Guida alle ventole

Ciao a tutti, oggi finalmente vi presento (dopo circa tre mesi di lavoro) la Guida alle Ventole.
E' stata redatta per essere fruibile da tutti, specie per i principianti, ma anche per gli utenti che vogliono approfondire l'argomento, nonostante abbiano già una buona esperienza in materia.

Le ventole, come è ben noto, sono la principale fonte del rumore presente nei computer.
Conosceremo questa parte fondamentale dei pc, la sua struttura e come è formata.
Non ci saranno termini tecnici e/o complicati, o almeno tenterò di usarli il meno possibile, sarà piuttosto usato un linguaggio colloquiale e di tutti i giorni.

Ciononostante, se qualche termine non dovesse esser chiaro, vi segnalo due guide molto interessanti:

• "Cosa vuol dire?!?" Elenco e spiegazioni dei più comuni termini presenti nell'ambito hardware/software, redatta dall'utente Likn'ùs
  
  
• "Guida all' ELETTRONICA" dizionario pratico (e non solo) dei vari componenti elettronici, redatto dall'utente modder The Sick e dall'utente Pucc

Prima di passare alla guida vera e propria, colgo l'occasione per ricordarvi che tutte le foto qui presenti, eccetto quelle che riportano la fonte originale, sono state scattate dagli utenti di pcsilenzioso.it e dal sottoscritto.
Questa guida sarà inoltre soggetta a continui aggiornamenti e frequentemente verranno aggiunti nuovi argomenti ed approfondimenti; se trovaste qualche errore, vi prego di segnalarlo nella pagina dedicata ai commenti, provvederò a risolvere nel minor tempo possibile.

Detto questo, vi auguro una buona lettura

Menu Rapido

• Uno sguardo generale
• Cavi, cavetti ed adattatori
• Senso di rotazione e direzione dell'aria
• Installazione
• Composizione
• Cuscinetti a sfera, bronzine e rondella
• Potenza, resistenza ed intensità di corrente
• Le dimensioni
• Elenco dei principali brand
• Conclusioni, Links e Ringraziamenti
• Commenti alla guida

Per prima cosa osserviamole da vicino, cercando di notare i loro particolari...

Le ventole, come avrete potuto notare, non sono tutte uguali.
La prima cosa che indubbiamente salta all'occhio sono i colori, la forma delle pale ed il loro numero.
Ogni marca produttrice di ventole cerca sempre di far distinguere il suo prodotto dagli altri, introducendo nuove tecnologie, dandogli una forma particolare, un colore insolito ecc. insomma, si cerca sempre di far risaltare la propria ventola.
Parlando di pale, sorge spontanea la domanda come mai la loro forma e struttura sia diversa da quella delle ventole del mio pc da ufficio.
E' molto semplice: ogni marca specializzata in ventole e dissipazione (dissipare = disperdere/dissolvere, in ambito elettronico si intende sempre dissipare calore, quindi raffreddare i componenti del pc) cerca sempre di offrire il massimo tra efficienza e silenziosità, mettendo in atto ricerche e test molto delicati ed approfonditi.
I risultati dei test e di anni di esperienza sono proprio questi: un tipo di pale con design magari stravagante, a forma di ala di pipistrello, oppure lamellate, con tacche su diverse zone della pala ecc., ma che confermano un altissimo livello di qualità ed affidabilità.
Ovviamente, le differenze non sono solo esteriori, c'è anche la parte elettrica-meccanica all'interno, di cui parleremo più avanti.
Tornando alla ventola da ufficio, la sua casa produttrice, non si fa tante preoccupazioni sul tipo di pale, di materiali e quant'altro, a lei importa solo che i suoi prodotti facciano un discreto lavoro e sufficiente a tenere temperature nella media (e molto spesso ciò è possibile solamente con un alto livello di rumorosità).
E' inutile dire che le ventole provenienti da una casa madre di basso livello, non possono competere in nessun campo con ventole che hanno una storia alle spalle.

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Osservando le ventole, vi sarete chiesti cosa sono quei tre cavetti che collegano la ventola al pc.
I primi due, il rosso ed il nero, sono i cavi di alimentazione della ventola: il rosso costituisce il polo positivo (+), mentre il nero simboleggia la massa, cioè il polo negativo (-) (in inglese "negativo elettrico" si dice "GROUND" cioè "terra", e si abbrevia GND).
A proposito di alimentazione, è bene sapere che la maggior parte delle ventole per computer per l'ufficio o per la casa, ha una tensione di alimentazione massima di 12V, collegata a tale tensione (12V= 12 volt. Il volt è l'unità di misura della tensione elettrica e si abbrevia in V) la ventola va al massimo dei suoi giri, cioè quelli indicati sulla confezione della ventola o comunque resi pubblici dalla casa produttrice (giri al minuto in inglese si abbrevia RPM, che sta per Revolutions per minute).
Quando una ventola va a giri inferiori al massimo, significa che in quel momento le sta arrivando una tensione minore rispetto ai 12V; quanto più sarà alta questa tensione, tanto più girerà veloce la ventola, viceversa, se la tensione sarà bassa o molto bassa (in alcuni casi la ventola potrebbe non partire proprio o fermarsi) la ventola girerà più lentamente.

Ed il filo giallo???

Il filo giallo è semplicemente il segnale tachimetrico della ventola, cioè il filo che mostra la velocità attuale della ventola al pc, ed attraverso alcuni programmi (everest, speedfan ecc, tutti presenti qui), è possibile sapere a quanti RPM sta girando la nostra ventola in quel momento.
ATTENZIONE!
Con il segnale tachimetrico non possiamo modificare la velocità della ventola, possiamo semplicemente monitorarla, nient'altro. La regolazione di ventole collegate alla scheda madre (vedremo poi come) da parte dell'utente tramite software è consentita solo con ventole PWM, altrimenti le ventole andranno sempre alla massima velocità.

Le ventole PWM

Ci sono però ventole che non hanno 3 cavi (detti pin, cioè l'estremità del cavo che finisce in un contatto elettrico o piedino), bensì 4; ciò sta a significare che la ventola è di tipo PWM (come la penultima ventola nella seconda pagina).
Il PWM è un sistema che permette alle schede madri di regolare automaticamente la velocità di rotazione della ventola solo ed esclusivamente tramite una tensione FISSA di 12V, mentre per le normali ventole a tre pin la riduzione della velocità avviene riducendo la tensione.
Oltretutto, grazie alle ventole PWM, possiamo variare la loro velocità tramite software a nostro piacimento, cosa che non potremmo fare con le classiche ventole a 3 pin. Per esempio, per poter regolare la velocità delle ventole in base alla temperatura rilevata, basta andare nel bios alla voce "hardware monitor" ed attivare la voce "smart Q-fan", successivamente compariranno le voci in cui è possibile selezionare la modalità di rotazione (silent, normal o full) oppure :

• la soglia di temperatura al cui raggiungimento la ventola comincerà a ruotare al massimo dei giri.
• la soglia di temperatura sotto la quale la ventola girerà sotto la tensione impostata

Ovviamente i nomi, le quantità delle funzioni e la loro locazione nel bios possono variare da bios a bios.
PWM è l'abbreviazione di Pulse width modulation, cioè è un tipo di modulazione analogica in cui l'informazione è codificata sotto forma di durata nel tempo di ciascun impulso di un segnale.
Chiariamo questa frasona: nel caso delle nostre ventole (il PWM è un sistema usato nell'elettronica in generale), un impulso equivale ad un contatto con la corrente elettrica del computer a 12V, quindi ad un'accensione della nostra ventola; quando il periodo in cui c'è questo contatto elettrico termina, alla ventola non arriva più alimentazione e quindi si spegne. Prima di arrivare a fermarsi però, le arriva un nuovo impulso che le fa riprendere velocità.
Questa ripetizione tra acceso/spento si ripete di continuo nel PWM, ed a ritmi molto elevati, elevatissimi.
Quando la scheda madre deve far andare la ventola a RPM minori, cosa fa? semplicemente allunga l'intervallo (termine tecnico "durata nel tempo") tra un'accensione ed un'altra fino ad arrivare alla velocità desiderata.
Ripetendo queste due fasi (accensione e spegnimento, il tutto sempre a 12V) all'infinito, abbiamo creato il PWM.

Il colore del cavo PWM può essere blu o bianco.

Ventole a due pin

Ci sono ventole, sopratutto i modelli con dimensioni più ridotte, magari pure un po' antiquate oppure quelle installate nei dissipatori per schede video di fascia bassa, che hanno solo due pin.
La cosa non finisce qui: oltre a non avere il cavo tachimetrico, non hanno neanche il molex 3 pin tradizionale (molex equivale a "spinotto", presa elettrica", più precisamente, è l'alloggiamento di plastica in cui risiede l'estremità dei cavi), lo si può vedere più in dettaglio qui:

Questo attacco è usato, come accennato prima, nelle schede video di fascia bassa, oppure può essere presente sulle schede madri per raffreddare il chipset, o ancora per il dissipatore dell'hd ecc. ecc.

In commercio esistono però (talvolta inclusi con la ventola stessa) degli adattatori 2 -> 3 pin:

E' così possibile inserire la nostra ventola da due pin in un rheobus (uno speciale dispositivo per la regolazione delle ventole, se ne parla qui) o un qualunque molex 3 pin.

Parlando di adattatori presenti nelle scatole insieme alle ventole, spessissimo troviamo un ulteriore adattatore:

Con questo cavo, detto "molex 3 to 4 pin passante" possiamo alimentare la ventola direttamente dal molex da 12V dell'alimentatore, e collegare sullo stesso molex un'altra ventola o periferica (ecco perchè è detto passante, perchè consente di utilizzare lo stesso cavo con più apparecchiature).

Ed ecco finalmente la ventola collegata al molex da 12V

Come possiamo vedere però, manca il cavetto giallo che ci permette di leggere gli RPM della ventola.
Nel caso sia necessario (essendo alimentata perennemente a 12V, basta sapere il numero di rpm scritto dalla casa sulle caratteristiche per essere a conoscenza della velocità della ventola), sono presenti in commercio anche adattatori 3 to 4 pin provvisti di cavo tachimetrico (spesso sono direttamente inclusi nelle confezioni di ventole Scythe)

Spesso troviamo nei case di fascia medio-alta, già delle ventole pre-installate che si collegano al molex da 12V e che possono regolare la tensione e quindi la loro velocità su "low" (basso regime), "medium" (medio regime), "high" (alto regime) simboleggiati da L,M,H.

Grazie a questo switch si può regolare la velocità della ventola.

In questo "blocchetto", da fissare al case, si possono fissare i due switch per le ventole sul "top" (tetto del case) e "rear" (retro).

Questo è il molex con cui vengono spesso alimentate le ventole preinstallate nei cases.

Il sensore di temperatura

Un particolare cavo spunta dalla ventola della quinta foto, lo vedete meglio qui:

Si tratta del sensore di temperatura: alcune ventole incorporano infatti un sensore che regola automaticamente la velocità della ventola (alzando o abbassando la tensione), in base alla temperatura rilevata.
In questo modo non ci si deve preoccupare di vedere se la temperatura del computer è sotto controllo.
E' opportuno piazzare il sensore in punti strategici: vicino o tra le alette del dissipatore del processore, della vga, del northbridge, o sull'hd ecc.
L'unico difetto del sensore sta nel fatto che il range di regolazione (cioè il modo di comportarsi alla diverse temperature) non è modificabile dall'utente, bensì è stato fissato dalla casa produttrice. E' quindi consigliabile vedere prima come si regola il sensore alla diverse temperature, in quanto ci sono utenti che preferiscono avere più silenzio a discapito delle temperature, ed altri che invece mirano più ad avere un ambiente computer fresco.
Nel caso in cui volessimo disfarci del sensore per utilizzare la ventola liberamente, basta tagliare il cavo e cortocircuitare i fili, cioè fargli fare contatto tra loro (qui una guida alla sua rimozione).

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Prendiamo una ventola qualsiasi e vediamo in che senso ruoteranno le pale e in che direzione sposteranno l'aria.
Come facciamo a sapere da che parte sarà aspirata l'aria e da che parte sarà espulsa?


Grandissima parte delle ventole hanno le pale inclinate rispetto al piano.

Dato che:

• lo spigolo destro della pala è sempre quello in alto (vedi foto)
  
  
• La stragrande maggioranza di ventole, girano in senso antiorario

in verde lo spigolo sinistro ed in blu lo spigolo destro.

Perciò, non appena cominciano a girare l'angolatura delle pale farà sì che lo spigolo destro (cioè quello che sta in alto) "tagli" l'aria che in quel momento si trova tra le pale e venga poi spinta fuori grazie all'angolatura della pala stessa.
In questo modo nella zona dell' "aria tagliata" si crea una mancanza d'aria e quindi una depressione, che però viene immediatamente colmata dall'aria presente nel case; quest'aria viene nuovamente "tagliata" ed il giro ricomincia da capo (immaginate che tutto ciò avviene in un brevissimo lasso di tempo).
Quindi, aspirano l'aria frontalmente e la espellono dalla parte opposta, cioè quella dove è presente l'etichetta (flusso assiale).

Oltretutto, su moltissime ventole (per non dire tutte) viene segnato il senso di rotazione e di espulsione:

Alcune ventole però, hanno la possibilità di ruotare nei due sensi, e quindi possono aspirare ed espellere l'aria dalla stessa faccia senza essere rigirate, è il caso del ventolone da 25 cm di diametro di alcuni cases della Enermax.

Non tutte le ventole hanno lo scopo di espellere l'aria alle loro spalle, alcune infatti la spostano lateralmente, è il caso delle ventole dei portatili e delle schede video (flusso radiale).

Si può facilmente distinguere se il flusso è radiale e non assiale principalmente perchè:

• L'angolatura delle pale è di 90°, e quindi l'aria aspirata sarebbe espulsa assialmente con meno efficienza
  
• Spesso l'aria aspirata non ha sbocchi dietro la ventola, ma solamente ai suoi lati
  
• Nei portatili, il flusso radiale è più utilizzato per le piccole dimensioni che occupa, in quanto sfrutta lo spessore della ventola, mentre quello assiale il suo diametro

L'aria spostata dalle ventole si può misurare con due unità di misura:

• CFM: che sta per Cubic Feet per Minute, cioè n piedi cubi d'aria spostati in un'ora
  
  
• m³/h che sta per metri cubi d'aria spostati in un'ora

Tra i due c'è un rapporto di CFM/m³h di 1.699 e m³h/CFM di 0.588; quindi un CFM equivale a 1.699 m³h ed un m³h equivale a 0.588 CFM.

In sintesi, se nelle specifiche tecniche di una ventola doveste trovare n m³h, per convertirlo in CFM basta fare:

CFM = n m³/h per 0.588

Il contrario per avere m³h da CFM:

m³h = n CFM per 1.699

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Come collegare una ventola al pc???

Niente di più facile.
Innanzitutto bisogna trovare un alloggiamento dalla grandezza compatibile con la nostra ventola, dato che ne esistono diverse misure.
Principalmente esso si trova nel retro del case, sul tetto, sulla paratia laterale oppure nella parte frontale in basso.
Per la nostra guida abbiamo preso l'alloggiamento sul retro.

Come si può vedere, ci sono quattro fori per il fissaggio della ventola ed una griglia atta ad evitare incidenti causati dal contatto con le pale in movimento ed impedire l'accesso nel case a corpi grossolani di polvere quando il pc è spento.
I fori dell'alloggiamento corrispondono a quelli presenti ai quattro angoli della ventola.
Da notare che sullo stesso alloggiamento è possibile installare ventole di diversa grandezza:

Per fissare la ventola al case si possono usare le viti in acciaio oppure le viti in gomma o silicone; le seconde sono preferibili alle prime in quanto il materiale gommoso di cui sono costituite smorza le vibrazioni, e quindi ulteriore rumore, generate dalla ventola e che possono trasmettersi al case.
Un ulteriore motivo per scegliere i gommini sta nel fatto che le viti d'acciaio, avvitandosi alle ventole, possono creare vere e proprie filettature nella loro plastica, rovinandole.

I gommini infatti presentano una paio di "scalini" che servono a separare (termine più tecnico "disaccoppiare") la ventola dal case e quindi ad eliminare le vibrazioni.

Per primo montiamo i gommini sui quattro fori, facendo in modo che tutti e due i gradini passino nel foro.

Successivamente tiriamoli con cautela (i gommini sono molto delicati ed è molto probabile che le prime volta vi si spezzino tra le dita, fate sempre attenzione!) in modo da far passare il primo "gradino" nel foro della ventola e così interporre il secondo gradino tra il case e la ventola:

Bene, la ventola è stata correttamente installata.

Purtroppo la ventola usata per questa dimostrazione era priva di molex ma presentava solo due cavi spellati e così per farmi perdonare vi offro l'immagine della stessa ventola alimentata a 3.7V dalla batteria del mio attuale cellulare Motorola (a quella tensione la ventola è molto silent, nonostante sia la classica ventola da ufficio ).

Dato che adesso sapete in che verso viaggia l'aria, saprete sicuramente montare la ventola nel verso desiderato

Torniamo alla vostra ventola munita di regolare molex 3 pin o PWM; adesso che è fissata, dobbiamo sapere dove collegare il molex: basta solamente sapere se essa servirà per raffreddare il dissipatore della CPU, per dare un mano al ricircolo dell'aria, oppure per essere regolata tramite rheobus.

Notiamo innanzitutto che sulla scheda madre sono presenti due ingressi per ventole: uno per la CPU ed un altro (talvolta possono essere anche due o più) per il ricircolo del case:

Come si può vedere, l'ingresso della ventola della CPU è a 4 pin, mentre quella del case è da tre; ciò significa che per le ventole dei dissipatori è consigliabile usare una ventola di tipo PWM. Dico "è consigliabile" e non "è obbligatorio" in quanto anche le normali ventole a tre pin sono compatibili con l'ingresso per la CPU.

La ventola attaccata alla scheda madre nell'ingresso CHA_FAN (che sta per chassis fan, ventola per chassis, o anche PWR_FAN) può variare automaticamente o manualmente la sua velocità: grazie ad una tecnologia chiamata Cool 'N Quiet, la si può regolare da BIOS impostandola su tre differenti livelli di velocità.
La posizione e la presenza della voce Cool 'N Quiet può variare a seconda della scheda madre, quindi anche del BIOS.

Possiamo anche collegare una ventola PWM alla presa CHA_FAN, ma perderemmo il PWM (infatti il quarto cavetto blu non fa contatto), rendendola una classica ventola a tre pin.
Quando abbiamo deciso l'uso che vorremo fare della ventola, basterà collegarla alla presa desiderata, e dato che su un lato della presa è presente una linguetta che si inserisce in un solo verso, non possiamo sbagliare.

Ecco in definitiva le nostre ventole in funzione:

Come si può vedere, l'effetto estetico finale cambia a seconda della forma delle pale, della velocità e delle luci (LED) presenti sulla ventola.

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Andiamo a vedere più da vicino quale sono le cause del rumore proveniente dalle ventole, entriamo dentro i suoi meccanismi e scopriamo cosa batte sotto quelle forme e colori.
La causa principale, è senza dubbio l'alto numero di giri al minuto della ventola, che spostando una quantità maggiore d'aria, produce anche una turbolenza maggiore, e quindi più rumore; come se provaste a soffiare a pieni polmoni e poi più lentamente: la differenza di rumore è notevole (per regolare la velocità delle ventole, qui c'è un'ottima guida).

La seconda causa del rumore è il sistema di rotazione che possiede una ventola, ne esistono di diversi, ma tutti fanno principalmente riferimento a due sistemi, che vedremo tra breve.

Una terza causa può essere il layout del circuito stampato ed i suoi componenti.

Cosa succede dentro la ventola quando comincia a girare???

Inseriamo il molex, accendiamo il computer e la nostra ventola comincia a girare...ma cos'è che trasforma l'energia elettrica in un movimento rotatorio?
Per scoprirlo vediamo prima di tutto da cosa è composta una ventola, e ripeto, non preoccupatevi se non capite qualche termine, in questa guida sarà spiegato ogni particolare.

I componenti della ventola:

Vediamo ora i singoli componenti. Se anche voi volete vedere di persona come è assemblata la vostra ventola, siete liberi di farlo, ma tenete presente che nella maggior parte dei casi la sua apertura comporta la sua forzatura, rendendo quindi la vostra ventola inutilizzabile.

