"simulacija" procesorja

Trenutno se ukvarjam z izboljsavami vodnega hlajenja :).
Zanima me ce ma kdo kaksno idejo, kako "simulirat" procesor,
Npr., da bi Athlon navit na 1GHz, pri 2.05 V oddajal cca 65W toplote.
Kaksno telo oz element bi moral uporabiti, da pi posnemal delovanje
procesorja (kar se oddajanja toplote tice seveda).
Problem je ta, da mora biti povrsina "jedra" cca 100 mm2.

Ideje so zelo dobrodosle,

LP Lix

Ja naredi si kvadrat iz bakra ali kaj podobnega kar se da lotat ter ter skozi notranjost daš tanko cevko skozi kateri lahko pretakaš toplo oziroma vročo vodo tolko stopinj kolko pač rabiš.

kriko: oprosti, ampak zelo glupa ideja. Treba je zagotoviti točno določeno toplotno moč v Watih. In kako misliš to zagotoviti s toplo vodo?
Tudi s peltierjem boš zadevo težko rešil (a še vedno bolje kot v prejšnem primeru). Mogoče bi se dalo s kakšnim električnim grelcem, s tem da bi naredil bakreni vmesnik: težko bo, težko!

JAz bi vzel kak manjši močnostni MOSFET.

Vzameš takega v TO-220 ohišju, ki ima kovinsko površino približno velikosti jedra.

Nato ga krmiliš tako, da dosežeš izbrano disipacijo.

Če se ti da, lahko najdeš takega, ki vsebuje tudi tokovni senzor (HEXFET).

Tako lahko enostavno določiš moč disipacije, sa je ta =UxI.

Pri dani napetosti napajanja samo nastaviš željeni tok.

Saj si hotu nekaj takega ?

BTW: Ta rešitev je mnogo boljša od tvoje z upori, ker:

- je z napetostjo na vratih tranzistorja bistveno lažje nastavit željeno moč
- se med silicijem tranzistorja in testiranim hladilnikom nahaja veliko manj stvari
-lažje nadzoruješ pretok toplotne energije v željeni smeri, ki pri tebi verjetno frči v vse smeri...

Malce sem pobrskal po predalih in našel nekaj FETov za poslikat:



Na sliki je IRF 630, ki je tranzisztor, ki prenese do 200V in 9A- ne hkrati, jasno.

Prenese pa toliko, da ga ustvarjena toplotna moč ne pregreje in se lahko segreje mislim, da čez 120 °C

Eden glavnih proizvajalcev tovrstnih stvari ti je International Rectifier (ob Motoroli, Siemensu itd itd)
Tu imaš še link na datasheet:

IRF 630

V bistvu je FET napetostno krmiljeni upor. NAjbolj negativna sponka N-kanalnega FET-a je vedno Source in najbolj pozitivna sponka je Drain. FET torej lahko prevaja tok od sourceja proti drainu. NApetost med Gateom in Sourceom pa narekuje upornost Source-Gate.


Tako z Gateom odpiraš ali zapiraš FET. Upornost Gatea je praktično neskončna in pri enosmernih razmerah skozi Gate ne teče noben tok.

Torej krmilno napetost lahko nastavljaš že skoraj s kakršnimkoli potenciometrom.

Če imaš nestabiliziran napetostni izvor,rabiš za izračun-oceno moči pač voltmeter ina ampermeter. Tranzistor odpreš toliko, da je zmnožek na željeni vrednosti.

Če imaš stabiliziran izvor, ti je napetost stalno konstantna in te zanima samo tok, torej rabiš samo ampermeter.

Če ti ohišje ni všeč, izberi kak model v večjem ohišju...

Izračunana moč iz izmerjenih vrednosti bi morala biti zelo natančna, če bi lahko preprečil uhajanje toplote skozi nogice tranzistorja in skozi nasprotno stran ohišja, v praksi bo odstopala, vendar BISTVENO manj kot pri sedanji rešitvi...

Moje verzije imajo luknjo za vijak, poglej če lahko dobiš stvar v ohišju brez luknje.

Ti tranzistorji so nora stvar za igranje- pravo čudo tehnike in sploh niso dragi.
Takle IRF bi te lahko stal parsto tolarjev.
VSekakor poglej, kaj se dobi v trgovinah in koliko to stane.

Evo ene shemice:



V bistvu gre za to, da s potenciometrom nastavljaš napetost na vratih FET-a, ki pa ji ne smeš dovolit, da uide čez 15V, ker s tem prebiješ izolacijo na sponki vrat.

Zato sta tam tista 12V zener dioda in upor 1K...

Ostalo se mi zdi prosto ko pasulj.

Aja, namesto navadnega potenciometra si probaj najdet uno profi multiturn varianto (ki naredi od enega konca do drugega cca 5 krogov) da si zagotoviš preciznost, bi pa moralo delati tudi z navadnim potenciometrom.

