Sterownik mikrowentylatora

Czwartek, 01 Listopad 2018

Coraz częściej stosowane w aplikacjach DIY układy SoC, FPGA wykorzystywane przykładowo w komputerach jednopłytkowych, w bardziej wymagających aplikacjach nie obejdą się bez wymuszonego chłodzenia. Przedstawiony minimoduł umożliwia regulację obrotów mikrowentylatora z silnikiem DC za pomocą interfejsu I2C, na podstawie pomiaru temperatury.

Moduł oparty jest o specjalizowany sterownik silnika prądu stałego LTC1695 oraz termometr AD7415. W użytej konfiguracji umożliwia sterowanie mikrowentylatorem o mocy do 1 W zasilanym z 5 V.

Układ LTC1695 jest umieszczony w miniaturowej obudowie SOT23-5. Zawiera regulator LDO o napięciu wyjściowym ustalonym przez 6-bitowy przetwornik C/A. Układ ma wbudowane zabezpieczenie przed przeciążeniem i przegrzaniem. Aby zapobiec problemom z rozruchem silnika przy obniżonym napięciu zasilania, w układ wbudowano timer Boost Start dostarczający regulatorowi LDO 100% napięcia wyjściowego przez 250 ms, co zapewnia maksymalny moment rozruchowy wentylatora. Układ jest konfigurowany za pomocą interfejsu I²C.

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika wentylatora

Moduł wyposażono w opcjonalny termometr AD7415, którego można użyć do sterowania wentylatorem. Schemat ideowy modułu sterownika wentylatora pokazano na rysunku 1. Jest on zgodny ze standardem ARDuino I²C. Sygnały interfejsu i zasilanie doprowadzone są do 4-pinowego złącza typu EH – I²C. Moduł wymaga zasilania 5 V/1 W. Rezystory R1, R2 podciągają linie I²C, natomiast kondensatory CE1, C2 i dławik L1 filtrują napięcie zasilające regulator U2. Zwora TA umożliwia ustawienie adresu I²C termometru AD7415-0 (U1). Jeśli zwora dołączona do pinu AS jest otwarta, to adres jest równy 100100, gdy dołączona do masy – 1001001, gdy dołączona do VCC – 1001010. W miejsce AD7415-0 można użyć AD7415-1 ze zmienionym adresem bazowym I²C.

Rysunek 2. Schemat montażowy sterownika wentylatora

Moduł zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej – jej schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie wymaga opisywania. Na listingu 1 zamieszczono krótki program testowy dla środowiska Arduino, sterujący wydajnością wentylatora na podstawie odczytu wartości temperatury (0…50°C).

Listing 1. Program dla środowiska Arduino ilustrujący użycie modułu /* I2C_FAN_Test LTC1695/AD7415 Temperature speed control */ #include <Wire.h> #define LTC1695_Adr B1110100 // Base Address LTC1965 fan driver #define AD7415_Adr B1001001 // Base Address AD7415 thermometer uint8_t Speed_Val = 0; void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(9600); } //LTC1965 speed set void LTC1695_Speed() { Wire.beginTransmission(LTC1695_Adr); Speed_Val = Speed_Val & B00111111; Wire.write(Speed_Val); Wire.endTransmission(); delay(10); } //AD7415 temp read void AD7415_Read() { uint8_t result_H = 0, result_L = 0; Wire.beginTransmission(AD7415_Adr); Wire.write(B00000001); //config reg Wire.write(B01000000); //cont conv Wire.endTransmission(); delay(10); Wire.beginTransmission(AD7415_Adr); Wire.write(B00000000); //temreg set Wire.endTransmission(); delay(10); Wire.beginTransmission(AD7415_Adr); Wire.requestFrom(AD7415_Adr, 2); // request 2 bytes from slave device AD7415_Adr while (Wire.available()) { result_H = Wire.read(); // HIGH_T result_L = Wire.read(); // LOW_T } Wire.endTransmission(); Speed_Val = result_H; } void loop() { AD7415_Read(); Serial.print("Temp: "); Serial.println(Speed_Val, DEC); delay(1000); LT C1695_Speed(); }

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:

Rezystory: