Обновленная плата контроля системы охлаждения персонального компьютера Ice Box и разработка драйвера регулирования оборотов кулера

Персональные компьютеры широко распространены в повседневной жизни, например, в развлекательных, образовательных, экономических и многих других и сферах. Основной рабочей частью персонального компьютера является системный блок. Для того, чтобы повысить качество его работы и продлить срок службы оборудования находящегося внутри его корпуса нами было предложено создать герметичный корпус с внутренним теплообменом по принципу холодильных камер. Это позволит эффективнее отводить тепло с радиаторов и элементов, которые расположены внутри охлаждающей камеры. Данную систему охлаждения мы называем Ice-box.

Данный проект нацелен на разработку системы охлаждения для понижения рабочей температуры внутри системного блока, путем эффективного охлаждения, основанного на принципе работы холодильных камер, что позволит увеличить срок службы и качество работы всей ЭВМ в целом.

На данном этапе работы в программе Layout разрабатывается печатная плата драйвера управления кулером, а затем, по технологии «ЛУТ», плата будет установлена на основную плату. Так же разрабатывается программа для микроконтроллера STM32, для управления кулером с помощью изготовленной платы драйвера.

На данный момент известно несколько технических решений для управления охлаждением внутренностей компьютера.

Кулер для процессора DEEPCOOL Ice Blade PRO [1]. Система охлаждения, совместимая с процессорами Intel и AMD, создающая внушительные 150 Вт рассеиваемой мощности. Вентилятор данной модели может автоматически регулировать скорость вращения (PWM) и прекрасно справляется не только с охлаждением алюминиевых пластин радиатора, но и с вентиляцией пространства всего системного блока. Недостаток

Система водяного охлаждения (СВО) DeepCool Captain 240. Модель DeepCool под названием Captain 240 [2] относится к более высокому классу СВО, представляет собой необслуживаемую, заправленную и готовую к эксплуатации систему жидкостного охлаждения. Данная система охлаждения более эффективна, но способна охлаждать только главный процессор, крепление к графическому процессору не предусмотрено.

Устройство предназначено для управления системой охлаждения, установленной в корпусе «Ice-Box» и получения информации от персонального компьютера (ПК).

В зависимости от температуры центрального процессора контроллер будет подавать ШИМ сигнал на драйвер, а он, в свою очередь, будет отвечать за скорость вращения кулера компьютера для поддержания оптимальной температуры внутри системы. Плата драйвера выполнена в программе для проектирования печатных плат Spirit Layout. (Рис 1).

Рисунок 1. Печатная плата драйвера в программе Spirit Layout

Рисунок 2. Кулер и драйвер управления

На данном этапе разрабатывается программа, обеспечивающая оптимальную скорость вращения кулера. Ниже представлена часть кода, отвечающая за передачу ШИМ сигнала кулеру.

#include "stm32f1xx_hal.h"

#include "gpio.h"

void SystemClock_Config(void);

unsigned int t1=1000, T=5000, t2;

void Delay (unsigned int counter) // задержка для ШИМ сигнала

{

  while (--counter); // цикл задержки

}

int main(void)

{

 HAL_Init();

 /* Configure the system clock */

 SystemClock_Config();

 /* Initialize all configured peripherals */

 MX_GPIO_Init();

 while (1) // бесконечный цикл

 {

/* Подаем логическую единицу на выбранные пины */

  GPIOC -> ODR |= (1<<1);

  GPIOC -> ODR |= (1<<2);

  GPIOC -> ODR |= (1<<8);

  Delay(t1); // задержка

/* Инвертируем логическую единицу*/

  GPIOC -> ODR &=~(1<<1);

  GPIOC -> ODR &=~(1<<2);

  GPIOC -> ODR &=~(1<<8);

  t2=T-t1; // считаем счетчик задержки

  Delay(t2);

  t1=t1+1;

/*сбрасываем счетчик в единицу при достижении t1=T*/

  if (t1 == T )

           t1=1;

 }

}

Управление кулером необходимо для регулирования температуры воздуха внутри системы Ice-box. Задача кулера создавать нужный поток воздуха через холодный радиатор и создать циркуляцию воздуха внутри корпуса. Регулирование оборотов осуществляет плата управления с помощью драйвера. Далее плату управления предполагается оснастить датчиком температуры и интерфейсом обмена данными с ПК, чтобы программа верхнего уровня могла управлять процессом стабилизации температуры и подбирать необходимые режимы для эффективной работы ПК.