آشنایی با خواص فن و نحوه انتخاب واحد مناسب با توجه به شرایط موجود

محمد جواد قلی پور 16 آوریل 2016 , 00:07 مقاله / سخت افزار

(هنوز امتیازی ثبت نشده است)

یکی از مهم‌ترین مشخصه‌های یک رایانه و به صورت کلی تمامی قطعات الکترونیکی که انسان روزمره با آن‌ها سروکار داشته و علاوه بر اهمیت بسیار بالای آن کمترین توجه ممکن را از طرف کاربران دریافت می‌کند ایجاد تهویه مناسب و به صورت کلی خنک‌سازی المان‌ها و سخت‌افزارهای قرار گرفته در دل سیستم می‌باشد. همان‌طور که مستحضر هستید میزان کارکرد سخت‌افزارهای رایانه‌ای یا به‌عبارتی‌دیگر عمر مفید آن‌ها و علاوه بر آن عملکرد صحیح و مناسب مستقیماً به نوع تهویه کیس و میزان گرمای تولیدی توسط دیگر سخت‌افزارهای قرار گرفته در رایانه شخصی مرتبط می‌باشند. افزایش میزان گرمای تولیدی و عدم وجود تهویه مناسب به منظور خروج دمای محصور در پوشش محافظ سخت‌افزارهای مسئول عملکرد رایانه علاوه بر کاهش عمر مفید قطعات، در کاهش راندمان و بروز بسیاری از مشکلات مختلف نظیر کاهش سرعت سیستم‌عامل، نمایش ناگهانی ارور صفحه آبی مرگ، راه‌اندازی مجدد سیستم، هنگ و ... تأثیر به سزایی دارد.

همان‌طور که مستحضر هستید یکی از مهم‌ترین و درعین‌حال کم هزینه‌ترین سخت‌افزارهای توسعه یافته به منظور ایجاد تهویه‌ای مناسب در کیس رایانه‌های شخصی و خروج دمای تولیدی توسط سخت‌افزارهای قرار گرفته در بطن پوشش نامبرده فن می‌باشد. سخت‌افزار مذکور همان‌طور که پیشتر گفته در مقیاس‌ بسیار عظیمی به تولید انبوه رسیده و در اقصی نقاط این کره خاکی به آسانی در دسترس می‌باشد. بسیاری افراد بر این باورند که تهیه و خرید یک فن به منظور ایجاد تهویه در کیس رایانه‌های شخصی نیازمند دانش فنی خاصی نبوده و صرفاً قدرت یا بهینگی سخت‌افزار نامبرده تنها به تعداد چرخش آن در دقیقه وابسته می‌باشد، اما برخلاف باور عموم واقعیت امر آن است که المان‌ها و فاکتورهای موجود در توسعه یک فن بسیار فراتر از میزان چرخش در دقیقه بوده و عدم آشنایی با آن‌ها علاوه بر عدم ایجاد تهویه مناسب در پوشش میزبان سخت‌افزار‌های رایانه‌ای، در افزایش دمای قطعات نیز تأثیرگذار می‌باشد.

همان‌طور که پیشتر گفته شد چرخش مناسب هوا در داخل کیس رایانه در افزایش راندمان و طول عمر سخت‌افزارهای رایانه‌ای تأثیر به سزایی داشته و یکی از کم هزینه‌ترین راه حل‌های پیشروی کاربران به منظور ایجاد تهویه مناسب استفاده از سخت‌افزار فن می‌باشد. امروز بخش عظیمی از کیس‌های موجود در بازار از طرف کارخانه سازنده حاوی تعدادی فن (با توجه به تعداد مکان‌های موجود و قیمت تمام شده محصول) به منظور ایجاد تهویه حداقلی در داخل محصول تولیدی می‌باشند، اما همان‌طور که مستحضر هستید سخت‌افزارهای فن پیش‌فرض کارخانه سازنده در مقایسه با محصولات سوم شخص موجود در بازار حرفی برای گفتن نداشته و علاوه بر آن تعداد فن‌های فعلی در ایجاد تهویه حداکثری نیز به هیچ عنوان کافی نبوده و چرخش مناسب هوا و افزایش پتانسیل و راندمان رایانه شخصی نیازمند افزودن تعداد بیشتری سخت‌افزار فن می‌باشد. مقاله پیشرو حاوی اطلاعات مختصری در خصوص آشنایی با انواع فاکتورهای موجود به منظور تهیه یک فن با توجه به شرایط مورد نیاز بوده و امید می‌رود مطالب گردآوری شده در جهت ایجاد تهویه‌ای مناسب و افزایش راندمان سخت‌افزارهای رایانه‌ای مفید واقع شوند.

