ファン制御まわりの整理メモ（ESP32 / MK4Sエンクロージャー前提）

1. ファンの「3本目」は何か

![[IMG_056CAFCF-B2F7-40EF-B7FD-DAE155B02D07.jpeg]] 一般的な3線ファンの配線は以下。

• 赤：電源（+12V）
• 黒：GND
• 白（または黄）：タコ信号（回転数フィードバック）

この3本目（タコ線）は 制御用ではなく観測用。

• ファン内部のホールセンサ由来
• 1回転あたり2パルスなどの矩形波
• マイコン側で回転数（RPM）を読み取るための信号

※ 回転数を「変える」ことはできない。あくまで「読む」だけ。

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2. ファンの変速には2方式ある

(A) 変圧方式（電圧を下げる）

• 電源電圧そのものを下げて回転数を落とす
• 可変抵抗・DC-DC・安価な市販ケーブルで多い

欠点

• 低電圧で起動しないことがある
• トルク不足・停止しやすい
• 効率が悪い（発熱・無駄）

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(B) PWM方式（ON/OFFを高速で切り替える）

• 電圧は常に12V
• ON/OFFの比率（Duty比）で平均回転数を制御

利点

• 起動トルクを確保できる
• 低速でも安定
• 効率が良い
• 制御しやすい（マイコン向き）

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3. なぜ変圧式よりPWMがよいのか

• ファンは「電圧が低い」と回らない or 不安定になる
• PWMは「12Vは常に来ている」ので確実に回る
• 回転数制御をソフトウェアで扱いやすい
• フィードバック制御（回ってない → Duty上げる）が可能

→ エンクロージャー制御・安全設計ではPWM一択

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4. PWMとは何か（超要約）

PWM（Pulse Width Modulation）：

• 高速で ON / OFF を繰り返す制御方式
• 周期の中で「ONの割合（Duty）」を変える

例：

• 100% → 常時ON → フル回転
• 50% → 半分ON → 中速
• 20% → 低速

※ MOSFETやファン自身は「平均値」として動作する

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5. MOSFETの役割

MOSFETは「賢い可変抵抗」ではない。

役割：

• マイコンのPWM信号を受け取る
• 電源ラインを 高速に切る / 入れる スイッチ
• 大電流（ファン）を安全に扱うための仲介役

重要ポイント：

• MOSFET自身は制御ロジックを持たない
• Dutyを決めているのはESP32側

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6. PCが起動時に100%回す理由

PC起動直後は：

• 温度センサ未初期化
• ファン状態不明
• 制御ループが成立していない

そのため安全側に倒して：

• 一旦100%回転
• 「確実に回っている」状態を作る

初期化完了後：

• 温度が読める
• 回転数が確認できる
• PWM制御に移行

→ 騒音より安全優先 → 後から最適化

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7. 温度 × 回転数 × 騒音のトレードオフ

三者は同時に最適化できない。

• 温度 ↓ → 風量 ↑ → 騒音 ↑
• 静音 ↓ → 回転数 ↓ → 温度 ↑

現実的な制御方針：

• 最低回転数を決める（止まらない）
• 温度しきい値で段階制御
• 急変させない（ヒステリシス）

→ 「常に最静音」ではなく
→ 「安全で許容できる騒音」に落とす

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補足（MK4Sエンクロージャー文脈）

• タコ線：異常検知・ログ用
• PWM制御：ESP32 + MOSFETで実装
• 初期100% → 制御移行は必須設計
• 将来：温度 × 回転数 × LED演出と連動可能