• Carcassa: è la struttura portante della ventola ed a livello di materiali e forme non presenta grandi differenze tra le varie marche di produzione.
  
  
  
  
  Piccole eccezioni: Enermax ha praticato su alcune delle sue ventole delle incisioni lungo i lati della carcassa per far sì che aumenti l'afflusso di aria aspirata:
  
  
  
  
  Sempre Enermax ha munito la carcassa, per il suo particolare sistema di rotazione, di un "collo" presente al centro della ventola, nel quale si inserirà l'asse della girante.
  
  Anche altre ventole possono presentare questa struttura:
  
  
  
  
  
• Circuito Stampato: in questo cerchio di vetroresina i cavi elettrici vengono messi a contatto con lo statore della ventola, e si possono trovare diversi componenti elettronici, come i condensatori (ricordatevi della guida, è sempre lì).
  Nelle ventole sprovviste di condensatore, specie quelle di bassa qualità, si può generare un fastidioso ronzio elettrico che può essere anche più fastidioso del rumore generato dalla turbolenza della ventola stessa.
  
  
  
  
  Circuiti privi (a sinistra) e muniti (a destra) di condensatore.
  
  Il layout del circuito può cambiare da ventola a ventola e diventare molto complesso:
  
  
  
  
  Per il momento accontentiamoci di vedere che i cavi che vi giungono (indicati con + - ed S che sta per speed) si diramano e vengono gestiti da un integrato (il rettangolino nero) presente sull'altra faccia del circuito
  
  
  
  
  Il circuito stampato regge il rotore e la girante, ed è fissato alla carcassa tramite una piccola dose di colla posta sotto di esso, oppure posta sul collo della carcassa.
  
  
• Statore o Rotore:il "motore della ventola", è la zona della ventola in cui si crea una forza elettromagnetica che consente alla ventola di girare. E' costituito da 4 bobine in rame smaltato collegate tra esse ed altrettanti pacchi lamellari.
  Si tiene saldo al circuito solamente grazie ai tre pioli (quattro nel caso di una ventola PWM) saldati al circuito. A proposito di quei pioli, è bene sapere che su due di essi (quelli che trasmettono la corrente) si attorciglia il rame smaltato che poi si arrotola sulle quattro bobine; se questo collegamento dovesse venire manomesso o modificato, il numero di giri al minuto della ventola muterà in un valore più basso, indipendentemente dalla tensione a cui sarà sottoposta la ventola.
  
  
  
  
  
• Girante:è la parte mobile dell'apparecchio. Le pale sono le parti che subiscono più cambiamenti rispetto alle classiche ventole, per avere un netto miglioramento in portata d'aria, oppure una riduzione delle turbolenze.
  Per questo motivo ci soffermeremo di più rispetto agli altri componenti.
  
  Gurdate la differenza tra una normale girante:
  
  
  
  
  e ventole che si possono veramente definire tali:
  
  Batwings Blades (Ventole Enermax)
  
  
  
  (Clicca per ingrandire)
  
  Con questo design la casa produttrice assicura un miglioramento del 30% della portata d'aria rispetto ad una ventola con la pala ad "arco singolo".
  
  Mentre Noctua punta più al silenzio con le sue forme innovative delle pale (Vi allego i link perchè le spiegazioni sono molto interessanti e dettagliate):
  
  Noctua NF-P14
  (↓ Clicca per ingrandire ↓)
  (http://noctua.at/main.php?show=nf_p1..._design&lng=en)
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Noctua NF-P12
  (http://noctua.at/main.php?show=nine_blade_design&lng=en)
  
  
  
  
  
  
  Bavelleds Blades, Noctua NF-S12 e NF-S12B
  (http://noctua.at/main.php?show=nf_s1...eometry&lng=en)
  
  
  
  
  
  
  Ecco spiegata la strana forma delle pale: una drastica riduzione delle turbolenze create e quindi del rumore.
  
  
• Anello Magnetico: è un anello unito alla girante e non appena riceve una forza elettromagnetica dallo statore, comincia a ruotare trascinando con sè la girante e facendo così muovere le pale.
  La sua capacità di attrazione può variare da ventola a ventola, ne sono un esempio la Scythe e la Noctua: la prima ha un anello debolmente attrattivo, e con un dito a ventola spenta lo si può far girare quasi liberamente, mentre la seconda incorpora un anello più potente che si attrae di più con i pacchi lamellari e risulta più difficile e "pesante" da far ruotare con un dito (sempre a ventola spenta). Ne è la prova che se si fanno girare lentamente le pale, esse gireranno a "scatti" di un quarto di giro; quattro come sono i pacchi lamellari che esercitano questa attrazione .

Quindi, ora che conosciamo i diversi componenti, possiamo capire meglio come funziona una ventola:
la ventola riceve un'energia elettrica con tensione variabile dai 0 ai 12 volt, attraverso un processo elettronico nel rotore si genera un campo elettromagnetico che percorre i pacchi lamellari, tale campo viene respinto dall'anello magnetico (in quanto hanno la stessa polarità) che comincia a ruotare intorno al rotore ed essendo attaccato alla girante, esso farà muovere le pale generando quindi uno spostamento d'aria.

