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: