前言
2017年10月初,我在虎尾科大裡加入了一個我也不知道算不算社團的社團,叫做Dream Maker築夢者,不難看出和自造者有很大的關係。我加入他們並成為所謂的第二屆黃豆學習生,而成為黃豆學習生有一個重要的任務就是要在12月底前完成並發表一個專案,所以我就開始執行這個電腦風扇控制器的製作計劃。
發想
我的電腦總共裝了5個系統散熱風扇,雖然說它們其實並不會吵,但平常用電腦只是上上網、看看影片之類的,也不用這麽多風扇,感覺有點浪費電,畢竟我現在在外租屋,一度電是5塊錢,要盡量的節能省碳。所以我之前就有想要做一個風扇控制器,可以個別調整風扇的轉速和電源,而現在剛好有個機會可以讓我把它實作出來。
製作概要
我的主控一樣會使用FPGA,程式使用VHDL,畢竟這些還是我目前最熟悉的方案。控制風扇轉速的部分很簡單,就用FPGA直接輸出PWM訊號就好了,而風扇電源的部分我會使用繼電器的方式來控制,雖然我之前沒用過繼電器,的相關知識還是有的。而顯示介面我選擇用128x64的單色OLED,介面操作的方式就用最簡單的4個按鈕。而整個電路都要塞入電腦的5.25前面板的空間內,且最多可以控制6個風扇。
零件列表
名稱 | 型號規格 | 數量 |
---|---|---|
FPGA | EP2C5T144C8N TQFP-144 | 1 |
FPGA配置晶片 | EPCS4I8 | 1 |
FPGA轉接板 | — | 1 |
FPGA燒錄座 | 10Pin 公牛座 | 2 |
石英震盪器 | 有源 48MHz | 1 |
繼電器 | LEG-12 | 6 |
穩壓晶片 | LM1117S-3.3 | 1 |
大按鈕+蓋 | — | 4 |
Reset按鈕 | — | 1 |
OLED | SSD1306 128x64 單色 I2C | 1 |
按鈕接地電阻 | 1KΩ | 5 |
按鈕防彈跳電容 | 0.1μF | 4 |
I2C提升電阻 | 4.7KΩ | 2 |
繼電器電晶體 | ? | 6 |
繼電器電阻 | 1KΩ | 6 |
繼電器二級體 | 1N4004 | 6 |
風扇接座 | 4Pin 莫士接座 | 6 |
總電源接座 | 大4Pin | 1 |
OLED接座 | 4Pin 杜邦母座 | 1 |
電源去耦電容 | 10μF | 7 |
總電源開關 | 雙刀單擲 | 1 |
PWM 風扇 | 12V 4Pin | 2 |
穩壓電路電容 | ? | ? |
保險絲 | ? | ? |
電源指示LED | SMD | 3 |
LED電阻 | 1KΩ | 3 |
FPGA部分
FPGA我選擇使用Altera Cyclone II EP2C5T144C8N TQFP-144。核心電壓(VCCINT)使用1.2V,接腳電壓(VCCIO)我使用3.3V,運作頻率為48MHz。配置晶片我使用EPCS4I8。到時候會有JTAG和AS兩種燒錄座。
這個部分我覺得比較會有問題的是電路設計的部分,因為我之前都是用現成的FPGA實驗板來做東西,第一次自己設計FPGA的完整電路,可能有很多電氣的觀念要注意。還有就是我之前也沒有用過FPGA的配置晶片,但配置晶片的可以參考的電路有很多,只要照著Data Sheet內的電路做應該就沒問題了。
繼電器部分
繼電器我選擇使用LEG-12,它要用12V的電壓才能驅動,所以要搭配電晶體電路才能運作,並加上一個整流二極體1N4004來保護電路免於受到繼電器線圈的反電動勢破壞。
繼電器的電路應該不會有什麼問題,可能要比較注意的是電晶體和耐壓的部分。
穩壓晶片部分
我的3.3V穩壓晶片使用LM1117S-3.3,另外還有像是AMS1117、AMC1117之類的穩壓晶片應該也差不多。1.2V的穩壓晶片我還沒選擇好。
穩壓晶片我之前也沒有用過,但照著網路上找到的電路接應該就可以了,穩壓晶片的電路都很簡單,就幾個電容而已,但可能要注意的就是電容的規格。
參考資料
這些是我在網路上找到並覺得很有參考價值的資料。如有覺得連結侵犯的您的權益請告知,謝謝。
網站 :
- FPGA : Altera Cyclone II 系列官方介紹
- FPGA電路 : Altera Cyclone II EP2C5T144 FPGA Mini Development Board – FZ0697
- 繼電器 : Cooper Maa : Arduino 筆記 - Lab21 用繼電器控制 12V 風扇
- 穩壓晶片 : 小狐狸事務所 : 關於電源穩壓 IC
- LM1117 : 3.3V VOLTAGE REGULATOR
- LM1117S : LM1117S-3.3
- PWM風扇 : 呂阿谷 : PC散熱風扇之研究三:PWM風扇進階研究
Data Sheet :
- Cyclone II : Cyclone II Device Handbook - Altera
- EPCS4I8 : Serial Configuration (EPCS) Devices Datasheet - Altera
- LM1117S : LM1117S Datasheet(PDF) - HTC Korea TAEJIN Technology Co.
- LEG-12 : RAYEX ELECTRONICS LEG-12
- SSD1306 : SSD1306
- 1N4004 : 1N4001 datasheet - Adafruit Industries
留言可能不會立即顯示。若過了幾天仍未出現,請 Email 聯繫:)