Работе компонентов персонального компьютера сопутствует большое количество выделяемой тепловой энергии. Если не решать проблему отвода тепла, излишний нагрев неизбежно приведет к выходу из строя дорогостоящих комплектующих.
При сборке или модернизации ПК эта задача решается установкой достаточного количества кулеров (вентиляторов). Обходя стороной дискуссию о корректности данного термина, в обзоре рассмотрен вопрос подключения устройств создания воздушного потока для отведения излишнего тепла.
Виды и назначение вентиляторов для ПК
Самыми мощными источниками тепла внутри корпуса ПК являются центральный процессор на материнской плате и графический процессор на видеокарте. Для них устанавливаются отдельные вентиляторы, конструктивно объединенные с теплоотводящими радиаторами. Такую систему обычно называют кулером (в отличие от корпусного вентилятора), хотя в англоязычной технической литературе такого термина нет. Там он называется Heatsink and fan.
Остальные составляющие ПК все вместе выделяют тепла меньше, и для создания комфортного режима достаточно общей системы отвода нагретого воздуха. Раньше для этого было достаточно одного устройства, нагнетавшего воздух внутрь корпуса. Нагретые воздушные массы выходили через вентиляционные отверстия. Сейчас эффективной считается приточно-вытяжная система. Она состоит из одного или нескольких нагнетающих устройств, и одного или нескольких вытяжных, высасывающих нагретый воздух наружу. Возможности установки одного или нескольких кулеров зависит от конструкции корпуса.
Также вентилятор обычно встроен внутрь БП компьютера. Подключение кулера к блоку питания выполняется в процессе изготовления и при эксплуатации не изменяется. Но в связи с широким распространением стандарта 80 PLUS, в самых дорогих источниках уровней 80+ Platinum и 80+ Titanum электродвигатель с крыльчаткой, как мощный потребитель, все чаще исключается из конструкции устройства. Вместо этого применяются другие меры для отвода тепла.
Распиновка разъёмов подключения
Несмотря на то, что внешне вентиляторы выглядят примерно одинаково (электродвигатель с крыльчаткой, закрепленные на каркасе), существуют разные схемы их подключения к цепям питания и различия в распиновке разъемов питания кулера. Связано это с их разным внутренним устройством.
2 pin
Самые простые вентиляторы имеют разъем всего из двух контактов. На них подается питание +12 вольт на красный провод, и 0 вольт на черный. Обратной связи такие вентиляторы не имеют и их частоту вращения (а также исправность) определить невозможно.
3 pin
Наиболее распространенный тип вентилятора с терминалом на 3 pin. Здесь к выводам питания добавился еще один контакт от датчика Холла, установленного на корпусе электродвигателя. За один оборот ротора он формирует два импульса. По частоте появления импульсов компьютер отслеживает обороты кулера и мониторит его исправность. При возникновении нештатной ситуации генерируется сигнал тревоги. Посмотреть обороты в режиме реального времени можно с помощью специальных утилит. Например, Everest.
К сожалению, единого стандарта цветовой маркировки выводов нет. Большинство производителей придерживаются двух типов обозначений. Они приведены в таблице.
| Назначение провода | Цвет изоляции | |
|---|---|---|
| Вариант 1 | Вариант 2 | |
| 0 вольт (общий провод) | Черный | Черный |
| +12 вольт | Красный | Желтый |
| RPM (частота вращения) | Желтый | Зеленый |
Нулевой провод в черной изоляции всегда расположен с краю, поэтому проблем с идентификацией выводов обычно не бывает, подключение кулера к блоку питания производится корректно.
4 pin
Более продвинутые кулеры имеют дополнительный вход PWM (ШИМ). На него подаются импульсы стабильной частоты, но изменяемой скважности. В зависимости от ширины импульса изменяется среднее напряжение и средний ток через электродвигатель. Так регулируются обороты крыльчатки. Это позволяет создавать системы автоматического управления частотой вращения. При отсутствии необходимости обороты можно уменьшать, снижая шум и расход электроэнергии. При росте температуры в охлаждаемой области частота вращения автоматически увеличивается, повышая эффективность охлаждения.
Здесь также наиболее распространены два варианта цветовой маркировки выводов. Цоколевка разъема при этом одинаковая.
| Назначение входа/выхода | Цвет провода | |
|---|---|---|
| Маркировка 1 | Маркировка 2 | |
| 0 вольт (земля, общий провод) | Черный | Черный |
| +12 вольт | Красный | Желтый |
| RPM (частота вращения) | Желтый | Зеленый |
| PWM (управление оборотами) | Синий | Синий |
В обоих случаях первые три провода повторяют последовательность варианта с тремя контактами, а вход управления оборотами всегда выполнен проводником в синей изоляции.
