Rôzny materiál, rôzne rezonančné frekvencie
Titulok znie možno zvláštne, ale po dočítaní článku vám bude dávať hlavu a pätu. Po úprave ventilátora z neosvetleného na osvetlený sa môže zmeniť jeho hlučnosť z veľmi jednoduchého dôvodu. A to i vtedy, keď zostal zachovaný tvar rotora či pracovné otáčky. Pokiaľ ide o hlučnosť, tak zmena zapracovaním ARGB LED nemusí viesť vždy k horšiemu výsledku. V prvom rade je ale dôležité, aby ste vedeli, prečo k nejakým rozdielom vôbec dochádza.
Dávnejšie sme publikovali analýzu s porovnaním ventilátorov Corsair AF120 v čiernom a bielom vyhotovení. Záver z nej bol, že rôzne farebné varianty sa môžu od seba do určitej miery líšiť aj čo sa týka hlučnosti. Na vyrobenie čierneho rotora sú použité iné látky (nejde len o povrchovú úpravu rovnakého jadra) ako na biely, čo má určitý vplyv na pevnosť použitého materiálu. To isté často platí aj pre ventilátory z rovnakých modelových radov, ktoré sa stretávajú v geometrii a odlišnosť spočíva iba v tom, či majú alebo nemajú vstavané LED. Nebyť rozdielnych motorčekov a aj iných maximálnych rýchlostí, tak to platí aj pre ventilátory DeepCool FK120 a FC120, ktoré máme už otestované.
Teraz sa budeme ale zaoberať rôznymi variantmi ventilátorov Endorfy Fluctus 140 PWM (ARGB), ktorých papierové parametre sa nerozchádzajú. Teda aspoň tie, čo sú k dispozícii – maximálne otáčky a výkon motora. Hodnoty prietoku vzduchu a statického tlaku v špecifikáciách týchto ventilátorov chýbajú. Rotor je však jeden ako druhý, zvolený tvar je rovnaký, iná je iba štruktúra materiálu.
Najprv sme trochu váhali, či nasledujúce poznanie nezačleníme do štandardných testov ventilátora Endorfy Fluctus 140 PWM. Tým by sme mu buď ukrojili priestor pre iné veci alebo by bol text prehustený nad rámec toho, na čo ste zvyknutí. Preto detaily okolo rôznych mechanických vlastností lopatiek 140 mm ventilátorov Endorfy (naprieč modelmi PWM/EY4A003 a PWM ARGB/EY4A004) pojme takto oddelene.
Endorfy Fluctus 140 PWM je na časovej osi našich testov pozoruhodný tým, že bude nasledovať po teste Endorfy Fluctus 140 PWM ARGB. Tieto ventilátory majú teda geometricky rovnaké rotory, ale zatiaľ čo jeden (Endorfy Fluctus 140 PWM) má čierny rotor, tak u druhého (Endorfy Fluctus 140 PWM ARGB) je rotor „mliečny“, aby dobre rozvádzal zo súpravy RGB LED. Tá je tradične rozmiestnená na PCB pri koreni ventilátorového rozbočovača.
Cieľ tohto článku je najmä v tom, aby objasnil, prečo výsledky spomínaných ventilátorov Endorfy dokonale neškálujú. Na lepšiu predstavu použijeme príklad z reálneho sveta. Lopatky ventilátorov nahraďme za pláty vyrobené z rôznych materiálov. Ich rozmery sú ale rovnaké, napríkla dpol metra na meter pri hrúbke 5 mm. Jeden plát je dajme tomu z ocele, druhý laminátový, tretí z nejakého dreva, štvrtý gumený a tak podobne. Pokiaľ by ste tieto pláty na jednej strane chytili a hýbali s každým pri vyvinutí rovnakej sily rovnakou rýchlosťou, tak v závislosti od materiálu bude dochádzať k inému vlneniu, k iným vibráciám, k inej hlučnosti.
Nedá sa pritom konštatovať, že plát s vyššími vibráciami bude hlučnejší. Záleží, ako blízko alebo ďaleko je od „vhodnej“ (najhlučnejšej) rezonančnej frekvencie. Napríklad u ventilátora Arctic P12 Slim sú kritické otáčky v spodnej polovici rýchlostného spektra a smerom k vyšším rýchlostiam je chod tichší. S vyššími otáčkami síce narastá aerodynamický hluk na okolitých frekvenciách zvuku, ale nepríjemná špička (dunivá alebo hučivá) bude menšia a prevádzka ventilátora znesiteľnejšia.
Skrátka, zatiaľ čo pri jednom materiáli (oceľový plech, ale i „čierne“ PBT, z ktorého je vyrobený ventilátor) môžete efektívne triafať rezonančné frekvencie pri nižšej rýchlosti, pri inom treba pridať. Pri ventilátoroch Fluctus 140 PWM (ARGB) sa síce mechanické vlastnosti použitých materiálov (PBT/PC – polykarbonát osvetleného variantu) výrazne neodlišujú, ale rovnakú pevnosť takisto nemajú. Na inú charakteristiku zvuku však stačia aj veľmi malé rozdiely, ktoré potom určujú aj poradie efektivity. Obzvlášť sa to potom ukazuje v testoch, ktorých metodiky sú postavené na normalizovaných hladinách hluku. Čím nižšie sú rezonančné v nejakom rýchlostnom pásme, tým vyššia bude nastavená rýchlosť ventilátora, od ktorej sa prirodzene odvíja i vyšší prietok vzduchu.
Aké veľké môžu byť rozdiely medzi spomínanými ventilátormi Endorfy, sa dozviete už čoskoro. Dôležité v túto chvíľu bolo, aby ste vedeli, prečo k tomu dochádza a že rozhodne nejde o chybu merania, aj keď teoreticky sa tie rozdiely do nej zmestia. To ale iba teoreticky, prakticky máme mimoriadne presnú opakovateľnosť meraní a vieme, že dokážeme pouzkázať aj na takéto drobné konštrukčné detaily.
Rôzna štruktúra materiálu lopatiek však automaticky nemusí znamenať rôzne vlastnosti, pokiaľ si dal výrobca vyložene záležať na tom, aby minimálne v rýchlostnom pracovnom rozsahu nedochádzalo k žiadnym rozdielom. Na stálosť vlastností naprieč hnedými a čiernymi ventilátormi NF-A12x25 prízvukovala napríklad Noctua. Či to tak je alebo nie je budeme podrobne rozoberať, ale zrejme až pri novej generácii 140 mm ventilátorov, ktoré budú takisto vyrobené zo „sterroxu“ (LCP). Vzhľadom na ich potenciálne dlhšie lopatky udržanie vibrácií na koncoch lopatiek väčšia výzva ako u 120 mm modelov.
Od Noctuy však vieme, že okrem pevného materiálu pre čo najvýraznejšie potlačenie vibrácií pracujú aj s optimálnou hrúbkou a zakrivením profilu lopatiek. Tak uvidíme, už sú snáď za rohom. Do ich vydania musíme ešte nazbierať zopár 140 mm ventilátorov, aby bolo potom hodnotenie nových ventilátorov čo najrelevantnejšie. Najbližšie teda testy 140 mm ventilátorov doplníme Endorfy Fluctus 140 PWM.