In sintesi, più è alta la tensione che attraversa lo statore, più forza magnetica si crea e più velocemente gira la ventola.

Ci sono però componenti che non abbiamo elencato: a loro dedicheremo il seguente post.


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Vi sarete chiesti come fa la girante a non distaccarsi dal corpo della ventola, dato che sembrerebbe collegata con lo statore solo tramite la forza magnetica (quindi senza alcun contatto fisico).

Bene, i cuscinetti e le bronzine servono proprio a questo: si installano fra l'asse della girante e lo statore ed hanno lo scopo di:

1. tenere l'asse della girante sempre in posizione perfettamente perpendicolare al circuito stampato;
   
2. lasciare libertà all'asse di girare liberamente e senza alcun attrito.
   

Se però faceste una leggera pressione, nella faccia con l'etichetta, con le dita sulla girante, vi accorgereste della presenza di un lieve "gioco" della girante; alla diminuzione della pressione la girante tornerà alla posizione originale (in quanto i pacchi lamellari privi di corrente e l'anello magnetico si attraggono).
L'asse della ventola non si sfila però dalla sua posizione proprio perchè c'è una piccola rondella posta all'estremità dell'asse che serve proprio a bloccare l'uscita di quest'ultimo dalla sua sede.
Un po' complicato? Tra poco vedrete delle foto esplicative e tutto si chiarirà.

Forse non è chiaro come possa un cuscinetto a sfera ridurre l'attrito, magari non si ha nemmeno idea di come siano fatti cuscinetti a sfera e bronzine e come vengano usate... beh c'è questa guida apposta .

Analisi del cuscinetto a sfera

Senza scendere troppo in dettagli e nomi specifici e complessi, il cuscinetto a sfera (in inglese ball-bearing) altro non è che un anello con interno cavo fissato allo statore che, come detto prima, collega l'asse della ventola cercando di limitare il più possibile l'attrito tra le due parti, in modo che la girante possa compiere la sua "azione rotatoria" in modo regolare.
L'attrito è attenuato da piccole sfere che si trovano nella cavità dell'anello e che ruotando, fan sì che le due parti a contatto girino senza alcun attrito: ecco spiegato il significato del nome cuscinetto (per lo scopo di "ammortizzare" l'attrito) a sfera (le parti che riducono l'attrito). Ecco delle immagini esplicative per capire il funzionamento e la struttura del cuscinetto a sfera:

(fonte: Wikipedia, Google, sito esterno)

Nella prima immagine, il cerchio più interno rappresenta l'asse, mentre quello esterno sarà a contatto con lo statore.
Nelle ventole, ci sono diversi tipi di sistemi di rotazione che ricordano i cuscinetti a sfera, ma andremo ad analizzarli in futuro.

Ecco qua il cuscinetto saldato allo statore:

Mentre qui si può vedere come sono disposti il cuscinetto, l'asse e la rondella:

Eccole quindi in ordine di montaggio:

La rondella è inserita e bloccata in un intaglio dell'asse:

Le ventole che adoperano i cuscinetti a sfera si definiscono "ball bearing, "2 ball bearing" se ne incorporano due, oppure "brushless" per segnalare la mancanza delle bronzine.

Analisi delle bronzine

Cosa sono le bronzine???
E' presto detto: la bronzina è, per così dire, il rivale del cuscinetto a sfera.
Si tratta di un piccolo cilindro forato di bronzo (o altro materiale, ma sempre più morbido dell'asse in cui si colloca) che ha lo stesso scopo del cuscinetto a sfera.
Il diametro del foro della bronzina è leggermente maggiore (decimi di millimetro e anche meno) del diametro dell’asse per permettere l’introduzione e il mantenimento di un certo velo di lubrificante, destinato a sopportare il carico applicato ed impedire il contatto diretto tra asse e bronzina e quindi un veloce deterioramento di quest'ultima, essendo di materiale più morbido (la bronzina deve essere sempre più morbida perchè in caso di attrito è lei che deve deteriorarsi, in quanto la sua sostituzione ha un costo minore rispetto ad un qualsiasi asse).

Le ventole con bronzine vengono chiamate "sleeve bearing".

Il grande difetto delle ventole che incorporano le bronzine, è la loro scarsa longevità: infatti, l'olio lubrificante posto tra bronzina e asse, dopo qualche mese, potrebbe evaporare o seccarsi, facendo perdere alla ventola la sua efficienza e silenziosità.
Per impedire che ciò accada, basta un pizzico di manutenzione: è sufficiente infatti lubrificare periodicamente (ogni sei mesi può andar bene) la bronzina con dell'olio per motori, con uno spray lubrificante o meglio ancora con del grasso alla grafite, mettendone una piccola quantità nella fessura posta sotto l'etichetta della ventola:

E per concludere, i pro e contro delle bronzine e cuscinetti.

Cuscinetti	Bronzine
PRO	PRO
- Longevità - Non necessitano di manutenzione	- Economiche - Più silenziose
CONTRO	CONTRO
- Costo elevato - Rumorosità	- Poca longevità

Bene, adesso sappiamo come funziona una ventola e cosa succede al suo interno ogni volta che le arriva corrente.

