насчёт PWM: вроде Sunbeamtech Rheosmart 6 Fan Controller может управлять подключенными вентиляторами по PWM сигналу с "матери"

Мне, как человеку в этой теме новому, видится одно очевидное ограничение, касающееся алгоритма - необходимость остановки кулеров при малой нагрузке на систему. К неочевидным для меня можно отнести такие вопросы:
- следует ли вообще учитывать выходной сигнал системы контроля температуры мат. платы (аналоговый, в виде напряжения)? Вроде бы датчик температуры мат. платы очень инерционно и малозаметно реагирует на нагрузку на процессор. Его скорее надо принимать во внимание в оверклокерских и\или мощных игровых системах, а они врядли реализуемы в концепции п\пассива?;
- ограничение, связанное со способом "использованием" сигнала PWM - разрешить непосредственное управление вентиляторами, или использовать сигнал PWM как информацию для аналогового управления вентиляторами ("ступенчатый" подход к регулировке оборотов - см. "проект ТЗ").

Добавлено спустя 6 минут 55 секунд:

Спасибо за информацию, девайс интересный, но:
- управление 6-ю вентиляторами как-то выглядит избыточным для п\пассивной системы?
- не увидел в тесте, чтобы он мог останавливать PWM вентиляторы.

Похоже на то, что PWM сигнал с материнской платы передается на один из 6 вентиляторов, остальные там 3-Pin? К сожалению, автоматический режим не реализован в той степени, которая может быть нужна для управления вентиляторами.

Это условие во много будет определять ТЗ.

Материнские платы выдают PWM сигнал в разных диапазонах. Максимум это 0-100%, минимум может быть 70-100%.
Диапазон регулировки видеокарт может быть, например таким, 10-60% это плавная регулировка, при превышении 60% сразу прыжок до 100%.
Поэтому одно из требований ТЗ должно быть преобразование исходного PWM диапазона в произвольный целевой диапазон вентилятора. Для целевого вентилятора должен задаваться порог выключения. Кроме того у полупассивной системы есть определенная нагрузка при которой она балансирует между включение выключение вентилятора поэтому нужен гистерезис.

Скорость изменения исходного PWM сигнала быть очень высокой т.к. термодатчик расположен близко к точке нагрева и показания его слишком резко меняются, вентилятор завывает. В качестве борьбы с эти эффектом можно использовать такой параметр как "приращение" задающий максимально возможную скорость изменения целевого PWM. При низких оборотах вентилятора скорость изменения оборотов вентилятора может быть более высокой, чем при оборотах близких к максимальным.

Желательно чтобы ступеней было настолько много, чтобы переход с одной на другую был незаметен пользователю. При низких оборотах вентилятора ступени могут быть крупные при высоких оборотах мелкие.

Один исходный диапазон PWM можно преобразовывать нескольким целевым диапазонам.

Что можно к этому добавить и от чего отказаться?

9ть режимов работы 7V-12V вроде.

А, собственно говоря, стоит ли ставить задачу полностью "подменить" имеющийся на мат. плате программируемый контроллер, вырабатывающий сигнал PWM. Кажется, достаточно только немного "подправить" его работу, в основном в части неспособности выключать вентилятор, и, может быть, в части слишком "буквального" отслеживания нагрузки на процессор.

Наверное, уже можно считать это требование "утверждённым"?

По этому вопросу неплохо бы иметь некоторое количество практического материала, на основе изучения нескольких "типичных" конфигураций, пригодных для создания ППСО. А именно - как реагирует штатный контроллер PWM матплаты на приращение и последующее уменьшение нагрузки в области малых скважностей (25-35%) (т.е. малых абсолютнях значений температур).
Они меняются, в общем-то, в соответствии с приращением нагрузки:
- небольшое приращение нагрузки - небольшое приращение скважности (вентилятор, если он уже включился, достаточно тих);
- значительное приращение нагрузки - вентилятор точно включился и вышел на свои большие обороты, и, возможно, завывает - если выбрана высокооборотная модель. Значит, в данной системе (мощной?) требуется такой вентилятор.
Такой алгоритм кажется неоправданным. Посудите сами - при низких нагрузках и приращениях мощности зачем иметь большие скачки оборотов вентилятора, т.е. избыточную реакцию. С другой стороны, в области больших нагрузок, нет смысла в маленьких приращениях - их система охлаждения просто не заметит, "проскочив" сходу несколько мелких ступеней.
Здесь "в пределе" приходим к существующему алгоритму PWM, где ступеней как раз много. И начинается "отслеживание" вентилятором нюансов нагрузки на ЦПУ. В "ступенчатом" подходе предполагалось как раз резкое снижение количества ступеней, до буквально 3-х (0 об\мин, минимум об\мин, максимум об\мин - "защитный" режим). Это как бы ба-а-альшой гистерезис по температуре, или широкая "зона нечувствительности" к PWM в области скважностей от, допустим 30%, до, допустим - 80%.
Хорошее дополнение к функционалу ППСО, но из него с высокой вероятностью последует необходимость применения своего программируемого контроллера PWM.
Вообще, просматривается, возможно, необходимость разбиения задачи ТЗ на два уровня - начальный (компромиссный) и высший (максимальный). Начальный будет базироваться на возможностях встроенного в мат. плату контроллера PWM, высший потребует применения своего программируемого контроллера.

