FAN

FANコントローラーの製作

静音化のきっかけ

2001年にCeleron566ＭＨzのクロックアップ用CPUクーラーの騒音対策に製作したFANコントローラーは最新のPentium4 2.4B GHzマシンではケースファンのみに接続していました。最近静音タイプの電源に交換してCPUファンの音が気になりだしたので、騒音対策にCPUファンに使用することにしました。

FANｺﾝﾄﾛｰﾗｰの設計

手持ち部品の可変出力３端子ﾚｷﾞｭﾚｰﾀｰＩＣ、LM317Tを利用して、ｻｰﾐｽﾀｰの温度による抵抗値の変化で電圧を変化させて、FANの回転数を制御するように考えてみました。

以前12VCPUファンを５Ｖで動かしてみたら起動トルク不足で回転しなかったので、電圧はケース内温度15℃で6Vから50℃で9V程度に変化するように設定しました。

マザーボードのファンコネクタにFANコントローラーを接続し、ﾚｷﾞｭﾚｰﾀｰ出力にFANを接続します。ファンのパルスセンサーはスルーにしてそのまま接続するようにしました。

回路図

LM317Tは許容損失15W、負荷電流1.5Aで出力電圧1.2V～37Vの範囲で任意に設定できる３端子ﾚｷﾞｭﾚｰﾀｰです。サーミスターが無い場合　VOUT= 1.25X(R1+R2)/R1の式で電圧が決まります。規格表によると、R1は240Ω、R2を5KΩの可変抵抗で1.2V～25Vの可変出力が基本接続になっています。

サーミスターは温度が上がると抵抗値が低くなるのでR1に並列に接続すると温度が上がると電圧が上がってファンの回転数が上がるという動作になります。電圧の変化はR1無しが変化巾最大となりR1の抵抗値が低いほど変化が少なくなります。

今回購入したサーミスターは２種類で１個は１５℃で3KΩ、45℃で1.1KΩ、もう1個は103AT-2という製品で、１５℃で10KΩ、45℃で4.3KΩに抵抗値が変化しました。

CPU用は103AT-2という25℃で10 KΩタイプにしました。規格表によると0℃　27.3 KΩ、15℃　14.7 KΩ、30℃　8.3 KΩ、45℃　4.9 KΩ、60℃　3.0 KΩに変化します。

１５℃で3KΩの方はR1を1KΩ、R2を3.3KΩにして、103AT-2(10KΩ)の方はR1を5.6KΩ、R2を15KΩにしています。103AT-2(10KΩ)の方はファンを接続しないと負荷電流が少なすぎてﾚｷﾞｭﾚｰﾀｰが動作しなかったので、負荷にR3の3KΩを接続しています。

103AT-2(10KΩ)の方は計算上0℃　5.3Ｖ、15℃　5.8Ｖ、45℃　8.4Ｖ、60℃　10.8Ｖに電圧が変化するはずです。

製作

広島の松本無線パーツでDOS/V機ケースファン用コネクタが手に入ったので、ケースファンやＣＰＵクーラーのコネクタはそのままで簡単に元に戻せるようにしました。

ケースファン用とＣＰＵクーラー用の2回路を1つのプリント基板に組んで、ケースファン用ｻｰﾐｽﾀｰは基板にCPUクーラー用のｻｰﾐｽﾀｰはコードの先に付けて位置が変えられるようにしました。

FANコントローラー基板

ケースファン用は2台接続できますが、パルスセンサーは1台のみ接続にしています。

左下の先端の黒い部分がCPUクーラー用サーミスターです。

動作状況

FANコントローラーの出力電圧は２０℃で6.8V程度でした。SpeedFanというソフトでチェックしたファンの回転数は以下のようになりました。今のところ春は53℃がCPUの最高温度でFANコントローラーを使用可能です。

夏は室温30℃でワープロを使用して45℃ぐらい、ＣＧのレンダリングでCPU負荷100％を10分間程度で63℃まで上昇して、CPUがクロックダウン（280MHz）になってしまい、夏の間はＣＰＵのＦＡＮコントローラーを無しにしようかと思いました。しかしノーマルだとやはりうるさいので、低速回転でもよく冷える高性能なCPUファンを探すことにしました。