不要浪费闲置机箱风扇,5元把它变成无级调速桌面小风扇

之前拆机箱的时候,闲置了两个 12 厘米的散热风扇,看了下接口还是 4PIN 带调速线的,刚好办公室里缺一个桌面小风扇,这不得顺手改造一个。

机箱散热风扇是 12V 的,因此需要一个升压电路将 USB 输入的 5V 升压到 12V,另外因为风扇本身是支持 PWM 高速的,还需要一个电位器 + PWM 转换芯片来控制转速,整体还是相当简单的一个电路。

成品效果

为了在桌面使用,在 MakerWorld 上找了个可调节角度的 12 厘米风扇支架,刚好配合这个风扇使用。

不过因为原始设计是直接给祼风扇使用的,并没有考虑下面会加额外的 PCB,因此我对支架做了加高处理,要不然风扇的外壳会超出支架。

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最终效果如图,使用时感觉还不错。

原理图设计

整个 PCB 仍然是使用立创 EDA 专业版设计的,在更新了 2.2 版本之后,终于流畅度有了不少提升,使用起来舒适了不少。

调速风扇整体电路很简单,就是一个升压 + PWM 输出,其中升压芯片使用了 HX3608,PWM 输出使用了 GP9101。

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其中一些可能会有疑问的地方:

  1. HX3608 升压反馈电阻使用了 16K 和 1K,实际升压电压为 10V,驱动 12V 的风扇问题也不大,主要是手头有这个比例的电阻库存
  2. 在 GP9101 输入引脚的电位器上,串联了一个 10K 的电阻,这是为了防止电位器拧到最大量程时,PWM 输出 100%,风扇会太吵了,因此这里加了 10K,可以让最大 PWM 占空比限制在 66%
  3. USB Type-C 加了 2 个 5.1K 将 CC 引脚接地,这是为了正常使用 USB C-C 线的常规做法

PCB 设计

为了能在将 PCB 装进外壳时,USB Type-C 接口也能靠近外壳,方便连接充电线,这里将整体 PCB 的深度设计和风扇厚度一致,风扇的厚度是 38mm,这里将 PCB 设计成了 35mm,预留了前后外壳的厚度各 2mm。

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不过最终在安装完成后发现,电位器太靠外侧了,实际可以再放里放一点,这样电位器的盖子可以有一部分藏在外壳里,整体可以更美观一点。

外壳设计

外壳原型是在 MakerWorld 上找到的一个可以调节角度 12cm 风扇支架,我对原模型做了修改,增加了底部安装 PCB 的部分,

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焊接和组装

这个 PCB 还是相当简单的,元件不多, 很简单就可以焊接完成,注意一下 USB Type-C 接口和 HX3608 的引脚是否有连锡即可。

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PWM 调速风扇的四根线中,一般蓝色线是调速线,将这根线连接到 PWM 焊盘上。

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最后使用我最爱的 M2 自攻螺丝将后盖固定在外壳上。

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风扇整体使用风扇自带的螺丝固定在外壳上,最后将电位器盖子装上就完成了。

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最后支架的安装,可以直接参考原外壳项目。

开源项目

整个项目已经开源在立创硬件开源平台,EDA 工程和外壳 STL 文件都可以在项目中找到。

调速风扇项目地址: https://oshwhub.com/zhuo-mian-12-li-mi-diao-su-feng-shan

参考资料

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