Next best thing bi bil KOnrad, ki ima LCD modulčke, ki jih lahko nastaviš, da kažejo tok ali napetost.
So nekaj dražji od bolšjak variante, pa tudi ampermeter verjetno nima dosega, ki ga rabiš (10-20 A+)
zato priporočam bolšjak.

Stvari bi se dalo nardit tud bolj elegantno, da elektronika sama štela nastavljeno moč in kompenzira spremembe vedenja tranzistorja na višjih temperaturah, samo to bi BISTVENO podaljšalo čas načrtovanja in izdelave ter podražilo vse skupaj. Po moje bi znala bit tale ročna varianta kar zadovoljiva...


Aja, še eno stvar sem pozabu. Če se ti da, nalotaj vzporedno z tisto zener diodo še majhen blok kondenzator (multilayer 100 nF), ki naj bo fizično direktno nalotan na nogice tranzistorja...

Pomembno je, da naj bo čimbližje tranzistorju, po možnosti kar na njegovih sponkah...

MOSFETi so čudne živali. Poleg tega, da so izredno trpežni in močni, so tudi svinjsko hitri in če jim daš priložnost, lahko zaoscilirajo na tako visoki frekvenci, da ti tega na svojem domačem osciloskopu (če ga imaš) ne boš videl, samo radio bo mrknu, pa sosedje mogoče ne bojo mogli več televizije normalno gledat...

Ker se bo MOSFET grel, predvidevam da bo po kosu žice ločen od preostanka elektronike. V žiceraju se lahko ujamejo RF motnje iz okolja, ki pridejo skozi Gate sponko v tranzistor, ki jih ojača in skozi iste žice seva nazaj v okolje...

Multilayer kondi je keramičen kondenzator, sestavljn iz mnogih slojev, da mu zbijejo parazitno iduktivnost. V bistvu gre za mnogo paralelnih plošč namesto dveh- tako kot v akumulatorju.

Multilayer kondiji se uporabljajo naveliko za blokado napetosti na logičnih čipih, kot npr. v motherboardih, na karticah itd. in so zato zelo poceni, verjetno kakih 10 SIT/kos.

Napajalna napetost MORA biti enosmerna in glajena.

Enosmerna zato, ker je FET v drugo smer kratek stik, glajena pa zato, da boš pravilno izmeru moč disipacije.
Pri grelcih in podobnih stvareh odloča Efektivna moč, ki je enaka zmnožku efektivnih napetosti in toka. Vsi ti elcheapo digitalci pa merijo SREDNJO moč in efektivno dobijo tako, da srednjo pomnožijo z nekim faktorjem.
(=1.11). Težava je v tem, da je ta faktor veljaven le za sinusno obliko in bo pri drugih oblikah inštrument kazal napačno vrednost.
Torej, če pri večji valovitosti bodo tvoji inštrumenti imeli vse večjo napako. Idealno bi bilo imeti konstantno enosmerno gor, kar ti bo AT PSU tudi zadosti točno dal...



Pravzaprav mislim, da je idealen napajalnik kar AT PSU. Napajaš stvar iz 5V izhoda (ker je pač najmočnejši in po defaultu mora biti obremenjen). Ja, to bi bla verjetno dobra rešitev. Poceni, stabilizirana, zaščitena pa še dober izkoristek ima, ker je pač switcher.

Poleg tega bi tako v popolnosti simuliral CPU jedro, ki se tudi napaja iz PSUja

Za to bi bila potrebna majhna modifikacija sheme.

FET torej priklopiš na 5V, vendar pa vseeno potrebuje krmilne napetosti v rangu od 0-12V, zato priklopiš zgornji konec potenciometra na 12V posebej in ga ločiš od FET-ovega Drain priključka, ki je sedaj na +5V.

Če bi stvar nespremenjeno prštekal na AT PSU, se ne bi zgodilo veliko, saj ta rabi obremenitev na +5V izhodu, da na ostalih sploh kaj da...

Če ne razumeš, lahko še enkrat narišem.

Zdej sem šel gledat v HTE-jev cenik in če boš stavi napajal iz AT napajalnika, raje vzemi IRF540 namesto 630-ke. Lahko jo bistveno bolj odpreš, kar pomeni manjšo upornost in večji tok. Glede na to, da boš imel za gretje manj kot 5V (tud na ampermetru bo nekaj padca napetosti), je pomembno, da se trenzistor lahko odpre izpod 0.2 Ohma, če hočeš dobre disipacije (do nekaj manj kot 100W). IRF540 pride baje do 0.065 Ohma, ker bi moralo biti več kot dovolj.

Bolj problematično je, če bo tako majhno ohišje lako tako dobro odvajalo toploto, da se stvar ne bo pregrela pri dani disipaciji. Verjetno bo treba tud tranzistor spolirat za čimboljši prenos toplote...

Fau 2: