先日、劣化していることが分かった、PCの前面ファン。新しいのを注文して、木曜の夜に受け取った。ヨドバシで、メール便(ゆうメール)にしたのだが、案の定、郵便受けには入らず、再配達となった。ファンは結構厚いから難しいかなあとは思ったのだが、袋には縦に2個積み重なって入っていたので、全く無理だった。それにしても、ゆうメールは厚さ2cmまでじゃなかったのか。今は撤廃されたのか? そもそも、「印刷物」じゃなくてもいいのか(僕は、以前、ひと悶着あった)? ゆうメールの謎は多い。

ゆうメールの規約を改めて調べたら、厚さ2cmという制限はなかった。(18:52)

それはともかく、新しいファンはいくつかのメーカーの数種類から、AINEXのCFY-90Sを選んだ。ヨドバシでは約730円だった。壊れた物の後継品(AINEX OMEGA TYPHOON CFZ-90SA)と比べると、期待寿命は短いものの、静かさと風量が上回っているのに、約1/3の値段だった。他のメーカーの製品ではCFY-90Sよりいい物はなかった。前のを買う時に、なぜこれにしなかったのかが不思議だ。

が、実際には、そうは問屋が卸さなかった。

取り付けてみると、結構大きな動作音が聞こえた。ただ、不思議なことに、少し動していると消えた。電源を入れ直すと出る場合があるので、機械のなじみではないようだ。確証はないのだが、電源のうなりなのかも知れない。もし頻繁に出てうるさいようなら、接続する電源の系統を変えて試してみたい。

更に、風の音なのか回転音なのか、通常の動作音も前のに比べて大き目だった(といっても、耳につくほどではない。早朝などでエアコンが動いていない時に聞こえる程度)。仕様では、前のより3dBほど低いはずなのだが・・・ 想像すると、仕様は最大値が書いてあるのだが、僕は抵抗を通して使っているので、その場合の騒音の低減特性が良くないのではないか。具体的には、前のは回転数を下げると直線的に騒音レベルが下がるが、今度のは、回転数を下げても余り騒音レベルが下がらないのではないかと思った。

ただ、新しいファンは風量があるためか、前のと同じ条件で使うのなら、HDDは良く冷えることが分かった。

それで、HDDを十分に冷やしながらもなるべく静かにしようという、虫のいい思いで紆余曲折(迷走)が始まった。長くなるので細かくは書かないが、以下のようなことを試した。

  1. 抵抗を大きくして、回転数を下げる。 → 大きくし過ぎると、風量が減ってHDDが熱くなって駄目。
  2. 前回諦めた12cmの大きなファンをスペーサー(SATAコネクタのキャップ)で持ち上げて、無理に付ける。 → 一応付くが、フィルタとの間に隙間が開くので、よくない。
  3. 2個のうち1個を、静かな古いファンにする。 → まあまあ良かったが、やはり回転数が不安定で、駄目だった。

それで、昨日、1の路線で、必要十分な風量を確保しつつ、なるべく静かになる抵抗値を探し、その値は75Ω程度であることが分かった。

抵抗で電圧を下げて回転数を落とすと、回転数検出用パルスの振幅も小さくなるためか、誤った回転数が出ることがあった。実際の値の2倍になっているようなので、回転数がしきい値(例: 1500rpm)以上だったら1/2にするプログラムを作って対処した。

が、手持ちのファン用抵抗は、25Ωと50Ωと100Ωしかない。試した時の75Ωは、25Ωと50Ωを直列にして作った(ちなみに、25Ωは50Ωを2本並列にして作った)ので、ファンは2台だが1台分しかない。抵抗の後で2分岐すると、過電流なのか2つのモーターの相互作用なのか、双方の回転数が落ちてしまうので、抵抗は2本(組)要る。

手持ちの物で何とかできないか考えたら、以前オーディオ用(グライコのバランス出力をアンバランスに変換するのに要ると思った)に買った抵抗セット(数十種類の値の抵抗が数十本ずつセットになっている)が使えないかと思った。が、その抵抗は、容量(最大W数)が小さいため、そのままでは使えない。

そこで、数本を並列接続して75Ωを作ることにした。ファンの消費電力は1.4W程度なので、1.5W程度になるといい。抵抗は1/2W型だと思っていたので、3本を並列にすることにした(作った後に調べたら、実際の容量は1/4Wだったので、不足する可能性があった)。

書いていて気付いたのだが、必要な抵抗の容量は、ファンの消費電力とは関係ない。必要なのは、抵抗で消費される電力だ。それは、 抵抗で降下する電圧×電流 である。だから、必要な容量を多く見積もり過ぎていた。ただ、抵抗値が決まらないと電流も分からないから、上の概算でも、目安としては良かったのだろう。

計算すると、225Ωを3本並列にすると(1/(3/225)=)75Ωになる。手持ちには220Ωがあり、それで作ると73Ωになる。なお、容量に余裕を持たせるため、4本並列の場合も考えたが、1本が300Ωとなり、手持ちには適当な物がなかった。

本物を作る前に仮組み(この光景を見ると、入院して手術の時やその後に身体中に点滴などのチューブや各種センサなどが付いていたのを思い出してしまうのは僕だけ?)で試してみたところ、いい感じだったので、2組作った。不器用モードが発動し、久し振りに左手の指を軽く火傷して、しばらく痛かった。

絶縁に熱収縮チューブを使うと綺麗に(「本物」のように)仕上がるのだが、もちろんそんな気の利いたものはないので、そこらにあった小さいビニル袋を被覆付きの針金で固定した。

繋いで試してみると、期待どおりうまく行った感じで、ちゃんと冷えるうえに、回転数も100rpmほど下がった。騒音は、回転音か風の音は結構出ているが、問題ない感じだった。

抵抗はファン用コネクタ2個(ジャックとプラグ)の間に入れるのだが、丁度いい中継用のケーブルがなかったので、作ることにした。それには、ファン用3ピンコネクタのピンを抜く必要があるのだが、検索したら、ヒントになるページが見つかり、(以前は断念したのだが、)成功した。専用の工具がなくても、極細のピンセットの先を、ピンの上の余分な空間に差し込んでケーブルを引っ張れば抜ける。なお、ピンを差し込み直した後で抜けやすくなった場合は、ピン上部の爪が平らになっているので、ちょっと持ち上げるといい。

上述のように、作った後に、抵抗の容量が不足する可能性に気付いたので(それも上述のように誤りだったのだが)、実際の電流と電圧を測定して、抵抗で消費される電力を調べた。すると、抵抗の後の電圧は9V(抵抗での電圧降下は 12-9=3V)、電流は50mAだったので、電力は(3V×50mA=) 150mWとなった。まぐれではあるが、作った抵抗の容量((1/4W=)250mW×3= 750mW)で十分余裕がある(1本でも問題ないくらいだった)。実際、抵抗を触っても熱くなかったので、大丈夫そうだ。

これでひとまず完成なのだが、いつものように欲が出て、「この抵抗を古いファンで使ったら、冷えるうえに静かで最高になるんじゃないか?」と、(訳もなく)思って、試してみた。結局は、新しいファンより風量が少ないせいか、1℃くらい高目になるのと(それくらいなら許せるが)、そもそもの問題(ファンの劣化)が直った訳ではないので回転数が安定せず(200rpm程度低くなることがある → グラフのオレンジの線左側の、一定時間凹んでいる部分)、HDDが熱くなることがあるので、駄目だった。冷静に考えれば、劣化は自然に直る訳がないから、動かせば必ず問題は起こるし、回転数を下げれば風切り音が少なくなって静かになるけど、風量も少なくなるので、熱くなるのは当たり前だ。

最終的には、わずかに動作音がするのは我慢して、(古いファンは諦め)新しいファン2個をそれぞれ73Ωを通して使うことにした。温度は2℃程度下がり(グラフの右側の1/3の部分)、回転数(グラフの右側の3/4の部分)も安定しているので、交換は成功だったと言えよう。

ちなみに、回転数は約1100rpm、最も熱いHDD(新しいHGST)の温度は、気温+10℃前後(例: 室温が26.7℃の時、36℃程度)である。

今回の教訓は、「うま過ぎる話はない」だ。安いのに性能が最高の、いいことづくめのファンがあると思い込み、それが期待外れだったら、劣化したファンでも気合い(期待)で使えると思い込んだ。いつも人を見て笑っているのに、自分だと気付かないものだ。

(22:55 わずかに修正、温度のグラフを入れ替え; 7/3 4:58 わずかに加筆・修正; 7/3 7:24 回転数のグラフを追加、加筆・修正)

 

PS. こういう実験なり遊びをしつつ、(苦手ながらも)論理的に一応理論的なことも検証していると、大変不遜ながら、に近づいた気分になって、なかなか楽しい。

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4件のコメント

  1. naoki:

    なってこった!

    ドクのリンク,2つじゃないですか!w

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  2. PiuLento:

    ●Exactly! 素早く見破って下さって、大変うれしいです。やった甲斐がありましたw

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  3. naoki:

    アンサイクロペディアの方は記述が所々メチャクチャですねw

    そうでない方は,知らなかったことが多数あり,とても勉強になりました。
    特にテリー(http://www.bttfriser.com/kyara.html#p26)の箇所で,ビフの車を修理した人物と,2で寄付を募っている人物が同一だったのかと!

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  4. PiuLento:

    ●ははは。まあ、そこがアンサイクロペディアなんでしょうかね。

    テリーは、恥ずかしながら、全然記憶にないです。。。うーむ、奥が深いですね。

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