ATLab - електроніка для моддингу

Робимо найкращий у світі стробоскоп для вентилятора

Трохи передісторії та критики

Приводом до створення цієї конструкції стала повна відсутність ринку готових пристойних стробоскопів для комп'ютера, які б забезпечити стабільний динамічний візуальний ефект із вентиляторами.

Аналогічна ситуація і серед аматорських проектів - використовуються найпростіші схеми генераторів імпульсів на логічних елементах або мікросхемах таймерів, і, як вершина досягнень, схема із статті Dave Williams "Fan Strobe project" з http://www.bit-tech.net (переклад цієї статті можна знайти на українськомовних сайтах моддерської тематики, наприклад http://modding.ru).

Головні недоліки цих схем:

складно домогтися стабільного в часі ефекту, оскільки частота генератора імпульсів змінюється в часі від температури, нестабільності параметрів елементів (переважно змінних резисторів), нестабільна і частота обертання крильчатки вентилятора;
статичність ефекту - якщо домоглися обертання, що здається, проти справжнього напрямку, то так воно і буде, поки не покрутимо регулятори.

Використовувати ці схеми з вентиляторами, частота обертання крильчаток яких залежить від температури або регулюється іншим чином (наприклад, реобасом), взагалі не має сенсу – вмієш постійно крутити регулятори. І добре, якщо вони виведені на передню панель.

". Виявив лише один мінус - відсутність липучки для кріплення строб-блочка. Видно, виробник вирішив, що сенсу ліпити його немає, тому що вже якщо моддер вчепився в цей блочок, то він його не відпустить."

виглядає легким знущанням - вам доведеться постійно крутити регулятори щоб підтримувати потрібний ефект.

Поблукаючи сайтами виробниківвентиляторів з підсвічуванням та інших товарів для моддингу, виявив, що серійні виробники в основному не турбують себе випуском стробоскопів або вентиляторів зі стробоскопами. Виняток, мабуть, тільки Sharkoon, та й те, її вентилятори забезпечені найпростішим стробоскопом із вже описаними недоліками. Недовірливі можуть самостійно відвідати сайти фірм Antec, Gembird, Glacial Tech, Logisys, Revoltec, Sharkoon, Spire, Sunbeam, Termaltake.

Висновок: доведеться робити "ідеальний" стробоскоп самостійно.

Складаємо завдання на проектування

Яким має бути "ідеальний" стробоскоп для вентилятора?

Він має забезпечувати стабільність візуального ефекту. В ідеалі ефект не повинен залежати від текушів частоти обертання крильчатки вентилятора.
Управління має бути максимально простим і давати можливість легко досягти потрібного ефекту.
Має мінімальні габарити.
Недорогим.

Пункт 1 видається найскладнішим. Ось і Dave Williams у згаданій вище статті пише про свій стробблок: "Схема працює незалежно від вентилятора і її робота не синхронізується з його швидкістю (якби ми спробували це зробити, наша схема вийшла б далеко за межі простоти та дешевизни)."

Дійсно, якщо використовувати найпростіші цифрові мікросхеми із позавчорашнього дня електроніки, схема буде не найпростішою, а пристрій не компактним. Але! Вже давно існують мікроконтролери, і чому їх не використовувати в цьому пристрої? Вб'ємо відразу кількох зайців - схема буде простою, конструкція компактною і недорогою, управління простим (кнопками), всі складнощі з області схемотехніки підуть в область програмування. Словом, одні переваги.

Декілька вихідних посилок длярозробки схеми:

для синхронізації спалахів з частотою обертання крильчатки вентилятора використовуємо сигнал таходатчик вентилятора (див. попередні статті);
необхідні для живлення мікроконтролера +5 Візьмемо з блока живлення комп'ютера;
керування стробоскопом зробимо цифровим - для керування налаштуваннями використовуємо кнопки, для індикації режиму налаштування використовуємо світлодіоди;
регулювання напруги живлення вентилятора (оборотів) поки що не передбачено.

Розробляємо схему стробоскопа

Беремо 14-ти вивідний мікроконтролер - його вистачить для наших потреб:

2 виведення харчування,
2 висновки для підключення кварцового резонатора,
1 висновок для підключення таходача,
3 висновки для підключення кнопок керування,
3 висновки для підключення індикаторних світлодіодів,
1 висновок для керування транзистором, що включає світлодіоди підсвічування.

Разом задіяно 12 висновків.

Пояснення до схеми:

конденсатор С1 фільтрує можливі імпульсні перешкоди у тахосигналі вентилятора;
тахосигнал з вентилятора надходить на вхід мікроконтролера, далі відбувається замір часу обороту крильчатки, отримані дані використовується для обчислення періоду генерації імпульсів підсвічування лопатей;
керування світлодіодами підсвічування проводиться каскадом на транзисторі VT1;
перемичкою XP4 визначається режим роботи каскаду на VT1 - режим генератора струму (при знятій перемичці) або режим ключа (при встановленій перемичці);
кнопки S1-S3 призначені для перемикання режимів та налаштування роботи стробоскопа;
світлодіоди показують режим, що налаштовується.

BQ1 – кварцовий резонатор, частота 8-12 МГц
C1 - керамічний конденсатор 22 нф
C2, C5 – конденсатор 0,1 мкФ
C3 - електролітичний конденсатор 47 мкФ 25 В
C4 - електролітичний конденсатор 10 мкФ 16 В
C6, C7 - керамічний конденсатор 24 пФ
C8, C9, C10 - керамічний конденсатор 22 нФ
DD1 - PIC16F630
HL1-HL3 – будь-які світлодіоди, у мене були жовті, я поставив їх
R1 – резистор 43 Ом – 82 Ом (відповідно, струм 100 – 50 мА)
R2 - резистор 430 Ом
R3, R7-R9 - резистори 20 кОм - 30 кОм
R4-R6 - резистори 270 Ом-430 Ом
S1-S3 - тактова кнопка
VT1 – транзистор BC337-25
XP1 - роз'єм WF3
XP2 - роз'єм WF2
XP3 - роз'єм 3,5" POWER - я використав від флоппі-дисковода, можна використовувати WF4-R
XP4 - перемичка, я використовував штирьовий роз'єм PLS-2 з джампером MJ-O-6

Друкована плата стробоскопа має розмір 80x25 мм (у розмір 80 мм вентилятора) і повинна кріпитися до вентилятора:

Як видно з перерахованих можливостей, вийшов дійсно найкращий стробоскоп у світі - у нього немає жодного перерахованого недоліку, зате є безліч можливостей, яких більше немає в жодній іншій конструкції.

Таким чином, практично всі вимоги до "ідеального" стробоскопа виконані.