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Ventilation silencieuse pour serveurs

icon 01/07/2016

Dans la majorité des cas, le refroidissement des serveurs est conçu pour un fonctionnement 24h/24 dans un environnement défavorable, typiquement, avec 10 à 40 serveurs empilés dans une baie, avec une température ambiante de 50°C.
Dans ce cas-là, il est nécessaire d'avoir une ventilation performante pour que la température de tous les composants reste acceptable (typiquement, <70°C pour les gros circuits intégrés, <85°C pour les composants de puissance et <55°C pour les disques durs).

Mais pour utiliser un serveur seul, dans une maison, ou bien pour le réutiliser en tant que workstation, la ventilation est inutilement performante, et reste très bruyante.

HP Proliant ML-350 G1
J'ai eu ce serveur dans ma chambre en 2010, du coup j'ai rapidement changé sa ventilation.
Sur ce serveur, il y a un ventilateur de 120mm qui extrait l'air du boitier, un ventilateur de 90mm qui refroidit le processeur et les disques durs, et un ventilateur de 80mm dans l'alimentation.

L'alimentation est proche de la norme ATX (avec un connecteur propriétaire de plus). Il est possible de remplacer le ventilateur simplement en recâblant le connecteur, en sachant que le fil du tachymètre n'est pas câblé.

Dans mon cas, j'ai décidé de me passer du ventilateur de 120mm (rouge) et de remplacer celui de 90mm (vert).
HP ML350 replaced fans

Sauf que si la majorité des ventilateurs ont un connecteur à 3 pins, les HP Proliant ont un câble propriétaire :
  1.  GND
  2. GND (sense)
  3. 12V
  4. NC (détrompeur)
  5. Tach

Ce câble a plusieurs ruses : le pin 2 est court-circuité par le câble du ventilateur, ce qui permet de remarquer si un ventilateur n'est pas branché et Le pin 3 est utilisé par le tachymètre du ventilateur.
Dans les deux cas, la carte-mère renvoie une erreur si un ventilateur n'est pas branché, ou bien s'il tourne trop lentement.

Si c'est clairement utile pour prévenir les erreurs dans un serveur en production, ça force à utiliser un ventilateur d'origine HP, ou bien à copier le câble et à avoir un ventilateur rapide.

Modification
Pour se passer de la première erreur, les pins 1 et 2 de chaque ventilateur sont reliés par un jumper pour leurrer la détection de ventilateur.
La seconde erreur va être contournée en leurrant la carte-mère en lui faisant croire qu'il y a un ventilateur tournant au moins à 3000rpm (vitesse du plus lent des ventilateurs originaux).

Les ventilateurs de PC ont un moteur brushless à deux phases, et du coup le signal du tachymètre renvoie deux impulsions par tour, avec un transistor monté en collecteur ouvert, qui vient se fermer pendant quelques ms.

Les circuits intégrés NE555 peuvent se monter en oscillateur astable pour générer un signal avec un rapport cyclique d'environ 1/2, et une fréquence de 150Hz (4500rpm).
555 fake fan tach signal

On utilise deux transistors, un pour chaque ventilateur. Il aurait été possible de relier les deux signaux sur cette carte-mère, mais il est possible que le signal du tachymètre n'ait pas le même niveau logique partout (typiquement le cas de ventilateurs branchés sur des cartes différentes dans un même PC).

555 fake fan tach signal on stripboard
Sur le montage réel, je pense que j'avais oublié de relier le point entre les R1 et R2 au pin 6 (Threshold), du coup le réseau de résistances (internes au 555) chargait C1 et la fréquence et le rapport cyclique devaient être incorrects. J'avais aussi oublié C2 et C3 pour découpler le pin 5 (CV) et l'alimentation.

Le montage final est emballé dans un sachet antistatique et collé à la carte SCSI.
fake fan tach signal HP ML350

Références

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