Именно так.

Зависимость PWM сигнала от температуры на многих платах фиксированная, вентиляторы же очень разнообразны по охлаждающим способностям в своих диапазонах.
На материнских платах EVGA, например диапазон температур может быть сопоставлен PWM диапазону пользователем, поэтому на ней хорошо работают такие различные вентиляторы как боксовый Intel и Scythe Slip Stream 120 PWM SY1225SL12LM-P. Разумеется, они требуют диаметрально противоположных настроек.
Системы охлаждения видеокарт рассчитаны на родной вентилятор и найти ему замену очень сложно из-за отличий в диапазонах и соответственно воздушных потоков.
"Подмена" имеющегося на материнской плате контроллера это фундаментальная функция, на которой строится дальнейшее управление вентиляторами. В тоже время понимаю, что она слишком сложна для компромиссного варианта.

Совершенно верно. Нужно добавить еще несколько важных деталей.
На процессор может быть установлен как мелкий, так и крупный радиатор. После включения нагрузки на начальном этапе температура CPU стремительно нарастают независимо от радиатора. Затем на крупном радиаторе можно наблюдать такое же стремительное замедления роста (сказывается его теплоемкость) на мелком же такого не происходит. Производитель материнской платы рассчитывает на боксовый (мелкий) радиатор, поэтому при росте температуры не мешкая, наращивает обороты вентилятора. Для крупного радиатора так спешить не надо, и для каждого радиатора скорость наращивания оборотов индивидуальна, чем "мощнее" радиатор, тем она может быть ниже.
Если в BIOS материнской платы такого параметра (чувствительность) не предусмотрено, то можно просто сместить регулировку в область более высоких температур и тогда решение об увеличении оборотов будет приниматься, когда область стремительного роста температур пройдена. При этом использовать можно только крупные радиаторы, на мелких будет перегрев.

Реагирует, полагаю преимущественно агрессивным ростом, в расчете на боксовый радиатор?

В области низких оборотов изменение их от 100 до 600 rpm можно не услышать (увеличение воздушного потока незначительное), а увеличение оборотов с 1100 до 1600 очень даже ощутимо (воздушный поток увеличится значительно)? Поэтому в области больших оборотов нельзя делать резких движений? В целом полагаю, что без этой функциональности можно вполне обойтись.


Ключевое отличие заключается в том, что в плавно регулируемой системе охлаждения нельзя делать ненужных резких движений. Очень неспешное изменение оборотов – одна из первостепенных задач. (Требует своего программируемого контроллера).
Вернемся к гистерезису.
Если момент включения (выключения) вентилятора будет отчетливо слышен и в течение минуты это произойдет, к примеру, десяток раз, то пользователь тут же перейдет на охлаждение с постоянными оборотами. Область балансирования всегда имеется и попадания в нее неизбежны. Вопрос только в том, что кто-то будет попадать в нее регулярно, а кто-то один раз в жизни. Избавится от этой проблемы, можно только стартуя вентилятор на низких оборотах. Гистерезис это полумера. По этой же причине потенциальную опасность представляет каждый слышимый порог поэтому количество их должно быть минимальным.

Т.к. не всем нужно, ступенчатость должна быть отключаемой?.
Очень хорошо описано. Не уверен, правда, с третей ступенью. Возможно, могут быть платы, видеокарты, выдающие 100% PWM сигнал при малейшей опасности?

Может быть, вас заинтересует GA-790 XTA-UD4 и подключения корпусных вентиляторов

Вот в теме охлаждения видеокарт я очень слабо подкован, т.к. лет 8-10 "сижу" на пассивных (Nvidia GT7600-8600-9600).