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Dietro ogni ventola è presente un'etichetta, che riporta il numero di modello, la tensione massima supportata, l'intensità di corrente, a volte la potenza in watt (che varia dallo 0.5 a 5 W) e gli standard di costruzione (per esempio RoHs).

Spesso però abbiamo a disposizione solamente la tensione massima supportata (che è quasi sempre 12 volt, eccezione fatta per le ventole Nanoxia, che supportano fino a 13 volt) e l'intensità di corrente che passa alla tensione sopra citata.
Tensione ed intensità di corrente sono due valori direttamente proporzionali.
Con alcune formule possiamo conoscere anche potenza e resistenza.

Potenza e watt

La potenza di una ventola (con unità di misura espressa in watt, abbreviata in W) equivale, in breve, a quanta energia necessita per poter funzionare correttamente.
In corrente continua (cioè quella in uscita dagli alimentatori), 1 watt equivale a 1 voltampere, cioè il prodotto della tensione per la corrente assorbita.
Quindi, se dovessimo sapere di quanta energia necessita la ventola nella foto per girare alla tensione di 12 volt faremo:

W = V · A

cioè

12 V · 0.09 A = 1.08 W

1.08 W è infatti il risultato stampato sull'etichetta.

Intensità di corrente ed ampere

La corrente elettrica non è altro che un valore, con unità di misura espressa in Ampere (nel caso delle ventole in milliampere), che è utile per conoscere la resistenza della ventola, oltre alla sua potenza.

Singolarmente non ha importanza, ma assume un valore significativo quando si devono fare downvolt della ventola applicando una resistenza.
Sul nostro alimentatore noteremo infatti una tabella dove si mostra l'intensità di ogni linea e la massima potenza erogata per esse:

Esempio:

Sapere quanti ampere si ha a disposizione su una certa linea è molto importante, perchè consente di alimentare il proprio hardware con la sicurezza che non ci saranno problemi di stabilità del sistema.

Per esempio: la ventola Enermax Magma a 12V assorbe 0.40 A, quindi consuma 4.8W ed io, sull'alimentatore in foto, ho a disposizione sulla linea da 12V 25 ampere, quindi 300W, significa che collegando tramite molex 3 to 4 pin su quella linea posso montarci fino a (300W / 4.8W per ventola = 62,5) 62 ventole senza aver problemi di assorbimento, quindi di stabilità e sicurezza.

Attenzione però! Questi calcoli sono stati effettuati senza tener conto delle varie periferiche collegate all'alimentatore (scheda madre, processore, scheda video ecc.) e quindi con l'alimentatore tutto disponibile per le ventole.

Nel caso in cui utilizzassimo una sola linea dell'alimentatore, i calcoli resterebbero invariati, solamente che dai 25 ampere devo togliere quelli assorbiti dalle varie periferiche per poter fare il calcolo con precisione.
Se invece utilizzassimo una o più linee da 12V, i calcoli cambiano ed invece di avere 25 come minuendo, dobbiamo sostituirlo con 40A, che sono quelli totali per tutte e tre le linee (gli ampere infatti non si sommano algoritmicamente, quindi è scorretto fare 25 per 3 in caso di tre linee, è sempre consigliabile consultare la tabella stampata sul nostro alimentatore).

Comunque vada, abbiamo visto che le ventole hanno un'intensità di corrente molto ridotta e non consumano molto, quindi anche se ne dovessimo collegare parecchie, basta non avere la configurazione del pc che sotto sforzo sfrutta l'alimentatore quasi al limite delle sue possibilità.

Se volessi collegare tutte queste ventole alla scheda madre (ovviamente tramite gli sdoppiatori, dato che sono presenti al massimo tre-quattro molex per le ventole da case), posso farlo solo, e solo se, tutte le ventole hanno un assorbimento identico, onde evitare instabilità nella regolazione automatica della velocità.

Resistenza ed Ohm

La resistenza elettrica è una grandezza fisica (con unità di misura in Ohm) che misura la tendenza di un conduttore di opporsi al passaggio di una corrente elettrica quando è sottoposto ad una tensione.

Quindi, quando in un circuito è presente una resistenza, si può dire che quest'ultima "freni" l'intensità di corrente abbassando quindi il numero di ampere che arrivano alla ventola, calcolabile attraverso le solite formule:

R = V / I (legge di Ohm)

Dove:

R = resistenza (espressa in Ohm)
V = tensione
I = Intensità di corrente

L'installazione di una resistenza da più o meno ohm durante la fabbricazione della ventola, può incidere sui suoi giri al minuto a parità di tensione rispetto ad un'altra ventola:

ES:

Scythe Slip Stream da 500 RPM con 12V e 0.07A

Scythe Slip Stream da 1900 RPM con 12V e 0.53A

Già avrete notato che il divisore (cioè l'intensità di corrente) della seconda ventola è maggiore, quindi il risultato finale sarà minore rispetto a quello della prima ventola.

Infatti:

12 V / 0.07 A = 171 Ohm

12 V / 0.53 A = 22 Ohm

Meno resistenza c'è, più corrente passa e quindi la ventola gira più veloce.
Applicare una resistenza al circuito è infatti un metodo frequentemente applicato per ridurre la velocità delle ventole: dato infatti che la tensione e l'intensità di corrente sono valori direttamente proporzionali, al raddoppiarsi dell'uno si raddoppia anche il secondo, al dimezzarsi del primo si dimezza anche il secondo ecc, se l'intensità di corrente scende, scende la tensione e la ventola gira più lentamente .

