4핀 쿨러 핀맵과 속도제어 및 RPM 센싱 방법

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[ CPU 사면 같이 딸려오는 정품 쿨러 ]

 

 

쿨링팬은 우리 일상속에 많은 곳에 배치되어 있습니다. 제 바로 옆에 있는 PC에도 쿨링팬이 여러개 들어있고,

에어컨, 전자레인지 등 공기의 흐름을 제어하기 위해 쿨링팬을 많이 사용합니다.

 

이번에는 PC에 들어가는 흔하고 흔한 4핀 쿨링팬의 속도제어와 모니터링에 대해 간단히 알아보겠습니다.

 

 

 

핀 매핑

 

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4핀 쿨링팬의 팬 매핑은 위 사진과 같습니다.

1번과 2번핀을 통해 전원이 공급되고, 3번핀으로 팬 회전속도를 센싱할 수 있으며, 4번핀으로 팬 속도를 제어합니다.

 

 

 

 

팬 속도 모니터링

팬 속도 모니터링은 3번핀으로 가능합니다.

3번핀과 내부 결선이 Open-Collector 또는 Open-Drain 이므로 Pull-Up 저항을 사용하여 피드백 받아야합니다.

 

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피드백 출력은 회전속도에 비례하여 출력되며, 1회전당 2펄스가 출력됩니다.

즉, 펄스를 카운터했을 때 100Hz가 출력된다면 100Hz / 2 = 50RPS 이고 50RPS * 60 = 3,000RPM으로 계산될 수 있습니다.

 

 

 

 

 

팬 속도 제어

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4번핀에 25KHz (21 ~ 28KHz 범위이내) 로직레벨의 PWM을 넣으면 제어됩니다.

 

 

 

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위 그래프를 보면 PWM 듀디사이클이 0 ~ 20% 일때는 고정된 느린속도로 회전하다가

20 ~ 100% 까지는 PWM 듀디사이클에 따라 거의 비례하면서 제어됩니다.

 

이는 제조사마다 조금씩 차이가 있으니 자세한것은 데이터시트를 확인하시기 바랍니다.

 

 

 

 

 

임베디드에서의 사용

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아주 심플한 쿨러 제어 및 속도 센싱의 예제회로 입니다.

 

MCU로 쿨러 피드백핀에서 출력되는 펄스파 주기를 카운터해서 RPM으로 환산시키면 팬 회전속도를 알 수 있고,

타이머 인터럽트 같은것으로 25KHz PWM을 만들어서 제어핀에 넣어주면 속도 제어가 가능하게됩니다.

 

 

 

 

 

해결

지금까지 4핀 쿨러의 속도 제어와 속도 모니터링 방법에 대해 알아보았습니다.

4핀 쿨링팬을 사용하면 임베디드와 함께 최소한의 부품으로 아주 쉽게 팬 속도를 제어할 수 있으니 참고되셨으면 좋겠습니다.

 

 

 

 

 


 

참조

 

 

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