Борьба с вентилятором охлаждения

После установки драйверов TMC2100 шум от работы вентиляторов стал преобладать над шумом от работы двигателей. С вентилятором обдува платы RAMPS я разобрался с помощью регулятора оборотов. Под вентилятор обдува хотэнда скорее всего закажу отдельный модуль понижения напряжения и чуть снижу напряжения питания, благо при переходе на с 30 на 40 мм вентилятор есть запас по мощности потока.

Сегодня речь пойдет о вентиляторе обдува модели, который имеет возможность программной регулировки мощности, а значит предыдущие способы не подойдут. Для регулировки скорости вентилятора используется ШИМ (PWM).

Вот так выглядит управляющий сигнал при установке значения скорости через экран на 60 единиц (~24%):При 127 единицах (50%):И при 200 единицах (~78%):

Довольно распространенный способ регулировки, но есть одна особенность в реализации по умолчанию - частота сигнала всего 500 Гц. С учетом особенностей работы мотора вентилятора, эта частота попадает в слышимый диапазон, поэтому на всех скоростях ниже 100% мы слышим писк. И чем ниже мощность, тем больше неприятный звук.

Если звук вентилятора досаждает, то есть несколько способов решения этого вопроса.

1. Увеличение частоты работы ШИМ.

В Marlin за это отвечает параметр FAST_PWM_FAN. Необходимо убрать комментарии с определения этого параметра и загрузить измененную прошивку.

Частота сигнала на 50% мощности сразу прыгает до 31 кГц:Казалось бы то что надо, но ни один из моих китайских 40 мм вентиляторов не завелся в этом режиме на средних скоростях. И только ближе к полной мощности сразу же начинали дуть на полную. А вот большие вентиляторы на 60 и 80 мм отработали отлично, без какого либо намека на дополнительный шум.

Оставим этот вариант до покупки другого 40 мм вентилятора и перейдем к следующему решению.

2. Уменьшение частоты работы ШИМ.

В Marlin есть режим программной реализации управления вентилятором, при котором частота резко снижается до нескольких Гц. За это отвечает параметр FAN_SOFT_PWM.Частота сигнала на 50% мощности резко падает до 7 Гц:Эффект от этого режима чувствуется, но некий призвук в виде щелчков от работы на малых скоростях все-таки присутствует. Поэтому я решил не останавливаться и пойти дальше.

3. Простой аппаратный фильтр.

Вариант аппаратного решения вопроса - установка параллельно выходам конденсатора, который сгладит пульсацию до определенного уровня при стандартных 500 Гц.

Я из наличия подобрал емкость конденсатора и лучше всего подошел электролитический конденсатор на 10 мкФ. Меньшей емкости не хватает, при большей емкости (пробовал 220 мкФ) на разных значениях мощности скорость вентилятора практически не меняется и приближается к максимальной.

Конденсатор подключается к средним контактам на плате, плюсовая клемма ближе к зеленому штекеру питания.Паять конденсатор на саму RAMPS не стал для возможности быстро вернуть все обратно при необходимости.

При таком способе небольшой писк есть только при очень малых мощностях, но 'заводится' вентилятор довольно рано и уже к 50% есть звук только от потока воздуха без дополнительных призвуков.

В итоге каждый может выбрать тот вариант, который больше всего подходит к его принтеру. А счастливчики, которые не слышат никаких посторонних звуков в своих закрытых корпусах, могут расслабиться и порадоваться за свои 3D принтеры :)