материнской плате
Хоть 3-Pin вентиляторы и имеют датчик отслеживания оборотов, их все еще нельзя регулировать через специальное программное обеспечение или BIOS. Такая функция появляется только в 4-Pin кулерах. Однако если вы владеете некоторыми знаниями в электрических схемах и умеете держать паяльник в руках, обратите внимание на следующую схему. С помощью нее производится изменение вентилятора и после подключения к 4-Pin можно будет регулировать его обороты через софт.
Если же вы заинтересованы в простом подключении 3-Pin кулера к системной плате с 4-Pin разъемом, просто вставьте кабель, оставив свободной четвертую ножку. Так вентилятор будет прекрасно функционировать, однако кручение его будет статичным с одной и той же скоростью всегда.
Цоколевка рассмотренного элемента не является чем-то сложным в связи с малым количеством проводов. Единственная трудность возникает при столкновении с незнакомыми цветами проводов. Тогда проверить их можно только путем подключения питания через разъем. Когда 12 Вольт провод совпадет с ножкой 12 Вольт, скорость вращения увеличится, при соединении 7 Вольт к 12 Вольт она будет меньше.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12388 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
Помогла ли вам эта статья?
Поделиться статьей в социальных сетях:
Еще статьи по данной теме:
Добрый день!
Очень толковая и содержательная статья. Сейчас как раз бьюсь над решением одной проблемы в этой части…
Есть два источника питания 3-пин, один на материнской плате (регулировка автоматом по вольтажу), один на реобасе (ручная регулировка) с отдельным питанием от molex. Задача перекидывать кнопкой линию питания на вентилятор с однй цепи на другую. Кнопка на 3 группы контактов по 2 в положениях On-On (в идеале такой же переключатель на 3 группы по 3 контакта, но это диковинка, найти трудновато). Собственно переключение цепей GRD\+12 не вызывает вопросов, вопрос в линии датчика тахометра…т.к. на нее на переключателе группы нету, безопасно ли объединить (скрутить\спаять) линию тахометра с обоих трехпиновых источников и линию тахометра вентилятора? При переключении цепей, не будет ли логического\физического конфликта именно на линии тахометра? Т.е. линии тахометра объеденены мимо выключателя, включаем цепь с матери на вентиль для автоматической регулировки — видит ли мать обороты и не влияет ли на это то, что по этой же линии идет сигнал тахометра с реобаса (в данный момент отключеный по питанию на выключателе, но с питанием на пинах от molex) и наоборот при переключении на реобас? Первая мысль была, что проблем возникнуть не должно, вроде как переключатель отсекает входящее напряжение с реобаса на вентилятор, но прочитал статью и обратил внимание на то, что линия тахометра подключается к +7, на котором, как писал выше «висит» питание от molex…здесь мыслительный процесс зашел в тупик1 Прошу по возможности помочь!
Здравствуйте Jack. Если это единственный кулер, который установлен в ноутбуке, то у вас не получится настроить его беспрерывное вращение механическим путем. Это действие осуществляется только программно при помощи фирменного ПО от официального производителя лэптопа или через вспомогательный софт. Вы пробовали делать так? Никакого эффекта добиться не удалось? Если же кулер вовсе отказывается вращаться, скорее всего, проблема действительно механическая или он отключен в BIOS / UEFI. Проверьте сначала программную часть, а если это не поможет, стоит разобрать ноутбук и посмотреть на кабели и засоренность вентилятора. Если есть такая возможность, обратитесь к специалисту для дальнейшей диагностики и ремонта.
Дополню, мне кажется, что практически все кулеры в ноутбуках выполнены одинаково, за исключением мощных игровых моделей. Их действие распространяется на всю материнскую плату, однако накопитель получает меньше всего охлаждения, что связано с его расположением. Проверьте, если вентилятор находится далеко от SSD или HDD, то даже его беспрерывная работа не охладит комплектующее. Здесь потребуется чистить ноутбук от пыли, не использовать его, например, на кровати, положив на одеяло. Еще можно приобрести дополнительную подставку с двумя или тремя «крутилками», которые обеспечивают циркуляцию воздуха по всей поверхности устройства.
Спасибо за ответ, но это малость «не то». Что управляется программно — я знаю, и вопрос стоял: на этот упр. пин подать сигнал, имитирующий управление для получения оборотов по максимуму. Механических проблем нет, я же писа’л — вращается легко.
Подставку с вентилками давно уже планирую, только пока еще неясно: успею — или ноут аукнется раньше.
Самостоятельно у вас не получится механическим путем подать сигнал на этот пин, разве что как-то менять плату управления, но я ничего не понимаю в электронных схемах, поэтому не подскажу ничего по этому поводу. Да и лучше не делать так, иначе в случае чего будет проблематично найти подходящую замену для сломанного кулера.
Здравствуйте, Юрий. Да, вы абсолютно правы. Такой способ подключения точно должен быть рабочим, однако с направлением вращения я помочь не могу, поскольку следует осмотреть само устройство, чтобы понять расположение пинов. Здесь могу порекомендовать просто путем проб подключения на разные направления узнать, в какую именно сторону будет вращаться кулер, а потом оставить так, как это будет нужно. Если получится, то вы можете даже оставить свободным не 7-вольтовый пин, а 12-вольтовый, чтобы уменьшить скорость вращения, если это, конечно, требуется. Однако осуществить такое будет сложно, поскольку чаще всего 12-вольтовый пин находится по центру.
Спасибо, Виктор, и за статью, и за ответ, буду пробовать, да мне меньшая скорость не нужна — пусть выдувает
Задайте вопрос или оставьте свое мнение Отменить комментарий