Всё-таки есть ощущение, что для построения п\пассива не получится использовать слишком маленькие радиаторы с широкой номенклатурой процессоров. Имел как-то личный опыт с Celeron 430 (TDP=35Вт), и полностью пассивная система без нагрузки получилась с радиатором, кажется TR Ultima 90 (не таким уж и маленьким), и температура не была слишком низкой. А вот радиатор Zalman 7500 (или 7700) уже требовал небольшого "обдувчика".
Всё же здесь степень нагрузки значит, по-видимому, больше, чем "размер" СО. Вот результаты маленького опыта.

Система IntelE6700 (номинал, auto), радиатор Ninja 3 (пассив), два корпусных вентилятора 650-680 об\мин + вент. в БП 811 - 840 об\мин.

1. Нагрузка - тест LynX, время - секунды, градусы цельсия.
время ---------0 - 5 - 10 - 30 - 50 - 100
-------------------------------------------------
температура --32 - 38 - 53 - 53 - 55 - 59

2. Нагрузка - проверка контрольных сумм большого количества файлов, нагрузка на ЦПУ примерно 30-40%, время - секунды, градусы цельсия.

время ------- 0 - 15 - 30 - 60 - 120 - 180 - через 15-20 мин
------------------------------------------------------------------
температура 33 - 37 - 37 - 38 - 39 - 39 - 42 (установившееся значение)

Т.е. на примере этой, далеко не "маленькой" СО, видно, что скорость роста температуры относительно начального значения определяется степенью "скачка" нагрузки.
Здесь очень может пригодиться "закладочка" в виде второй "ступени", которая после прохождения скважности 80-90% выведет обороты вентиляторов на максимум.
Ну, реакции у "живых" систем будут определяться сочетанием процессор - радиатор - СО, т.е. будут разными. Было бы здорово, если бы кто-нибудь поделился результатами простейших тестов своих систем в духе приведённого выше.
Да, наверное, так.
Думаю, да. Я вообще склоняюсь в пользу варианта одного "рабочего" порога - это когда вентиляторы переходят от 0 к минимальным оборотам, достаточным для функционирования системы в 85-90% случаев рабочей нагрузки (не idle). На остальные 10-15% остайтся второй "защитный" порог, где обороты уже устанавливаются не из приоритета шума, а исключительно из приоритета предотвращения перегрева.
Ссылку посмотрел, спасибо, но как-то ничего не впечатлило (может, чего-то в обсуждении не уловил?). Совершенно непонятно, зачем одному из участников пришлось применять DC-DC конвертер для организации питания вентиляторов. С чисто технических позиций - совершенно избыточное "вычурное" решение, имхо.

не знаю, было ли, но любители паяльников уже давно юзают такую схему: http://www.ixbt.com/cpu/fan-thermal-control.shtml

Полупассив на референсной системе охлаждения понятно, что не построишь, а при замене на альтернативную СО может не работать должным образом регулировка. Если производители материнских плат в общем-то рассчитывают на чужие системы охлаждения, то производителям видеокарт не к чему усложнять управление. Определенной температуре соответствует определенный PWM сигнал. Иногда при помощи редактора BIOS эту зависимость можно подредактировать, но остановить вентилятор нельзя. Нереференсных карты с использованием вашей схемы остановки PWM вентилятора думаю, могли бы подойти для полупассива. Может быть, вы со временем согласитесь опубликовать ее для широкой общественности?

Как минимум средние. Тенденция такая, что в простое энергопотребление процессоров и графических карт снижается. Надеюсь что у ППСО все еще впереди.

Именно так.


Нет возможности протестировать сейчас. На мой взгляд типичная картина наблюдается у ваших тестов.

Да, хороший вариант. Максимальные обороты вентилятора должны быть не слишком большие.

Наверное, в своё время (2001г) это представляло интерес, но сейчас материнкостроение шагнуло далеко вперёд, и возвращаться к установке своих термодатчиков на ЦПУ и делать простейшую аналоговую регулировку оборотов - неинтересно. Почти любая совр. мат. плата своим функционалом регулирования намного перекроет возможности "той" схемы. Да и подход на основе сигнала PWM в общем-то обсуждается. А сами вы не "дружите с паяльником", кстати?

