Обновленная плата контроля системы охлаждения персонального компьютера Ice Box и разработка драйвера регулирования оборотов кулера
Секция: Технические науки
XLIV Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»
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.