case-fan

اندازه

توانایی یک سخت‌افزار فن در استخراج هوا مستقیماً با اندازه آن متناسب و مرتبط می‌باشد. افزایش اندازه فن به معنای گردش هوای بیشتر و کاهش اندازه آن نیز به معنای عکس می‌باشد. بخش عظیمی از فن‌های موجود در بازار و مکان‌های در نظر گرفته شده در محصولات تولیدی توسط کارخانه‌های سازنده در اندازه‌های 12 و 14 سانتی‌متر توسعه یافته‌اند، اما همان‌طور که مستحضر هستید محدوده سخت‌افزارهای تولیدی در اندازه‌های 8 سانتی‌متر، 9.2 سانتی‌متر، 20 سانتی‌متر و فراتر از آن متغیر می‌باشد. افزایش اندازه فن همان‌طور که پیشتر گفته شد در افزایش جریان هوا نیز تأثیرگذار می‌باشد. واحدهای کوچک‌تر در مقایسه با واحدهای بزرگ‌تر از توانایی ذاتی کمتری در خاصیت جا‌به‌جایی و گردش هوا با توجه به تعداد دور در دقیقه برخوردار بوده و افزایش گردش هوا در آن‌ها منوط به افزایش سرعت یا به‌عبارتی‌دیگر تعداد دور در دقیقه می‌باشد که این خود به افزایش نویز تولیدی نیز منجر می‌شود.

به‌عنوان‌مثال اگر یک فن 12 سانتی‌متری با گردش 1500 دور بر دقیقه از توانایی انتقال یک لیتر هوا در یک دقیقه برخوردار باشد، یک فن 8 سانتی در مقایسه با آن (انتقال یک لیتر هوا در دقیقه) نیازمند تعداد چرخش 2000 تا 2300 دور بر دقیقه می‌باشد که این خود در افزایش نویز تولیدی نیز تأثیر به سزایی دارد. ذکر این نکته ضروری است که اندازه واحدهای نامبرده تنها جهت مثال بوده و صحت‌وسقم آن‌ها به‌هیچ‌عنوان توسط نگارنده مطلب بررسی نشده است.

fan-sizes

تعداد دور در دقیقه (RPM)

خاصیت نامبرده همان‌طور که کاملاً مشخص است بیانگر تعداد دوران‌های کامل فن در یک دقیقه بوده و با کمیت Revolutions Per Minute یا به اختصار RPM قابل شناسایی می‌باشد. افزایش تعداد دور فن در یک دقیقه با افزایش سرعت آن رابطه مستقیم داشته و خروجی آن نیز همان‌طور که پیشتر گفته شد به افزایش راندمان و نویز خروجی منتهی می‌شود، اما ذکر این نکته ضروری است که معایب افزایش سرعت فن در مقایسه با مزایای دریافتی ممکن است نسبت بسیار اندکی داشته باشد.

عموم افراد مختلف بر این باور می‌باشند که کارایی و میزان پتانسیل یک سخت‌افزار فن در گردش و جابه‌جایی هوا بر پایه خاصیت نامبرده سنجیده شده و سرعت گشتاور بالای یک فن در مقایسه با محصولی دیگر به معنای کارایی بالاتر آن می‌باشد، اما برخلاف باور قشر عظیمی از افراد کارایی و راندمان سخت‌افزار مذکور بر پایه خاصیت‌هایی نظیر میزان گردش هوا در متر مکعب بر دقیقه یا به‌عبارتی‌دیگر CFM که در آینده با آن آشنا می‌شویم سنجیده می‌شود. ویژگی‌ها و طراحی فیزیکی یک فن نظیر حالت تیغه‌ها و نوع موتور آن در میزان افزایش یا کاهش کارایی و گردش هوای بهتر تأثیر به سزایی داشته و سرعت بالا صرفاً بیانگر پتانسیل نمی‌باشد. لازم به ذکر نیست که یکی از کوچکترین معایب دریافتی در صورت افزایش میزان چرخش فن در دقیقه یا به‌عبارتی‌دیگر سرعت آن نویز تولیدی می‌باشد. همان‌طور که مستحضر هستید فن در گروه سخت‌افزارهای مکانیکی دسته بندی شده و افزایش سرعت گشتاور آن نیز با افزایش میزان اصطکاک و هدر رفت انرژی رابطه مستقیم دارد.