Добавлено спустя 21 минуту 41 секунду:

Я вовсе не считаю, что эта схемка - некий секрет. В её основе - известный одновибратор на КМОП-логике (подобные широко использовались в "эру" самопальных ПАЛ-СЕКАМ декодеров - если помните "то" время ). Я не выложил её на "том" форуме в открытую, потому что хотел адресно пообщаться приватно с людьми, которые могли бы проявить интерес к её повторению, возможно совместно обсудить адаптацию к их условиям. Т.е. немного "пошлифовать" это решение, если понадобится. Если вы посчитаете нужным, можете выложить её здесь, в вашей ветке. Я готов нарисовать её в программе в пристойном виде и прислать. Тут есть одна "технологическая" проблема: для макетирования "в воздухе" эта схемка может показаться кому-то сложной, а печ. платы под неё я не рисовал, и пока не очень хочется. Потому что этот вариант - с управлением от PWM платы, добавляющий функционал остановки вентилятора, мне не кажется таким уж привлекательным (просто заинтересовала сама задача корректной остановки таких вентиляторов, не нарушающей формальных требований спецификаций - вот и "привлёкся"). А мне лично ближе "ступенчатый" подход, и там схемка чуть сложнее, побольше элементов, вот её, возможно, надо будет довести до состояния печ. платы. Но я пока не решил для себя, следует ли совсем отказаться от слежения за сигналом температуры мат. платы, или в какой-то форме ввести это. Хотя, казалось бы, о чём таком важном может "сообщить" этот сигнал (мат. плата "выдаёт" его в виде напряжения питания Chassis_Fan), когда система в простое? А уж когда пошла нагрузка, мы вроде бы гораздо более информативные изменения сигнала PWM имеем. Что вы по этому поводу думаете?

Использование пусть и старых схем для решения иных проблем это тоже в чем-то секрет.

Не обязательно все делать самому возможно со временем нарисуется и плата. Схема, на мой взгляд, очень полезная. Периодически в форумах встречаются жалобы на шум видеокарты в простое.

Дополнительные датчики очень полезны особенно в "экстремальном" полупассиве. Лучшие радиаторы CPU в корпусе – трубе могут отводить существенные нагрузки и иногда вентилятор CPU нужно включать из-за перегрева каких-то других элементов платы. В перспективе надеюсь, что все вентиляторы на материнской плате будут с PWM управлением и количество датчиков тоже увеличится.
Есть еще дополнительный нюанс состоящий в том, что может быть лучше включать дополнительный корпусный вентилятор в место вентилятора CPU?

Как вы управляете вентилятором пассивной видеокарты?

я вот как раз дружу, уже 6 лет как но в основном я по аудио-усилителям, хотя в комп тоже несколько раз лазил с паяльником. почему я ратую за эту схему: не знаю у кого как, но моя материнка довольно быстро раскручивает кулер до слышимых оборотов при том что температуры минимальны, а ставить доп. ПО для этого не хочется - я стороник хардварного решения

Шурика хардварно именно на мамку, щас полно в продаже мощных литых радиаторов - особе в вольтмастерах и им подобных радио...

а проц - или изначально безвентиляторные, или минимальный пропелер 600-800 от молекса - полностью забив на все хотелки мамки

Я тоже посчитал полезным оставить возможность задействовать напряжение питания вентиляторов, которое формирует мат. плата, в терминологии Asus - это напряжение на разъёмах Chassis_Fan, которое устанавливается из биоса посредством Q-Fan в значения 60%-70%-80%-90%-100% от12В. Можно использовать это напряжение для питания вентиляторов в зоне работы ППСО от порога 1 (20%-30% скважности PWM - "тихий режим") до порога 2 (> 85%-90% скважности PWM - "защитный режим работы схемы управления"). Если же в плате пользователя нет такой возможности - устанавливать это напряжение в нужных пределах, схема сама позволяет это сделать. Предлагаю структурную схему управления ППСО, как она представляется на данный момент. Вопросы упрвления видеокартой не отражены, т.к. они мне пока неясны - нет собственного опыта, что тут должно быть (использую безвентиляторную видеокарту).

Добавлено спустя 11 минут 26 секунд:

Хардварное решение - поддерживаю! Но прежде, чем что-то рекомендовать конкретное, хотелось бы узнать:
- как устроено у вашего ПК охлаждение в целом? Какие вентиляторы (PWM, не-PWM) используются и как "расставлены", куда подключены? ;
- используются ли технологии управления вентиляторами от мат. платы, если да - то какие и в каком режиме (напр. - Q-Fan в режиме Performance);
- является ли режим малой нагрузки ("простоя") наиболее часто используемым в вашем ПК?