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Quali sono le dimensioni standard tipiche di una ventola? Cosa vogliono dire quei numeri 80x80x25, 120x120x25 ecc???

Le dimensioni di una ventola si ottengono moltiplicando i due lati del quadrato di base (prima figura) per lo spessore della ventola (seconda figura).
Ecco un esempio:

La linea blu rappresenta lo spessore.

Nel caso una ventola abbia la carcassa circolare, e quindi sia difficile determinare quanto sia lungo il suo lato, si prende direttamente il diametro della ventola, lo si moltiplica per due e poi per lo spessore (in sintesi, nella formula il diametro della ventola equivale al lato della carcassa).

(fonte: http://www.koolance.com/water-coolin...product_id=689)

I form-factor più comuni di ventole sono:

• 140x140x38
  
• 140x140x25
  
• 120x120x25
  
• 120x120x12
  
• 92x92x25
  
• 80x80x25
  
• 60x60x20
  
• 60x60x10
  
• 50x50x10
  
• 40x40x10

e via dicendo...

Per una questione di comodità, spesso le dimensioni vengono scritte specificando solamente una dimensione della ventola, e precisamente il suo lato.
Dato che la carcassa ha praticamente sempre la forma quadrata, non c'è motivo di scrivere base ed altezza, visto che sono uguali.
Per lo spessore, il discorso è diverso: dato che la maggior parte delle ventole ha uno spessore di 25 mm, esso viene spesso sottinteso.
Nel caso in cui la ventola in questione avesse uno spessore diverso, per evitare equivoci è sempre consigliabile evidenziarlo.

Dimensioni consigliate

Quanto deve essere grande la ventola da acquistare?
E' chiaro che (con ventole dello stesso modello, solo di diversa ampiezza) più grande è la ventola, più aria sposta. Però a parità di RPM crea anche più rumore.
Con l'avanzare delle tecnologie e l'incremento delle prestazioni, cresce anche il calore da dissipare: se qualche anno fa i dissipatori dei processori montavano ventole da 40 mm, oggi ne montano da 70-80 mm, per esempio.
Con l'aumento dell'ampiezza delle ventole, le case produttrici hanno abbassato i giri massimi, mantenendo comunque un sostanziale vantaggio di aria spostata a parità di rumore generato.
Infatti, il rapporto aria spostata/rumore, tende ad essere maggiore nelle ventole con un'ampiezza maggiore.
Attualmente, il mercato delle ventole di fascia alta è più concentrato su quelle da 120 mm: ci sono molti più modelli e quindi molta più scelta rispetto al più ridotto numero di ventole da 140 o di diametri maggiori, anche se queste ultime stanno velocemente prendendo piede; diamo ancora un pò di tempo alle case produttrici per perfezionarsi ulteriormente.

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Bene ragazzi, la nostra guida è giunta al termine, vi ringrazio per la vostra attenzione, sono sicuro che adesso saprete molto di più su ventole ed affini
Se per caso notaste errori, qualche contenuto da modificare, particolari da aggiungere o nuovi argomenti da trattare, non esitate a farmelo sapere !!!

Guide utili:

• Guida: Regolare la Velocità delle Ventole: Guida già linkata sopra, elenca tutti i modi per poter variare la velocità delle ventole, redatta dal mitico Raystorm
  
  
• Guida: Downvolt Ventole PC: Approfondimento del metodo di downvolt delle ventole, guida sempre redatta da Raystorm
  
  
• Downvolt a 7V: sconsigliato o no?: Thread in cui si discute sulla sicurezza del metodo per abbassare la tensione delle ventole a 7 volt; thread aperto da Scaraby100
  
  
• Portata d'aria, pressione, cuscinetti: SlipStream M vs. S-Flex E: Interessantissima discussione in cui vengono analizzate le differenze tra due diversi modelli di ventole Scythe; discussione aperta ed organizzata dall'utente francis
  
  
• Ventole per Modding: Elenco di tutte le ventole specifiche per creare giochi di luce, redatta da The Sick, toretto337 e Madness
  
  
• Enermax Apollish - discussione ufficiale: Thread in cui vengono esposte foto, pareri ed impressioni sulle ventole Enermax Apollish, discussione aperta ed organizzata dall'utente 1982dario.
  
  
• I sensori di temperatura, questi sconosciuti: Approfondimento sui sensori di temperatura, guida redatta dall'Amministratore 4King.

Ringraziamenti

• Gli utenti e membri dello staff di PCsilenzioso.it che mi hanno fornito le foto e dato consigli durante la stesura della guida:
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Buzzi

Spazio ai commenti ora!

WOW! Vedo solamente ora...ma che dire! Veramente una Guida ben fatta!
Complimentoni a te!


Likn'_ùs

grazie likn'

Finalmente!!!!

Dopo 3 mesi, di duro lavoro buzzi, sei riuscito a completare questa guida molto ben fatta!
Tratta tutti i punti fondamentali e anche qualcosa di più, che interessano le ventole.

Davvero complimenti, alla fine della lettura sarà davvero difficile, per utenti poco esperti, saperne meno di prima