какое напряжение на кулере процессора

Anikeev’s blog

У любого компьютерного вентилятора есть разъём, чтобы подключать его к питанию. Усилием воли вентилятор крутиться не будет, поэтому надо его обеспечить электричеством. Разберёмся, что такое вольты, амперы и прочее.

В вольтах измеряется напряжение. От подаваемого напряжения зависит скорость вращения вентилятора, а от неё — эффективность охлаждения, количество продуваемого воздуха и уровень шума. Например, если на вентилятор подать не ожидаемые 12 В, а всего 9 В, то он будет медленнее крутиться и меньше шуметь.

В амперах измеряется сила тока. Она никак особо не влияет на эффективность и указывается на вентиляторах для понимания, сколько электричества будет жрать конкретный экземпляр.

Два контакта (2-pin) это плюс и минус. Может показаться, что такие модели безнадёжно устарели, но именно они устанавливаются в блоки питания. Штука в том, что блок питания — ограниченная в размерах коробочка, в которой известны все компоненты. То есть блок питания может сам себе померить температуру и, исходя из этого, подать нужное напряжение на вентилятор. Если напряжение максимальное, а температура всё равно не сбивается, значит вентилятор неисправен и надо как-то самоотключиться. Двухконтактные вентиляторы в блоках питания регулируются самим блоком питания. Но в более общем смысле это и правда тупые вентиляторы. В самих компьютерах они практически не используются и это правильно. А если и используются, то крутят постоянно на максимальной скорости. И это не хорошо.

Три контакта (3-pin) это ранний «стандарт» компьютерных вентиляторов. Помимо двух проводов питания появился третий — по нему считываются показания о частоте вращения. Вероятно, эта схема пришла из серверного оборудования, где надо вовремя понять, что вентилятор не крутится (ибо сдох) или крутится значительно медленнее (оброс пылью). В первую очередь таким вентилятором обзавёлся процессор, ведь если вертушка не крутится, то это тревожно — значит, надо контролировать обороты.

Начиная с трёхпиновых моделей компьютеры научились управлять скоростью вращения. Ну, не прямо уж управлять. Просто в биосе появилась возможность выбрать одно из трёх значений, обычно они были такие:

Штука в том, что полноценный вентилятор на 12 В при подаче такого напряжения очень сильно шумел, на 7 В был практически бесшумен, а на 5 В просто отказывался раскручиваться.

Вот ещё проблема — ни ты, ни компьютер не знают, с какой скоростью должен вращаться конкретный вентилятор. Для одного норма 600 оборотов в минуту, для другого — 1600. Поэтому трёхпиновая система лишь следила, чтобы обороты просто присутствовали и этот мониторинг работал только для процессорного разъёма CPU_FAN, ведь в него уж точно что-то должно быть подключено. В остальные разъёмы на материнской плате дополнительные вентиляторы подключались по желанию, поэтому они не мониторились — ну какой смысл вопить, что SYS_FAN2 не крутится, если в этот разъём вообще ничего не подключено?

Четыре контакта (4-pin) — это современный компьютерный стандарт. Четвертый контакт используется для передачи температуры и управляющих сигналов. Теперь материнка знает, с какой скоростью крутится вентилятор и может регулировать его обороты в более широких пределах. При первоначальном включении на такие вентиляторы подаётся максимальное напряжение, чтобы наверняка их стартануть, а уже потом напряжение снижается, чтобы не созжавать лишнего шума. И вообще — смотрите видео! 🙂

Смотрите также

Разъем питания RTX 3080 и его перегрев

Что такое KVM свич, зачем он нужен и как работает

Как быть эффективным управленцем и распустить отдел за месяц

Что делать, если новый холодильник греется и долго гудит

Источник

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.