Andy119 в данный момент я пришел к такой схеме: на проце Thermalright IFX-14 полный пассив, корпус профильный, 2х120мм на выдув (720 об/мин через реобас) сверху (3-пин), 120х1 на выдув сзади (на 5 вольт стоит), снизу 120х1 на вдув (720 об/мин) и 140х1 спереди на вдув (600 об/мин), на видеокарте 9800GT в данный момент стоит Thermaltake Blue Orb Mini (конечно, прошел доработку "молотком и напильником" чтобы встать на видяху), крутилятор через переходник с сопротивлением подключен на мамку - сейчас самая громкая часть системы, чипсет на пассиве. лежит боксовый кулер от 775 сокета с PWM - надеюсь, видяха будет сама регулировать обороты и будет тихо. материнка точно не умеет регулировать скорость вращения 3-пин карлосонов (подключение 4-пин на мамке), поэтому подумываю сделать как раз хардварный регулятор для 2х верхних 120-к, чтобы летом не пришлось вручную крутить реобас

Да, система охлаждения у вас не простая... (и очень далека, имхо, от п\пассива - как бы нас maxxTech не заругал ) Ещё, возможно вентилятор БП участвует, или он стоит внизу корпуса? Теперь ещё кое-что:
- у вас сейчас при малой нагрузке избыток охлаждения? Какую температуру имеет проц. (и по какой программе)?
- что у вас при большой нагрузке на систему - до какой температуры нагревается процессор? Все вентиляторы при этом в том же режиме, что и при "простое"? Под большой нагрузкой имею ввиду LynX втечение минут 20-30, не меньше;
- разъём с PWM регулировкой (CPU_Fan) у вас на плате ничем не занят? И имеет ли плата какие-то функции в биос по регулировке PWM вент. CPU, пробовали вы туда подключать PWM вент. - были изменения от температуры.

Andy119
Я вас неправильно понял, я предполагал, что Chassis_Fan это автоматически регулируемый аналоговый разъем, который вы хотите задействовать. А вы хотите использовать его для задания оборотов вентилятора при определенной скважности ?

Шурика
Обязательно заругает.
Скажите, а что вам мешает полупассивное охлаждение организовать?

Всё обстоит именно так, как вы написали: можно использовать формируемое мат. платой напряжение Chassis_Fan (оно удобно выставляется в биосе и слабо зависит от температуры CPU, но способно немного подниматься при увеличении температуры внутри ПК), а можно (если это напряжение не регулируется мат. платой, или его значение не устраивает) использовать напряжение, формируемое схемой и устанавливаемое пользователем при настройке СО.
Это напряжение используется для питания вентиляторов в "тихой зоне" - между порогом 1 (включение вентиляторов) и порогом 2 (защита от перегрева).

Схема от Andy119 позволяющая принудительно останавливать PWM вентилятор при заданном значении скважности.
#77

Краткое описание:
Материнские платы и видеокарты обычно не позволяют останавливать вентилятор штатными средствами. Переходник, выполненный по вышеприведенной схеме и вставляющийся между PWM разъемом материнской платы и вентилятором, позволяет решить такую задачу. Идея состоит в измерении длительности импульса сигнала PWM и сравнении его с некоторым заданным (регулируемым) значением. Это значение можно установить (приблизительно) в соответствии с различной скважностью PWM - 20%, 30% и т.п.

Схема управляет подачей питания на вентилятор PWM по следующему алгоритму:

• при скважности PWM менее установленной - отключает питание +12В от вентилятора;
• при скважности PWM более установленной - подаёт питание +12В на вентилятор;

При этом сохраняются штатные режимы контроллера PWM мат. платы (формы сигнала, диапазон регулирования и т.п.).

Реализация этого алгоритма была опробована Andy119 на макетной плате и показала устойчивую работу в составе мат. платы Asus P5K Premium при управлении вентилятором GlacialTech GT12025--LWD0A

Схема находится в стадии тестирования использовать на свой страх и риск. По дополнительным вопросам, связанным с функционированием и использование вышеприведенной схемы обращайтесь к Andy119.

не, не надо

я и сам не знаю - вот думаю спросить в этой теме и у вас в частности совета. с мамкой уже решил: я нашел у нее штуку под названием temperature fan target поставил 40 градусов и мин. обороты 12.5% (а можно и 0% поставить) и стоящий сейчас 140 термалрайт крутит на 600 об/мин пока темпа ниже 40 градусов - я его вообще не слышу. правда, термалрайт 4-х пиновый, но я думаю, что и 3-х пиновые кулера будут работать с этой штукой. у меня на выдув в крыше стоит 2 штуки 120мм - я думаю их спараллелить по + и - и от одного взять тахометр и подключить к мамке - пусть сама ими управляет

а вот на видяху наверное буду хардварную штуку делать - на ней нераспаяны элементы для регулирования скорости