智能控制型笔记本散热器的系统设计

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｗ ＯＲＬＤ·探 索与观察
智 能控 制 型笔 记 本 散热 器 的系 统设计
塔里木大学机械 电气化 学院 马 泽 王建平 李万顺 付 莉 杨 涛 李文韬
【摘要 】随着经济的不断发展 ，笔记本 电脑 已成为行业用户的标配，但其因发热而带来的一 系列问题十分让人 头痛。针对上述问题 。本文制 作 的智 能控 制 型笔 记本 散 热 器是在 结合 市 面上现 有散 热 器的基 础上 进行 优化 改进 。 用户将 散热 器风 扇调 到笔记 本 集 中发热位 置 ，通过 对笔 记 本 外部 环境 温度采 集 ，单 片机控 制 风扇 电机 来进 行 选取合 适 的转速 ，并 通过 液 晶屏幕 的 方式反馈 给 用 户。与传 统 笔记 本散 热器相 比，具有 智 能 、节能 的特 点 ，能给 用 户带 来更好 的 体验 。 【关键词 】笔记本 电脑 ；散热；智能控制
达 相 对 应 的控 制 指 令 ， 由单 片 机 通 过Ｉ／Ｏ口输 出与 电机 转速 相 对 应
的ＰＷＭ脉 冲信 号， 经过 ＳＳ８０５０和ＳＳ８５５０来 构成 风 扇 电机 的 控制 电
路 ，实现 风 扇 电机 启动 停止 和 转速 的 改变 。 当环境 温 度 升高 时 ，风
扇 电机 的转 速会 随 之提 高 ； 当环境 温度 下 降 时 ，风扇 电机 的转速 也
０ 引言
２ 系统工作原理
众所 周知 ，笔记本 电脑因它 具有便携 、灵活 、轻巧 的特点受到 了 广大群 众 的喜 爱 ，其 性能也 随着人们 的 需求 不断地 提高 。笔记本 电脑 在运行 过程 中会产生 很多 的热量 ，即使笔记 本 电脑 里面配 备了风扇 、 散 热器 等散 热装置 ，散 热效果 也很 不好Ⅲ。一边是 追求 性能 ，一边要 提 倡便捷 ，散 热成为 最关键 的问题 。为 了解 决这个 问题 ，人们 发 明了 散 热器 。而市面 上常见 的笔记本 电脑散 热器大 致都功 能单一 、散热效 果 不理想 ，而 且不能给用户 进行一个实 时的反馈 。
由单 片 机 的 Ｉ／Ｏ口输 出ＰＷＭ 脉 冲 信 号 ，给 电机 提 供 一 个 具 有
电 子世 界 ·２９ ·
ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣＳ Ｗ０ＲＬＤ ·籀 蓑ｉ－与 鲡 赛
一 定 频 率 的脉 冲 宽 度 可 调 的 脉 冲 电 ，通 过 高 低 电平 来 控 制 风 扇 电
机 。用 户 首 先通 过独 立键 盘 预 先设 置好 温度 ，通过 软件 向单 片机 传
会 相 应 的降低 ：当 笔记 本 电脑 散发 出的温度 低 于 用户 预 先设 定最 低
Байду номын сангаас
温 度 时 ， 电机停 止 转动 ； 当笔 记本 电脑 散 发 出的 温度 高 于用 户预 先
设 定 的最 低温 度 时 ，电机 停止 转动 。电路 如 图４所 示 。
图２温度与 电机转速之 间的关 系
１ 系统整体设计
３ 主要模块介绍
智能 控制 型 的笔 记本 电脑 散 热系 统包 括单 片机 主 要控 制模 块 、 ＬＣＤ液 晶显示 模块 、温度 传感 器模 块 、独 立键 盘 设置 模块 和驱 动风 扇 电机 模块 组成 。如 图１所示 。
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图１散热器 系统方框 图
智 能控制 型笔 记本 散 热器 从根 本上 来 说就 是要 实现 电机转 速 能 随温度 变 化而 变化 ，使 风 扇 电机可 以达 到 自动启 停和 改变 转速 。其 中最为 重 要 的为 电机 的驱 动和 调速 电路 。
直 流 电机ＰＷＭ 调压 调 速是 指 按 一个 固定 的频 率 来接 通 和 断开 电源 ，并 且根 据需 要改 变 一个周 期 内接通 （高 电平 ）和断 开 （低 电 平 ）时 间 的长 短 ， 即调 整所 谓 的 “占空 比” （占空 比指 高 电平 持 续 的时 间 与信 号周 期的 比值 ） 。 占空 比越 大 ，提供 给 电机 的平 均 电 压 越大 ， 电机转 速就 高 。反 之 占空 比越越 小 。提供 给 电机 的平均 电 压越 小 ， 电机 转速 就低 。
智 能 控 制 型笔 记本 散 热 器是 一 款 以 ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ 芯 片为 总控 制 核心 ，利用 温度 传感 器 ＤＳ１８Ｂ２０作为 温 度采 集元 件 ，调 制器 给 电 机 提供 具 有一 定频 率 的脉 冲宽 度信 号来 控 制风 扇 电机 的转 速 。散热 器 根据 采集 到 的 的温度 与 系统 用户 预先 设 定 的温度 的相 比较 ，经过 分 析 ，进 行 电机 的 自动 停 止和 启动 ，可 以随着 温度 的变 化 自动 改变 档位 进 而调 节 电机 的转 速 ， 同时用ＬＣＤ液 晶显 示屏 显示 采集 到 的温 度 与用 户预 先 设定 的温 度 ，这样 能 给给 用户 一个 非 常直 观 的反馈 。 用 户 可 以根 据 不 同笔 记 本 电脑集 中发 热 位 置 的 不 同 来 调 节风 扇 位 置 ，同 时可 以 自由调 节高 度 ，这样 也 能给用 户带 来更 好 的体验 。
本 系 统利 用温 度传 感器 ＤＳ１８Ｂ２０进 行采集 笔 记本 电脑 集 中发 热 部 位温 度 ，然 后直 接 输 出数字 温度 信 号给 单片 机 ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ进行 处 理 ，在ＬＣＤ液 晶显示 屏上 显示 当 前 电脑 发 热部位 的温 度值 以及用 户 预 先 设定 的温 度 值 。 同时 采用 ＰＷＭ脉 宽 调制 方 式进 行 改 变风 扇 电机 的转速 。共 设有 四个 按键 用来 让 用户进 行 设定 温度 ，其 中 两个 用 来调 节预 先设 定最 高温 度值 的 高低 ，另 外两 个用 来调 节最 低预 先 设 定温度 值 的高低 。如 图２所 示 。