(Cubic Feet per Minute (CFM

خاصیت نامبرده همان‌طور که پیشتر به آن اشاره شد بیانگر قدرت فن در استخراج و انتقال هوای موجود بوده و با میزان کارایی سخت‌افزار نیز نسبت مستقیم دارد. طراحی فیزیکی فن نظیر نوع تیغه‌ها و چهارچوب میزبان بخش نامبرده در کاهش یا افزایش میزان هوای انتقالی در دقیقه تأثیر به سزایی دارند. خاصیت نامبرده بر پایه کمیت متر معکب بر دقیقه بیان شده و افزایش مقدار آن نیز به افزایش کارایی خروجی سخت‌افزار و بالعکس منتهی می‌شود. محصولی که از مقدار بالاتری فاکتور نامبرده در مقایسه با محصولات رقیبان خود بهره‌مند می‌باشد در میزان کارایی نیز برتر بوده و توانایی انتقال میزان بیشتری از هوای موجود با گشتاور یکسان را در مقایسه با محصولات رقیبان خود با مقدار CFM کمتر دارا می‌باشد. ذکر این نکته ضروری است که افزایش مقدار فاکتور مذکور با افزایش نویز تولیدی مرتبط نبوده و همان‌طور که پیشتر گفته شد طراحی فیزیکی محصول مربوطه تأثیر به سزایی را در تغییر مقدار آن به خود اختصاص داده است.

zalman-case-fan-blades

نویز خروجی

یکی دیگر از مهم‌ترین فاکتورهای موجود در تهیه فن میزان نویز تولیدی محصول مربوطه می‌باشد. نویز خروجی یک واحد بیانگر کیفیت یا راندمان آن نبوده و طراحی فیزیکی فن همانند مطالب ذکر شده در پاراگراف پیش تأثیر به سزایی را در میزان نویز تولیدی بر عهده دارد. نویز خروجی واحدهای تولیدی توسط کمپانی‌های مختلف بر پایه واحد دسی‌بل (dB) سنجیده شده و در محدوده 18 تا 35 دسی‌بل یا بیشتر متغیر می‌باشد. بسیاری از کمپانی‌های فعال در زمینه طراحی و توسعه سخت‌افزار فن میزان نویز تولیدی توسط محصولات خود در برچسبی واقع بر روی سخت‌افزار یا جعبه آن درج می‌کنند، اما ذکر این نکته ضروری است که فاکتورهای دخیل در سنجش میزان نویز تولیدی نظیر فاصله دستگاه سنجش نویز تا سخت‌افزار و صداهای پس‌زمینه توسط هر کمپانی متفاوت بوده و ممکن است اعداد و ارقام درج شده از اعتبار کافی برخوردار نباشند. افزایش میزان گشتاور فن با افزایش میزان نویز تولیدی و بالعکس رابطه مستقیم دارد.

فشار ایستایی

فشار ایستایی یا به عبارت دیگر استاتیک بیانگر میزان فشار اعمالی توسط فن بر سخت‌افزارهای قرار گرفته در نزدیکی واحد نامبرده بوده و بر پایه کمیت میلی‌متر آب قابل شناسایی و سنجش می‌باشد. فاکتور نامبرده هنگام قرارگیری فن بر روی سخت‌افزارهای مانع گردش هوا نظیر رادیاتور، دیسک سخت، کارت گرافیک، سینک حرارتی پردازنده مرکزی و ... از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد و افزایش مقدار آن از محدوده تعیین شده ممکن است صدمات جبران‌ناپذیری را به سخت‌افزار مربوطه وارد سازد. ذکر این نکته ضروری است که میزان فشار وارده توسط سخت‌افزارهای فن تولیدی در محدوده مناسبی قرار داشته و تا به حال گزارشی در خصوص خرابی سخت‌افزار (نظر کارت گرافیک، پردازنده مرکزی و ...) ناشی از فشار هوای وارد بر آن از جانب فن گزارش نشده است، بنابراین نگرانی از بابت فاکتور نامبرده به‌هیچ‌عنوان وجود نخواهد نداشت. برخی از سخت‌افزارهای خروجی نظیر رادیاتورهای سیستم‌های خنک‌کننده مایع به منظور خنک‌سازی تمام قسمت‌های خود نیازمند جریان فشار هوای بالایی از جانب فن‌های قرار گرفته می‌باشند. کمپانی قدرتمند کورسیر محصولات تولیدی خود را در قالب دو دسته AF و SP به بازار عرضه کرده و همان‌طور که کاملاً مشخص می‌باشد محصولات قرار گرفته در دسته دوم در مقایسه با دسته دیگر از فشار بیشتری برخوردار می‌باشند.

