--- title: '[專案:電腦風扇控制器-1] 構想與零件選用' description: '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。' canonical: 'https://blog.ziteh.dev/posts/fenctrl-1' created: 2017-11-25T15:30:00.000Z tags: ['電子電路', 'DIY'] author: 'ZiTe' rights: 'CC BY-NC-SA' --- ## 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。 ![▲ EPCSxx AS模式接線圖。出自原廠Data Sheet P.4-8](https://bucket.ziteh.dev/blog/fenctrl-1/43cc47ad.webp) ### 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。 ![▲ LEG-12 繼電器電路](https://bucket.ziteh.dev/blog/fenctrl-1/d45cfca6.webp) ### 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。 ![▲ LM1117S的固定電壓電路。出自原廠Data Sheet P.2](https://bucket.ziteh.dev/blog/fenctrl-1/83d20040.webp) ## 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 1. FPGA : [Altera Cyclone II 系列官方介紹](https://www.altera.com.cn/products/fpga/cyclone-categories/cyclone-ii/support.html#General_Power_Supplies) 2. FPGA電路 : [Altera Cyclone II EP2C5T144 FPGA Mini Development Board – FZ0697](http://artofcircuits.com/product/altera-cyclone-ii-ep2c5t144-fpga-mini-development-board-fz0697) 3. 繼電器 : [Cooper Maa :](http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/03/lab21-12v.html?m=1) [Arduino 筆記 - Lab21 用繼電器控制 12V 風扇](http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/03/lab21-12v.html?m=1) 4. 穩壓晶片 : [小狐狸事務所 :](http://yhhuang1966.blogspot.tw/2015/07/ic.html) [關於電源穩壓 IC](http://yhhuang1966.blogspot.tw/2015/07/ic.html) 5. LM1117 : [3.3V VOLTAGE REGULATOR](http://www.electronics-lab.com/project/3-3v-voltage-regulator/) 6. LM1117S : [LM1117S-3.3](http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=telius07\&logNo=40034037959) 7. PWM風扇 : [呂阿谷 : PC散熱風扇之研究三：PWM風扇進階研究](http://luyaku.pixnet.net/blog/post/341175399-pc%E6%95%A3%E7%86%B1%E9%A2%A8%E6%89%87%E4%B9%8B%E7%A0%94%E7%A9%B6%E4%B8%89%EF%BC%9Apwm%E9%A2%A8%E6%89%87%E9%80%B2%E9%9A%8E%E7%A0%94%E7%A9%B6) ### Data Sheet 1. Cyclone II : [Cyclone II Device Handbook - Altera](https://www.google.com.tw/url?sa=t\&rct=j\&q=\&esrc=s\&source=web\&cd=1\&ved=0ahUKEwjnwZmjndvXAhVONpQKHVFaBLQQFgglMAA\&url=https%3A%2F%2Fwww.altera.com%2Fliterature%2Fhb%2Fcyc2%2Fcyc2_cii5v1.pdf\&usg=AOvVaw0RzIUFQt3lfLf4CxeIyVNA) 2. EPCS4I8 : [Serial Configuration (EPCS) Devices Datasheet - Altera](https://www.google.com.tw/url?sa=t\&rct=j\&q=\&esrc=s\&source=web\&cd=1\&ved=0ahUKEwjgxv6PntvXAhUEFJQKHbNKB58QFgglMAA\&url=https%3A%2F%2Fwww.altera.com%2Fliterature%2Fhb%2Fcfg%2Fcyc_c51014.pdf\&usg=AOvVaw3gRe3H3TqbR6BwOBfJI2Fh) 3. LM1117S : [LM1117S Datasheet(PDF) - HTC Korea TAEJIN Technology Co.](https://www.google.com.tw/url?sa=t\&rct=j\&q=\&esrc=s\&source=web\&cd=5\&ved=0ahUKEwjD96HHodvXAhVEKJQKHeVFAHUQFghFMAQ\&url=http%3A%2F%2Fwww.alldatasheet.com%2Fdatasheet-pdf%2Fpdf%2F177530%2FHTC%2FLM1117S.html\&usg=AOvVaw1sJsJP7hkOuazaewM7HDWB) 4. LEG-12 : [RAYEX ELECTRONICS](https://www.tme.eu/en/details/leg-12/miniature-electromagnetic-relays/rayex-electronics/) [](https://www.tme.eu/en/details/leg-12/miniature-electromagnetic-relays/rayex-electronics/) [LEG-12](https://www.tme.eu/en/details/leg-12/miniature-electromagnetic-relays/rayex-electronics/) 5. SSD1306 : [SSD1306](https://www.google.com.tw/url?sa=t\&rct=j\&q=\&esrc=s\&source=web\&cd=1\&ved=0ahUKEwiRquzen9vXAhXGkZQKHacKC8YQFgglMAA\&url=https%3A%2F%2Fcdn-shop.adafruit.com%2Fdatasheets%2FSSD1306.pdf\&usg=AOvVaw295piYr-tzt5CnBsNVzI7X) 6. 1N4004 : [1N4001 datasheet - Adafruit Industries](https://www.google.com.tw/url?sa=t\&rct=j\&q=\&esrc=s\&source=web\&cd=4\&ved=0ahUKEwi4tOnzn9vXAhUBuZQKHc9mAJEQFgg9MAM\&url=https%3A%2F%2Fcdn-shop.adafruit.com%2Fdatasheets%2F1N4001-D.PDF\&usg=AOvVaw021F3iEmxkk38CKMcf287Z) ## 相關文章 - [\[專案:電腦風扇控制器-1\] 構想與零件選用](/posts/fenctrl-1)(本篇) - [\[專案:電腦風扇控制器-2\] OLED-SSD1306零件簡單介紹](/posts/fenctrl-2)