Источник

Методика тестирования кулеров

Предисловие

Тестирование процессорных кулеров (или процессорных охладителей), несмотря на относительную простоту самих устройств, не такая простая задача. Наверное, главная проблема при проведении тестирования процессорных кулеров — определение метода и способа их тестирования. В интернете можно найти несколько различных подходов к этой проблеме, но, как говорится, сколько людей, столько и мнений, поэтому далее мы представим наш собственный взгляд на тестирование кулеров.

Обычно тестирование кулеров сводится к измерению температуры процессора при различных режимах его загрузки, то есть оценивается эффективность охлаждения конкретного процессора. Еще одним важным параметром для кулеров является шум, издаваемый ими при работе, который можно измерить с помощью чувствительного шумомера. На наш взгляд, совокупность этих двух параметров может достаточно четко охарактеризовать конкретную модель кулера и позволит в дальнейшем выбирать для покупки оптимальную модель на основе этих данных. Главная идея нашего тестирования заключается в том, чтобы построить кривую соответствия уровня шума и температуры для определенной модели кулера. При этом мы сознательно обходим такое понятие, как скорость вращения крыльчатки вентилятора кулера. Это объясняется тем, что на текущий момент существует множество моделей с несколькими вентиляторами, а также системы водяного охлаждения, в которых само понятие скорости вращения несколько расплывчато. Как мы думаем, для пользователя важными параметрами являются именно шум и эффективность охлаждения, а сравнение кулеров по остальным параметрам — весьма спорный подход к тестированию.

Конечно, построить такой график достаточно просто, имея отдельный стенд для тестирования и чувствительный шумомер, но есть небольшой нюанс, на который бы хотелось обратить внимание. Он заключается в том, что если мы привязываемся к одному стенду для тестирования, а управление кулером передаем системной плате, то после установки кулера на процессор тестируется уже не столько сам кулер, сколько связка из трех устройств: кулер, материнская плата и процессор. Таким образом, результаты для разных системных плат могут сильно отличаться друг от друга, и для корректного, на наш взгляд, сравнения кулеров такой метод не совсем подходит. Для того чтобы отвязаться от конкретной системной платы, мы реализовали свою собственную систему управления кулером, которая включает в себя управление двумя популярными способами, используемыми на современных системных платах.

Первый из них заключается в том, чтобы динамически изменять напряжение питания, регулируя тем самым обороты крыльчатки вентилятора на кулере (в случае водяной СО регулируется скорость водяного потока и охлаждающих вентиляторов). То есть по мере роста температуры процессора увеличивается и напряжение питания кулера, а следовательно, возрастает скорость вращения вентилятора. Для современных системных плат диапазон изменения напряжения составляет от 6 до 12 В. Причем если 12 В — это достаточно четкий верхний предел, то для некоторых материнских плат нижняя граница напряжения может быть и ниже 6 В. Стоит также отметить, что изменение таблицы соответствия текущей температуры процессора и напряжения питания кулера обычно доступно для пользователя в весьма условной форме, а сама таблица может изменяться от одной версии BIOS к другой. Кулеры, поддерживающие только технологию динамического изменения напряжения питания, оснащаются 3-контактными разъемами: два контакта используются для подачи напряжения питания, а третий служит для передачи сигнала тахометра, с помощью которого контролируется текущая скорость вращения вентилятора (обычно она указывается в оборотах в минуту, об/мин, или Rotation Per Minute, RPM).

Второй способ управления скоростью вращения вентилятора — применение управляющего сигнала с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ, или Pulse Width Modulation, PWM). Специальный ШИМ-контроллер на материнской плате формирует последовательность прямоугольных импульсов, подаваемых на контроллер вентилятора. Эти импульсы применяются как управляющие сигналы для работы вентилятора. Частота управляющих ШИМ-импульсов остается неизменной, меняется лишь их коэффициент заполнения (Duty Cicle), определяемый как отношение времени, которое ШИМ-сигнал находится при высоком напряжении, к длительности всего импульса. Для системных плат типичная частота следования ШИМ-импульсов составляет 21-23 кГц (стандартом допускается от 21 до 28 кГц), а коэффициент заполнения импульсов варьируется от 40% до 100%, однако нижняя граница зависит от конкретного ШИМ-контроллера и может быть ниже 40%. Отметим, что все кулеры, поддерживающие ШИМ-технологию, оснащены 4-контактным разъемом и обратно совместимы с управлением через динамическое изменение напряжения питания.

