Xiegu G-90 - zintegrowana podstawa (stand)

Spis treści

Wentylacja

Xiegu G-90 - WentylacjaKilkakrotnie wskazywałem, że zastosowanie podstawki nie tylko jest korzystne, ale w przypadku pracy z emisjami cyfrowymi - niezbędne.

Producent w swojej konstrukcji GFZ1 zastosował wentylator Delta Elektronics. Trudno mi dyskutować nad trafnością tego wyboru. Jest to wentylator stosowanych w wielu profesjonalnych rozwiązaniach, gdzie trwałość odgrywa istotną rolę. Równie istotnie wpływając na jego cenę.

W swoim rozwiązaniu postanowiłem wykorzystać popularny wentylator (80mm) komputerowy firmy Sunon. To nie cena była parametrem krytycznym, a przede wszystkim rozszerzony zakres napięć zasilania wentylatora. Jest to związane z przewidywanym trybem regulacji.

Poniżej zestawienie podstawowych parametrów obu wentylatorów:

Producent:Delta ElectronicsSunon
Numer katalogowy: AFB0912HH ME80151V1-000U-G99
Typ wentylatora: osiowy osiowy
Seria: AFB MagLev® ME
Typ łożyska: kulkowe Vapo-Bearing™
Rozmiar: kwadrat
92mm(S)x92mm(D)x25,4mm(W),
kwadrat
80mm(S)x80mm(D)x15,0mm(W)
Ciężar: 98,88g 68,04g
Znamionowe napięcie zasilania: 12VDC 12VDC
Zakres napięć zasilania: 7~13,8VDC 4,5~13,8VDC
Obroty: 3200 RPM 3000 RPM
Ciśnienie statyczne: 55,0 Pa 34,9 Pa
Pobór prądu: 0,250A 0,163A
Pobór mocy: 3,00W 1,96W
Poziom hałasu: 38,0dB(A) 34,7dB(A)
Przepływ powietrza: 57,9 CFM (1,62m³/min) 37,0 CFM (1,04m³/min)
Cena (2020.07): ~ $14 ~ $7

Wartości wytłuszczone w tabeli to te, które zadecydowały o moim wyborze. Ożebrowanie dolnej powierzchni obudowy radiostacji ma szerokość 87mm co spowodowało zapewne wybór przez producenta wentylatora o średnicy 90mm. Jak się okaże w dalszej części opisu zastosowany przeze mnie mniejszy rozmiar wentylatora (80mm) również nie jest przypadkowy.

Uznałem, że skoro przy pasywnym chłodzeniu obudowy wystarczy unieść czołówkę G90 by uzyskać niezłe rezultaty to Sunon w zupełności wystarczy.

Mimo, że ma (w stosunku do Delty) o 1/3 gorsze "parametry wentylacyjne". IMO inne parametry Sunona rekompensują w pełni tę "niedogodność" ;)

Zanim zaprezentuję (skrócony) opis analogowego regulatora obrotów wentylatora chciałbym zwrócić uwagę na pewien szczegół konstrukcji GFZ1/G90-H1.

Otóż nie potrafię jednoznacznie ocenić dwóch kwestii:Xiegu G-90 - gdzie grzejemy, gdzie mierzymy

  • czy (mimo zastosowania obejmy dociskającej G90 do podstawy) płytka (wkładka miedziana czujnika temperatury) bardziej mierzy temperaturę obudowy G90 czy metalowej podstawy?
  • czy z punktu widzenia lokalizacji elementów emitujących ciepło wewnątrz obudowy G90 (która stanowi dla nich radiator) miejsce montażu miedzianej płytki jest najbardziej optymalne?

By zilustrować przyczynę moch wątpliwości zamieszczam zdjęcie po lewej. Czy wątpliwości te są uzasadnione?

Trudno to udowodnić, ale warto zwrócić uwagę na fakt, że "fabrycznie" termistor (moitorujący temperaturę jednego z tranzystorów) zamontowany wewnątrz obudowy G90 jest jedynie "zbliżony" do tranzystora. Nie zastosowano żadnego medium wymiany ciepła. Jest nim... powietrze.

Wielu użytkowników dodaje tam kroplę pasty termoprzewodzącej. Czy trzeba udowadniać lub wyjaśniać: dlaczego?

Analogowy regulator obrotów wentylatora

W konstrukcji GFZ1 producent zastosował "cyfrowy monitor temperatury". Czemu nie. W jego opisie znajduję następującą informację: "......Gdy czujnik wykryje, że temperatura obudowy przekracza 60 ℃, wentylator automatycznie zwiększy prędkość,...".

