外付けHDD用の冷却ファンを制御する

パソコン本体の上に置かれた、ちょっと古い外付け HDD (写真 1) 。こんな置き方してると熱くなりますわなぁ、筐体上部が 38℃ ぐらいです。これから夏場は、もっと熱くなりそう。
もっと良い環境に置いてほしいもんです。んなことゆーても、置けるぐらいならこんなところに置いてませんって (；´Д｀)

ジャンク箱に CPU の冷却ファンがありますので、こいつで冷やしてやりましょう。サーミスタもありますので、これで温度を検出して、回転数制御しましょう。

ってことで作ったのが、写真 2 。
基板がむき出しになっていますが、カバーはしたいなぁと思ってます。まぁ、そのうちに。

小型のパソコンに使われていた冷却ファンで、いい感じにアルミケースがついてます。奥側が開放されているので、上から吸い込んだ空気はそちらへ吐き出されていきます。

底面にサーミスタを取り付け (写真 3) 、熱い筐体の上に置くことで接触して温度を検出、熱かったら高速回転で冷やします。温度が下がったら回転数も下げます。
高度な温度制御なんて必要ありませんから、単純に、サーミスタの出力によって回転数制御の PWM 信号のデューティ比を変化させるだけです。

室温 29℃ 。
机の上に置くと、ファンは静かに回っています。サーミスタに手をあてると、少し回転数が上がります。
38℃ ほどになっている外付け HDD の上に置くと、ファンは高速で回転。しばらくすると 32℃ ほどまで温度が下がり、ファンも回転数を下げ、静かになります。
低速回転していると、だいたい 32℃ ほどで安定しています。室温が上昇しても、室温 +3℃ ぐらいでいてくれます。

上段が、オペアンプを使った、サーミスタからの信号の増幅部。
サーミスタは、以前にも使ったことがあるジャンク品です。ここ で特性を調べています。
サーミスタの出力はインピーダンスが高いので、ボルテージフォロワのバッファをいれて、インピーダンスを下げています。

下段が、コンパレータを使った、三角波発振部とPWM信号出力部。
こちらは ここ で試してみた PWM 信号発生回路です。出力された 25KHz の PWM 信号で、CPU ファンモータの制御を行ないます。

表面の様子。

秋月電子通商の C タイプ (72 × 47mm) 、片面基板です。
金属被膜抵抗とカーボン抵抗が混ざってますけど、実験用にそこいらに転がっていたやつをつまんできただけで、意図はないです。この程度の回路なら、カーボン抵抗で十分です。三角波の周波数もラフなので、温度特性なんか気にする必要ないです。

ファンモータのコネクタ、ジャンクなマザーボードとか探したのですが 3 ピンしかなかったので、ピンヘッダで代用しています。サーミスタ用は XH コネクタです。

裏面です。

配線スペースが狭いので、ポリウレタン銅線 (2UEW) 0.29mm を使用しました。はんだ付けがなかなかうまくできない (；´Д｀)
ファンモータへの 12V ラインは AWG26 より線 (赤色) を、同じくファンモータまでの GND ラインは 0.5mm 裸銅線を使っています。

ファンの定格電流は 0.5A です。2UEW 0.29mm の許容電流がわからないのですが、断面積が 0.066mm² ですから、1mm² あたり 10A として、0.6A 程度かな。ファンモータに給電するには余裕がありません。
AWG26 は、製品に「0.15sq 相当」と書かれていましたので 1.5A 、0.5mm 裸銅線は断面積 0.20mm² で 2A と見込んでいます。許容電流の半分以下で使うとして、十分な太さです。