Условия и инструменты тестирования

С учетом этих особенностей мы постарались обеспечить независимость результатов испытаний от материнской платы с помощью отдельного ШИМ-контроллера и блока питания, к которым и подключается исследуемая модель кулера. Увы, отказаться от использования процессора как основного «нагревательного» элемента нельзя в силу того, что реализовать управляемую модель процессора с изменяемыми параметрами мы пока не можем.

Поэтому для тестирования эффективности охлаждения мы использовали стенд, состоящий из системной платы Biostar TPower X79 и процессора Intel Core i7-3820 c TDP 130 Вт. У процессора был отключен режим Turbo Boost, и для всех ядер был выставлен множитель 38, то есть все ядра Intel Core i7-3820 работали на фиксированной частоте 3,8 ГГц, а напряжение питания процессора составляло 1,35 В. На стенде была установлена видеокарта Nvidia GeForce 7600 GS с интерфейсом PCI-E. В качестве оперативной памяти использовались два модуля Kingston KVR1333D3N8K2 и один модуль Patriot G2 (PGD34G1600ELK), работающие на частоте 1333 МГц и общим объемом 3 ГБ. Мы предполагаем, что в дальнейшем можем перейти к использованию другой платы для тестирования, так как некоторые из кулеров попросту не поддерживают установку на разъем Socket (LGA) 2011. Как только это произойдет, методика будет дополнена.

Для формирования управляющих ШИМ-импульсов применялся отдельный ШИМ-контроллер, который позволял задавать коэффициент заполнения в пределах от 0 до 100% с частотой 25 кГц и амплитудой 5 В. Для задания необходимого напряжения питания использовался внешний блок питания Mastech HY1802D, позволяющий регулировать напряжение питания в диапазоне от 0 до 18 В. Скорость вращения вентилятора контролировалась посредством данных утилиты AIDA64 и данных, полученных с платы ШИМ-контроллера (к ней также был подключен провод от тахометра вентилятора).

Температура окружающей среды в ходе тестирования поддерживалась на уровне 23-25 °C, а сам стенд для тестирования располагался в открытом корпусе Cooler Master Lab Test Bench.

Процессор загружался на 100% с помощью утилиты AIDA64 и ее теста Stress FPU, который использует вычисления с плавающей запятой и в большей степени нагревает процессор.

Температура процессора контролировалась с помощью утилиты Real Temp GT 3.7. Процессор в режиме максимальной нагрузки разогревался до тех пор, пока его температура не стабилизировалась (от 5 до 15 минут). В режиме простоя, то есть когда процессор нагружен не более чем на 3-4%, данные температуры снимались по истечении 10-25 минут. Поскольку утилита показывает температуру для каждого из ядер, за общую температуру мы берем среднее (среднее арифметическое) значение по всем четырем ядрам на момент измерения.

Измерение уровня шума проводилось в специальной звукопоглощающей камере. Высокочувствительный шумомер располагался в 50 см от центра процессорного разъема на высоте 50 см от плоскости системной платы, так что расстояние до процессора по прямой составляло около 70 см. Такое местоположение было выбрано, чтобы не привязываться к габаритам тестируемого кулера. Показания уровня шума снимались после стабилизации в течение 3-5 минут. Отметим, что при измерении уровня шума не использовалась стандартная методика, поэтому полученные нами цифры нельзя сравнивать с уровнем шума, указанным в технических характеристиках кулеров — их можно применять только для сравнения уровня шума кулеров, протестированных именно по нашей методике. Согласно нашим замерам, при отсутствии источников шума показания шумомера в звукопоглощающей комнате составляют 17,9 дБА. Субьективно уровень шума в этой комнате настолько низкий, что воспринимается среднестатистическим человеком как полная и «гнетущая» тишина.