Читайте также: Распиновка разъемов блока питания компьютера (по цветам и напряжению).
Варианты подключения
Если количество контактов у разъема для подключения кулера и у самого вентилятора совпадает, то проблем нет. Разъемы подключаются друг к другу, несоблюдение полярности исключено благодаря наличию ключа. Если не совпадают, то возможны варианты.
3-pin к 4-pin
Трех- и четырехпиновые разъемы полностью совместимы друг с другом, как электрически, так и механически. Конструктивно они выполнены так, что ключ позволяет выполнять соединение, при этом конфликта распиновки не будет.
Если у кулера разъем с 3 контактами, а от компьютера идет жгут с 4 пинами, то на терминале соединяются провода питания, а также цепи измерения оборотов. Провод ШИМ-регулирования остается неподключенным.
Если же у кулера разъем с 4 контактами, а от компьютера подходит терминал с 3 пинами, то неподключенным останется вход управления оборотами со стороны электродвигателя. В обоих случаях управление частотой вращения посредством ШИМ невозможно.
Подключение напрямую к проводам БП
В тех случаях, когда автоматическое управление воздушным потоком не требуется (обычно это касается корпусных вентиляторов), их можно запитать непосредственно от блока питания. В этом случае кулеры будут включаться при старте блока питания, а останавливаться при его выключении. Такое подключение рационально выполнять для вентиляторов с двумя пинами (без контроля оборотов). Принципиальных ограничений для использования в таком качестве 3- и 4-пиновых кулеров нет, но они стоят дороже.
Проще всего подключить двухпиновый вентилятор напрямую к свободному разъему Молекс. Удобнее это сделать с помощью переходника «папа-мама» Molex с ответвлением для разъема кулера. Если свободного молекса в жгуте от БП нет, но есть, например, неиспользуемый терминал питания SATA, можно с него перейти на Molex, а потом на вентилятор.
Количество разъемных соединений надо минимизировать. Еще лучше (при наличии навыков и квалификации) обрезать терминалы, а потом соединить провода питания скруткой со следующей пропайкой и изоляцией места подключения.
Как изменить скорость вращения кулера
Скорость вращения вентилятора, имеющего вход ШИМ (PWM) (вариант разъема с 4 пинами), регулируется изменением скважности импульсов, поступающих на этот вход от схемы управления. Частота может выбираться исходя из режима работы платы или всего компьютера, или в зависимости от температуры в контролируемой области.
Если у кулера нет входа ШИМ (2 или 3 пина в разъеме), автоматическое регулирование невозможно. Но можно выбрать режим вращения вручную, изменяя напряжение питания. Удобно для этого использовать свободный разъем Molex. На нем присутствуют:
- два земляных провода черного цвета;
- желтый провод +12 вольт;
- красный провод +5 вольт.
Это позволяет получить три комбинации напряжения:
- подключением вентилятора к к желтому и черному проводу блока питания можно получить напряжение 12 вольт и максимальные обороты;
- при соединении с красным и черным проводами на вентиляторе будет питание 5 вольт – минимальная частота вращения;
- при соединении между красным и желтым проводами получается разность потенциалов в 7 вольт (12-5=7) и промежуточная частота вращения.
Если существует острая необходимость работы кулера на сверхнизких оборотах, можно попробовать взять напряжение +3,3 вольта, например, с разъема SATA, но не факт, что при таком уровне вентилятору хватит крутящего момента, чтобы ротор начал вращаться.
Также некоторые материнские платы имеют возможность непосредственно изменять напряжение на шине питания вентилятора, тем самым регулируя его скорость.
Можно ли устанавливать несколько вентиляторов
Количество устанавливаемых вентиляторов ограничивается наличием разъемов, а также запасом по мощности источника питания. Кулер потребляет относительно немного, поэтому напрямую к блоку питания можно подключать два или больше вентиляторов. Но предварительно все же лучше прикинуть запас по току на линии +12 вольт, а еще лучше измерить фактическое потребление (это можно сделать токоизмерительными клещами постоянного тока), посмотреть, какую мощность потребляет выбранный вентилятор и определить возможность установки.
Трех- и четырехпиновые кулеры, у которых замеряется и регулируется частота вращения, при отсутствии свободных разъемов параллельно лучше не соединять. Вопрос здесь не только в нагрузочной способности питающих и управляющих линий. При вращении роторов, датчики Холла будут выдавать импульсы не в фазе, поэтому корректного измерения частоты вращения не получится. Система будет воспринимать данные, как аварийную ситуацию и соответственно на нее реагировать.
В завершении для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.
Задача подключение кулера к компьютерному блоку питания несложна. Но любое действие в этом направлении должно быть осознанным, иначе вместо повышения эффективности работы можно получить проблемы.