Z relacji użytkowników G90-H1 wynika, że wentylator pracuje cały czas. Czyli T>60℃ przyśpiesza. OK.

W sieci jest wiele opisów (tak analogowych, jak i cyfrowych) regulatorów obrotów wentylatorów. 

Xiegu G-90 - analogowy regulator wentylatoraPostanowiłem zastosować układ opublikowany przez Cypriana K. Kowalskiego w "Elektronice dla Wszystkich", nr 6/2019, s.61-63 (jest on dostępny również w sklepie Korporacji AVT jako AVT3243). Przemawiały za tym: efektywność, prostota (łatwe wprowadzanie modyfikacji, "nie ma się co zepsuć", "tani" w budowie i eksploatacji).

Nie będę go tu szczegółowo opisywał, gdyż zrobił to już Autor w swojej publikacji. Układ startuje bez problemu i w pełni wykorzystuje zakres napięć zasilania (4,5-13,8V) przewidziany dla wentylatora Sunon ME80151V1-000U-G99.

W zbudowanej przez siebie podstawie dodałem przełącznik "ON-OFF-ON" pozwalający na:

  • włączenie pełnych obrotów wentylatora (zamiast termistorów rezystor 1k, U=12V),
  • wyłączenie wentylatora (brak wysterowania bazy T1),
  • sterowanie w zależności od temperatury (sterowanie bazy T1 za pomocą termistora, z tym, że zamiast pojedynczego termistora NTC 10k zastosowałem dwa równolegle połączone o R(25℃)=22k).

Xiegu G-90 - czujnik na 1 termistorzeW przypadku zastosowania 1 termistora budowa czujnika jest stosunkowo prosta. Wystarczą dwa kawałki 1stronnego laminatu (35um Cu) wciśniętego pomiędzy "żeberka".

Po przeprowadzonych próbach uznałem jednak, że korzystniejszym rozwiązaniem będzie użycie 2 termistorów (połączonych równolegle). Cena takiego termistora jest "żadna", a i tak trzeba wykonać mocowanie elementu (PCB), które musi pewnie "trzymać się" obudowy.

Charakterystykę zmian rezystancji w funkcji temperatury układu 2 termistorów NTC (22k,  czujniki temperatury) przedstawia rysunek z prawej

Xiegu G-90 - charakterystyka użytych termistorów

Jak widać zauważalna zmiana rezystancji następuje dużo wcześniej niż wspomniane wcześnie 60 ℃.

Niewielki rozmiar PCB pozwolił łatwo wkomponować ją obok wentylatora.

Xiegu G-90 - PCB regulatora wentylatoraRównież płytka (PCB) regulatora obrotów wentylatora nie jest skomplikowana. Zaprojektowanie jej przy użyciu Sprint-Layout 6.0 odpowiedniego układu ścieżek zajęło niespełna godzinę.

Prasowankę (skala 1:1, 300dpi, mirror, nie trzeba "odwracać") płytki analogowego regulatora obrotów wentylatora zamieściłem obok. Wymiar płytki: 30mm x 15mm.Xiegu G-90 - prasowanka PCB regulatora

Zwróć uwagę na to, że płytkę zamocowano elementami SMD "do góry". Regulator LM317T został umocowany (uwaga: bezwzględnie konieczna podkładka izolująca) do podstawy.

Pełni ona w tym przypadku również rolę radiatora regulatora. Na tę chwilę (gdy wentylator jest nowy) do napięcia ok. 9,5V jego poziom hałasu nie jest "dokuczliwy".

Druga płytka PCB to układ sterowania samym regulatorem obrotów. Rysunek montażowy tej płytki oraz prasowankę (skala 1:1, 300dpi, mirror, nie "odwracać") zamieściłem poniżej. Wymiar płytki: 35mm x 25mm. Oczywiście obie płytki można by "skumulować", ale wolałem ten wariant.

Xiegu G-90 - płytka ustawień regulatora

Zwróć uwagę, że otwory mocujące obie płytki winny zostać wykonane odpowiednio dla Twojej obudowy.

Xiegu G-90 - prasowanka PCB2 regulatora

Chcąc zredukować ilość wierconych otworów do mocowania PCB regulatora wykorzystałem punkty skręcenia śrubami M3 poszczególnych profili podstawy.

Co ciekawe w temperaturze pokojowej, gdy wentylator pracuje (bezgłośnie) na "wolnych obrotach" nawet ten niewielki przepływ powietrza powoduje, że w trybie odbioru obudowa pozostaje chłodna. W trybie nadawania (SSB) nawet podczas dłuższej korespondencji wentylatora "nie słychać". I niech tak pozostanie.