Изначально, предполагалось, что схема, рассматриваемая в этой статье, будет одной из иллюстраций в статье "Как снять сигнал с таходатчика вентилятора".

В процессе практической проверки работы схемы выяснилось, что у схемы может быть и практическое применение - например, в какой-либо разновидности реобаса. К тому же нужны пояснения к работе и регулировке схемы. Итак...

Как следует из названия схемы, ее назначение - цветом показывать скорость вращения вентилятора. Конечно, мы получаем сугубо оценочное значение скорости, но и это бывает полезно - например, можно точно определить, что вентилятор не вращается.

Для цветовой индикации используется двухцветный красно-зеленый светодиод (индикатор). Его особенностью является то, что регулируя токи, протекающие через светодиоды, можно получить плавное изменение цвета свечения: красный-оранжевый-желтый-зеленый. Фактически это два отдельных светодиода, смонтированных в одном корпусе и имеющие общий катод.

В основе схемы лежит принцип широтно-импульсного регулирования тока, протекающего через красный и зеленый светодиоды. Необходимо некоторое пояснение к термину "широтно-импульсное регулирование тока". Типичный вид импульсного сигнала приведен на следующем рисунке (кликните на рисунке для увеличения):

Здесь:

• T - период повторения импульсного сигнала,
• Tи - длительность импульса.

Отношение Q = T / Tи называется скважностью импульсного сигнала.

Максимальное значение тока I, протекающего через активную нагрузку, называется амплитудой тока.

Среднее значение тока Iср, протекающего через активную нагрузку за период сигнала (время T) составляет

Отсюда следует - чем длиннее импульс (ближе по величине к периоду T), тем больше средний ток. В пределе, когда Tи = T, получаем постоянный ток. С другой стороны, чем короче импульс (меньше Tи), тем меньше средний ток, и в пределе, при очень коротких импульсах, его можно считать равным нулю.

На этом экскурс в теорию закончим.

Индикатор устроен так, что максимальной скорости вращения вентилятора соответствует зеленый цвет, а полной остановке вентилятора - красный цвет.

Схема индикатора приведена на следующем рисунке (для увеличения кликните по схеме):

В схеме использован только один D-триггер, входные выводы второго (незадействованного в схеме) подключены к питанию - их нельзя оставлять неподключенными - "висящими в воздухе" - для снижения потребляемой мощности и чтобы избежать нестабильной работы схемы. При желании, на втором D-триггере можно выполнить еще один такой же индикатор для второго вентилятора.

Рассмотрим работу схемы. Резистор R1 является нагрузкой выхода таходатчика (см. статью "Как снять сигнал с таходатчика вентилятора"). На элементах DD1.1, С1, R2, R3, VD1 выполнен ждущий мультивибратор, вырабатывающий импульс фиксированной длительности при каждом поступлении положительного фронта (нарастающего от низкого значения к высокому) тахосигнала вентилятора. Длительность импульса зависит от значений С1, R2, R3 (чем больше значение номинала этих элементов, тем длиннее импульс) и настраивается так, чтобы при максимальной скорости вращения была близка к периоду сигнала таходатчика.

Вид сигналов в отдельных точках схемы приведен на следующих рисунках:

Вид сигналов, при максимальной скорости вращения крыльчатки вентилятора, при этом через зеленый светодиод протекает намного больший средний ток, чем через красный светодиод. Итоговый цвет свечения индикатора - зеленый.

Вид сигналов при скорости вращения крыльчатки меньше половины от максимальной скорости . При этом среднее значение тока , протекающего через зеленый светодиод, становится меньше, чем через красный. Итоговый цвет - желтый или желто-оранжевый.

Чисто красным индикатор будет светиться только при полной остановке вентилятора.

Точное значение длительности импульса подбирается регулировкой величины подстроечного резистора R3 так, чтобы длительность импульса на выходе 5 DD1.1 была максимально близка к периоду повторения импульсов таходатчика.

Ориентировочные значения суммы сопротивлений резисторов R2+R3 (при емкости конденсатора C1 равной 0,1 мкФ) для различных максимальных скоростей вращения следующие:

• 1800 об./мин. - 240 кОм
• 2500 об./мин. - 200 кОм
• 3000 об./мин. - 160 кОм

Перечень использованных радиоэлементов:

• С1 - конденсатор 0,1 мкФ керамический,
• С2 - любой электролитический конденсатор емкостью от 6,8 мкФ до 22 мкФ на напряжение от 16 В до 25 В
• DD1 - микросхема 74HC74 (сдвоенный D-триггер)
• HL1 - двухцветный красно-зеленый светодиод Kingbright L-119EGW (или L-119SRSGWT, L-119SURKMGKWT) или любой другой двухцветный с общим катодом
• R1 - резистор от 1 кОм до 2 кОм
• R2 - резистор от 50 кОм до 100 кОм
• R3 - любой малогабаритный подстроечный резистор от 150 кОм до 200 кОм
• R4, R5 - резистор от 240 Ом до 300 Ом
• VD1 - диод КД522 (КД521) с любой буквой или любой другой кремниевый импульсный диод
• XP1 - разъем WF-3
• XP2 - разъем типа Molex

Все резисторы мощностью 0,125 Вт или 0,25 Вт

Методика регулировки:

1. проверьте правильность монтажа
2. подключите вентилятор к разъему XP1
3. подайте питание на вентилятор и схему - подключите разъем XP2 к блоку питания компьютера и включите компьютер
4. движок подстроечного резистора установите в положение минимального сопротивления (верхнее по схеме) индикатор должен светиться желтым (или близким к желтому) цветом.
5. слегка притормозите крыльчатку (не суйте палец в лопасти!) - цвет должен измениться в сторону красного цвета
6. если это не так (цвет не изменяется или меняется с желтого на зеленый) - значит одновибратор генерирует импульсы длиннее периода импульсов таходатчика, необходимо уменьшить величину резистора R2 (лучше сразу раза в 2) и повторить п. 5
7. повторяя п.п. 5-6 добейтесь "покраснения" индикатора при торможении крыльчатки
8. при максимальной скорости вращения крыльчатки, поворотом движка увеличивайте сопротивление резистора R3 (в нижнее по схеме положение)
9. цвет индикатора должен изменяться в сторону зеленого цвета
10. если при увеличении сопротивления R3 происходит скачкообразное изменение цвета с зеленого на желтый - это значит, что достигнута точка, в которой длительность импульса, генерируемого одновибратором, превысила период тахоимпульсов, верните регулятор в предыдущее положение, когда индикатор был зеленым. На этом регулировку можно считать завершенной.

Практическое замечание: если посмотреть на индикатор сбоку, то при правильной регулировке видно ярко светящийся зеленый светодиод и чуть заметно светящийся красный.

Цоколевка микросхемы и двухцветного светодиода (индикатора) приведены на рисунках ниже (кликните на рисунке для увеличения):

Микросхема DD1 74HC74, корпус типа DIP-14	Двухцветный светодиод (индикатор) L-119 фирмы Kingbright

Для экспериментов монтаж можно выполнить на любой макетной плате, или "на весу" (как это сделал я).

Успехов!