آشنایی با تفاوت بین فشار ایستایی و جریان هوای گردشی درون کیس.

فشار ایستایی همان‌طور که پیشتر گفته شد بیانگر میزان فشار اعمالی از جانب فن بر سخت‌افزار مربوطه می‌باشد. محصولاتی که بر پایه فاکتور نامبرده طراحی شده‌اند از قدرت بالایی در جابه‌جایی و انتقال هوا برخوردار نبوده و به منظور ایجاد تهویه درون کیس به‌هیچ‌عنوان مناسب نمی‌باشند. محصولاتی که از قدرت و توانایی بالایی در انتقال حجم هوای معین در یک دقیقه برخوردار می‌باشند به صورت کلی در جهت ایجاد تهویه مناسب و انتقال هوای تازه به درون کیس و خروج هوای گرم به دلیل توانایی بالا در انتقال حجم عظیمی از هوا به کار گرفته می‌شوند، اما محصولاتی که دارای فشار استاتیک بالایی می‌باشند درست در نقطه مقابل محصولات نامبرده قرار می‌گیرند.

محصولات دارای فشار ایستایی بالا به دلیل قدرت کمتر در انتقال هوا به صورت کلی در داخل کیس به منظور خنک‌سازی سخت‌افزارهای به خصوص نظیر دیسک سخت، سینک حرارتی پردازنده مرکزی و کارت گرافیک، رادیاتور و ... به کار گرفته می‌شوند. محصولات مبتنی بر فاکتور نامبرده همان‌طور که پیشتر گفته شد از توانایی بالایی در جابه‌جایی و انتقال هوای اطراف خود برخوردار نمی‌باشند، اما فشار هوای وارد از جانب آن‌ها فراتر از محصولات دسته دیگر بوده و گزینه بسیار ایده آلی به منظور خنک سازی بخش‌های مختلف و داخلی سخت‌افزار به شمار می‌روند. اگر فن‌های قرار گرفته در داخل کیس از نوع فن‌های مبتنی بر گردش هوا باشند در جریان هوای ورودی و خروجی اختلال ایجاد کرده و به ایجاد گردباد درون کیس منتهی می‌شوند که به‌هیچ‌عنوان برای سخت‌افزارهایی نظیر پردازنده مرکزی و کارت گرافیک مفید نمی‌باشد.

corsair-af-sp-series-fans

اتصالات

سخت‌افزار فن انرژی مصرفی خود را توسط مادربرد یا به صورت مستقیم از منبع تغذیه دریافت می‌کند. سخت‌افزارهایی که مستقیماً به منبع تغذیه متصل شده (توسط رابط Molex) به‌هیچ‌عنوان از مزایای هوشمندی برخوردار نبوده و با گشتاور پیش‌فرض کارخانه سازنده به چرخش خود ادامه می‌دهند. محصولاتی که به مادربرد متصل شده و سخت‌افزار نامبرده به عنوان واسطه در جهت تأمین جریان مصرفی آن‌ها قرار می‌گیرد در مقایسه با دیگر محصولات مذکور از مزایایی قابل توجهی برخوردار می‌باشند. محصولات فوق با توجه به کمپانی سازنده و قیمت تمام شده توسط اتصالات با تعداد سه پین یا چهار به مادربرد متصل می‌شوند. پین یا سیم‌های اولیه و ثانویه فاز و زمین بوده و مسئولیت تأمین جریان مصرفی سخت‌افزار مربوطه را برعهده دارند، اما پین سوم در تأمین جریان مورد نیاز نقشی نداشته و تنها مسئول جمع‌آوری و ارائه اطلاعاتی در خصوص سرعت گشتاور فن توسط رابط‌هایی نظیر نرم‌افزار یا سخت‌افزار به صورت بلادرنگ می‌باشد. پین یا سیم چهارم که تنها در تعداد محدودی از محصولات تولیدی به چشم می‌خورد برخلاف پین‌های دیگر مسئولیت مدولاسیون پهنای پالس را برعهده داشته و امکان تغییر سرعت فن از طریق سخت‌افزار یا نرم‌افزار را فراهم می‌آورد. سخت‌افزارهایی که به مادربرد متصل شده و علاوه بر آن میزبان پین سوم و چهارم نیز می‌باشند به دلیل دارا بودن فاکتورهای هوشمندی در مقایسه با محصولاتی که مستقیماً توسط رابط مولکس تغذیه می‌شوند از قیمت بیشتری برخوردار می‌باشند.

