Устройство управления вентиляторами компьютера через порт LPT
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ой
Управлять вентиляторами можно лишь при условии, что материнская плата компьютера оснащена необходимыми для этого электронными регуляторами, а так бывает далеко не всегда. Если встроенных регуляторов нет, поможет блок. По командам формируемым программно на линиях порта LPT компьютера, он обеспечивает разельное шестнадцатиступенное регулирование частоты вращения трёх вентиляторов, изменяя подаваемое на них напряжение от 5тАж5,5в до 11,7тАж11,8в, что соответствует изменению чачтоты вращения от 40 до 100% максимальной.
К розетке LPT системного блока компьютера подключают вилку Х1. iетверенный транзисторный оптрон U1 предназначен для гальванической развязки цепей порта LPT и цепей управления вентиляторами. Ток через излучающие диоды оптронов ограничен резисторами R1-R4. Три канала управления вентиляторами, подключаемыми к вилкам Х2, Х4 и Х5, построены по одинаковым схемам, однако в одном из них (управляющим вентилятором №1) предусмотрен узел защиты на микросхеме DD1, назначение и работа которого будут рассмотрены позже. Вилку Х3 соединяют с имеющейся в каждом компьютере стандартной кабельной розеткой, предназначенной для питания дисководов.
Работу его каналов рассмотрим на примере первого, построенного на iетчике DD2.1, диодах VD3-VD6 и транзисторах VT1, VT4. Цикл начинается по окончании общего для всех каналов импульса начальной установки, формируемого программно на линии DATA1 порта LPT и поступающего на входы R их iетчиков через оптрон U1.2. Через некоторое время с линии DATA2 через оптрон U1.1 на вход CN iетчика начинают поступать iетные импульсы, с каждым из которых изменяется состояние выходов iетчика. Резисторы R11-R14 и диоды VD3-VD6 образуют преобразователь кода в напряжение, пропорциональное числу импульсов, поступивших на вход iетчика в данном цикле. Оно поступает на вентилятор через усилитель на транзисторах VT1 и VT4. Поскольку циклы регулирования повторяются с периодом приблизительно 3 с, напряжение на вентиляторе большую часть времени остается неизменным, пульсации сглаживает конденсатор С4.
На нулевой ступени регулирования (iетных импульсов нет) вентилятор вращается с минимальной частотой, которую устанавливают подстроечным резистором R37. Максимальную частоту вращения (пришло 16 импульсов) регулируют подстроечным резистором R24.
Узел защиты на микросхеме DD1 представляет собой два реле времени: первое - на элементах R9, C1, VD1, DD1.2, DD1.4, второе на R10, C2, VD2, DD1.3, DD1.5, DD1.6. Пов исходное состояние, конденсаторы С1 и С2 периодически подзаряжаются, уровни напряжения на выходах элементов DD1.4 и DD1.6 и в точке соединения диодов VD15, VD17 низкие. Диод VD16 закрыт, узел защиты не влияет на работу канала управления вентилятором.
Если управляющая программа не запущена, остановлена или в ее работе произошел сбой, вентилятор №1 (как правило он охлаждает процессор) должен вращаться с достаточной для эффективного охлаждения скоростью. В подобной ситуации импульсы начальной установки отсутствуют, и в зависимости от уровня сигнала на линии DATA1 на выходе элемента DD1.1 установлен постоянный высокий или низкий уровень. Приблизительно через 8 с после прекращения импульсов один из конденсаторов С1, С2 разрядится и на выходе подключенной к нему цепочки логических инверторов будет установлен высокий уровень. Через диод VD15 или VD17 он поступил на делитель напряжения из резисторов R36, R43, R44. С подвижного контакта переменного резистора R43 через R35 и открывшийся диод VD16 напряжение поступит на базу транзистора VT1, что приведет к увеличению частоты вращения вентилятора №1. С возобновлением импульсов начальной установки конденсаторы С1 и С2 зарядятся и нормальная работа канала управления восстановится.
Вентиляторы №2 и №3 обычно охлаждают менее ответственные узлы компьютера, поэтому их защита от прекращения компьютерного управления не предусмотрена.
Плата установлена в стандартную заглушку пятидюймового отсека системного блока компьютера. Она закреплена гайкой, навинченной на резьбовую втулку переменного резистора R43. Вилки установлены на достаточно длинных для подключения к вентиляторам и розетке питания жгутах из проводов черного (-, общий) и желтого (+,+12В) цветов.
Для управления вентиляторами разработана программа FanControl, но чтобы она смогла работать в автоматическом режиме, на компьютере нужно предварительно установить и запустить программу SpeedFan.
2 Исследовательская часть
2.1 Обоснование выбора элементов схемы
2.1.1 Обоснование выбора резисторов
Все резисторы выбираются по требуемому номинальному значению и мощности. Иногда в особо точных схемах учитывается допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления. Допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления зависит от типа резистора: композиционный, проволочный, угольный. Выбирая резисторы по мощности, определяется мощность рассеяния на каждом резисторе отдельно по формуле P=UxI, P=U2/R, P=I2XR, выведенные из закона Ома. Полученная величина увеличивается вдвое. Исходя из полученных значений, выбирают резисторы эталонных мощностей: 0,125, 0,25, 0,5 ,1, 2 ,5,10 Вт и т.д.
Выбранные мной резисторы: МЛТ-0,125, СП3-38б, СП3-4аМ.
2.1.2 Обоснование выбора конденсаторов
При выборе конденсаторов для радиоэлектронных устройств, приходиться решать одну из противоположных по своему характеру задач. Прямая задача по известному стандартному напряжению конденсатора найти максимально допустимые значен