Этапы тестирования

Далее мы приведем данные, полученные нами при тестировании кулера Cooler Master Elite X6 для каждого из этапов, чтобы наглядно продемонстрировать, что́ мы в итоге получаем для каждого из протестированных кулеров. Все данные приведены в отдельном XLS-файле, который можно загрузить для более подробного ознакомления.

Этап 1. Определение зависимости скорости вращения вентилятора кулера от коэффициента заполнения ШИМ-импульсов и/или напряжения питания

Как видно из приведенных графиков, минимальные и максимальные значения скорости вращения для разных типов управления у одной и той же модели кулера могут отличаться. Более того, несмотря на то, что метод динамического изменения питания уже практически не применяется в кулерах, при его использовании иногда можно получить более широкий диапазон скоростей вращения, что позволит добиться совершенно иного графика соответствия шума и скорости вращения. В применении к данному кулеру, управление с помощью ШИМ предпочтительнее, так как диапазон оборотов шире, хотя и ненамного.

Этап 2. Определение зависимости температуры процессора в режиме простоя от коэффициента заполнения ШИМ-импульсов и/или напряжения питания

Управление кулером за счет изменения напряжения питания позволило получить более плавный график снижения температуры, чем при использовании ШИМ-контроллера.

Этап 3. Определение зависимости температуры процессора при его полной загрузке от коэффициента заполнения ШИМ-импульсов и/или напряжения питания

Как видно, в режиме максимальной нагрузки различие между типами управления этого кулера не так явно сказывается на температуре, как в режиме простоя.

Этап 4. Определение уровня шума в зависимости от скорости вращения вентилятора кулера при управлении с помощью ШИМ-импульсов и/или изменением напряжения питания

Этап 5. Построение кривой соответствия уровня шума и температуры в зависимости от скорости вращения вентилятора кулера при управлении с помощью ШИМ-импульсов и/или изменением напряжения питания

Этапы 6 и 7. Определение напряжения питания, при котором вентилятор начинает свое вращение, и определение напряжения питания, ниже которого вентилятор прекращает свое вращение

Для вентилятора, установленного на кулер Cooler Master Elite X6, минимальное напряжение, при котором он начинает свое вращение, на 2 В выше, чем минимальное напряжение, при котором он еще крутится. Это достаточно важный параметр, так как эта разница может быть и больше, и меньше в зависимости от модели. К слову сказать, этот параметр зависит еще и от наработки, то есть от износа и загрязненности подшипников, от степени деградации смазки в подшипниках. Стоит учитывать, что большинство системных плат и их BIOS созданы таким образом, что при запуске или перезагрузке подают на подключенные вентиляторы и кулеры максимальное напряжение, что обеспечивает гарантированный запуск всех вентиляторов.

Заключение

В качестве небольшого заключения отметим, что данная методика новая, поэтому в ней могут быть недочеты и в нее, скорее всего, впоследствии будут внесены различные изменения. В силу объективных причин у нас нет возможности оценить уровень шума кулера в различных условиях эксплуатации, а именно в малогабаритных и больших корпусах, так как для каждого случая это будет индивидуальный показатель. Возможно, в будущем мы добавим оценку такого важного параметра, как габариты кулера, поскольку некоторые «монстрообразные» модели далеко не всегда можно разместить на стандартных системных платах из-за того, что они будут мешать другим компонентам ПК. На наш взгляд, любой кулер в конечном счете должен отвечать двум главным критериям: во-первых, он должен справляться с охлаждением процессора при максимальной загрузке, а во-вторых — быть тихим. Если кулер отвечает этим двум критериям, то совершенно неважно, какова скорость его вращения, какой воздушный поток он создает и т. п. Поэтому при тестировании кулеров мы сосредоточились на измерении и сопоставлении именно этих двух характеристик — эффективности охлаждения и уровня создаваемого шума.

Источник