case-fan-connectors

جریان مصرفی

همان‌طور که مستحضر هستید میزان جریان مصرفی بسیاری از سخت‌افزارهای تشکیل دهنده رایانه بر پایه کمیت وات سنجیده شده و سخت‌افزار مکانیکی مورد بحث در مقاله فعلی نیز از قاعده نامبرده مستثنی نمی‌باشد. کمیت مذکور از ضرب ولتاژ در جریان مصرفی حاصل شده و خروجی رابطه نامبرده نیز بیانگر میزان کار انجام شده توسط سخت‌افزار در یک ساعت می‌باشد. به‌عنوان‌مثال اگر میزان ولتاژ و جریان مصرفی یک فن به ترتیب 12 ولت و 0.13 آمپر باشد، ضرب عددهای نامبرده در یکدیگر خروجی 1.56 وات را حاصل می‌دهد. توجه به حداکثر میزان خروجی منبع تغذیه قرار گرفته در بطن رایانه هنگام افزودن تعداد بیشتری فن به منظور ایجاد تهویه مناسب بسیار ضروری می‌باشد.

میزان اختلاف پتانسیل 12 ولت در تمامی سخت‌افزارهای تولیدی توسط کارخانه‌های مختلف ثابت بوده و کمیت متغیر تنها میزان آمپر می‌باشد. همان‌طور که کاملاً مشخص بوده و قوانین ریاضی نیز بر آن حکم فرما می‌باشد افزایش میزان جریان مصرفی واحد مربوطه به افزایش میزان کار انجام شده در یک ساعت منتهی می‌شود. افزایش میزان چرخش فن در یک دقیقه افزایش جریان مصرفی واحد نامبرده را به دنبال دارد. منبع تغذیه قرار گرفته در دل رایانه به دلیل اختلاف پتانسیل حداکثری 12 ولت امکان افزایش سرعت فن از طریق کمیت مذکور را با محدودیت مواجه کرده و افزایش گشتاور توسط نرم‌افزار یا سخت‌افزار از طریق افزایش جریان (شناسایی توسط کمیت آمپر) امکان‌پذیر می‌باشد. اگر یک سخت‌افزار فن را به منبع تغذیه جداگانه که امکان افزایش اختلاف پتانسیل و ولتاژ توسط آن میسر می‌باشد متصل کنید توانایی افزایش گشتاور فن از طریق افزایش ولتاژ نیز به امکان پذیر می‎‌شود. افزایش ولتاژ یک فن تا محدوده 30 ولت و بیشتر منجر به گشتاور بسیار بالای آن شده و اگر موتور فن توانایی دریافت میزان جریان ورودی را داشته باشد واحد نامبرده بدون شک پرواز می‌کند.

زیبایی

برخی از سخت‌افزارهای موجود در بازار دارای ویژگی‌هایی نظیر چراغ‌های نئون یا فرابنفش به منظور افزایش زیبایی کیس و ست کردن رنگ با سخت‌افزارهایی نظیر کارت گرافیک، مادربرد، حافظه اصلی و ... می‌باشند. زیبایی و چراغ‌های قرار گرفته بر روی یک فن به‌هیچ‌عنوان در فاکتورهایی نظیر چرخش، انتقال هوا و ... تأثیری نداشته و تنها در جهت ایجاد تغییرات (مودینگ) به کار گرفته می‌شود. برخی از کمپانی فعال در حوزه طراحی و توسعه سخت‌افزارهای فن به منظور کاهش قیمت تمام شده تنها از یک رنگ چراغ در محصولات خود استفاده می‌کنند، اما برخی دیگر از کمپانی‌ها در محصولات رده گران قیمت خود تعداد چندین رنگ را به کار گرفته و امکان نمایش تعدادی رنگ به صورت همزمان و رقص نور را نیز فراهم آورده‌اند. ذکر این نکته ضروری است که وجود چراغ بر روی یک فن به معنای قیمت بالاتر آن در مقایسه با محصولات فاقد المان نامبرده می‌باشد.

محمد جواد قلی پور

26 سال سن، ساکن مشهد، کارشناس ارشد مهندسی پزشکی. محمد جواد رشته خود را از روی علاقه انتخاب نموده و به تعمیرات، نگهداری، آنالیز و بررسی تجهیزات پزشکی علاقه مند است. وی هفت سال است که به نگارش اخبار و مقالات در حوزه فناوری اطلاعات می‌پردازد. با توجه به اطلاعات بالا در زمینه‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار، مقالات کاربردی وی گره از مشکلات کاربران بسیاری گشوده است. محمد جواد به رنگ قرمز رادئونی علاقه مند است.