Merania elektrických veličín PC zdrojov
Nastal čas si predstaviť testovaciu metodiku pre počítačové zdroje. Rozdelíme si to do dvoch článkov, kde prvý sa bude venovať postupom pre získanie kľúčových elektrických veličín (t.j. okolo účinnosti, regulácie napätia, jeho zvlnenia a podobne). Samostatné pokračovanie bude potom zamerané na analýzu akustických profilov. Teraz ale k tomu, za čím sme vycestovali do externého testlabu.
Vzorky zdrojov ATX 3.0 sme zbierali od začiatku tohto roka. Priebežne sme k jednotlivým zdrojom i vydávali „náhľady“ s konštrukčnými detailmi. To hlavné, aby sme mohli hodnotiť, ktorý zdroj je aký a v čom, príde až teraz. Všetko začalo nájdením miesta, respektíve testlabu, kde by bolo možné odmerať hlavné elektrické veličiny. V tejto veci sme oslovili Enermax, pretože vieme, že na tieto účely majú programovateľnú prúdovú záťaž (teda zariadenie, pomocou ktorého je možné zdroje ľubovoľne zaťažiť) a všetky veci, ktoré potrebujeme. V minulosti v testlabe Enermaxu boli aj bývalí kolegovia z dávno zaniknutého magazínu ExtraHardware.cz.
Pokiaľ by vám napadlo, že Enermax za túto službu chcel niečo, čo by zaváňalo manipuláciou v ich prospech, tak to naozaj nechcel. Jediná podmienka bola tá, že ako jediná firma v testoch bude mať dva zdroje. V rámci základnej dvanástky majú tak ako všetci ostatní jeden model a na záver pribudne druhý. Okrem toho sme návštevu v testlabe Enermaxu vybartrovali ešte banerom, ktorý ste si mohli všimnúť v priestore nad sekciou s komentármi. To len na úplnosť, aby boli jasné, za akých podmienok veci prebiehali.
A prečo sme vôbec niekam chodili? Vybavenie na testy zdrojov nevlastníme a pokiaľ ide o súpravu všetkých zariadení, tak nejde o nič lacné. Investícia do nich nám z pohľadu nášho primárneho zamerania a toho, čomu sa chceme v budúcnosti pravidelne venovať, nedáva zmysel. Preto sme sa rozhodli osloviť niekoho, kto sa problematike zdrojov venuje intenzívnejšie a má aj vhodné zázemie na ich otestovanie. A teraz už „to“, za čím sme prišli – zariadenia Chroma.
Na testy zdrojov je v prvom rade dôležité niečo, čím ich je možné presne (a porovnateľne) zaťažiť. Na to sme mali k dispozícii tri racky s desiatimi záťažovými modulmi, z ktorých niektoré boli do 300 W, iné do 600 W. V správnej kombinácii je však možné aj podstatne vyššie zaťaženie, ako to, ktoré je potrebné pre zdroje so štítkovým výkonom 850 W (teda takým, aké má drvivá väčšina našich testovaným modelov). S výnimkou slabých vetiev (5 VSB a -12 V, Chroma 63102A) je každá vetva zaťažovaná iným modulom a na zaťaženie silnej vetvy s +12 V používame až dva záťažové moduly (Chroma 63106A).
Zdroje sa k prúdovej záťaži pripájajú cez PCB s konektormi, ktoré poznáte zo základných dosiek či zdrojov. To takým spôsobom, aby prúd vždy tiekol dostatočne veľkým prierezom na to, aby sa neroztopila izolácia káblov. Na rovnomernejšie zaťaženie okrem „hlavnej“ dosky s konektorom ATX a 6+2-pinovými (PCIe) a 8-pinovými konektormi (na napájanie procesora) používame ešte jednu, sekundárnu.
Na poslednú chvíľu sa podarila zohnať aj doska s konektormi 12VHPWR. Vďaka tomu ste už mohli čítať porovnávajúci test so zahrievaním káblov 12VHPWR. Tým sme začínali test každého zdroja a tieto merania sme okrem analýzy zahrievania využili ešte na to, že pred ich koncom (po 540 sekundách) sme riadne skalibrovaným multimetrom Keysight U1231A na svorkách (PCB) zaznamenali aj napätie. To pekne ilustruje úbytok napätia vplyvom odporu kábla (12VHPWR) pri vysokej záťaži (53 A).
Pre získanie údajov o regulácii napätia boli sondy (už pri rôznych úrovniach záťaže) pripojené priamo na príslušné kontakty na konci 24-pinového konektora ATX.
Veľmi dôležitý prvok meracej zostavy je power meter Chroma 66202. Ten umožňuje prehľad nad spotrebou, ktorá je nevyhnutná pre výpočet účinnosti (do pomeru s výkonom). Okrem toho je možné z tohto zariadenia odčítať aj hodnoty účinníku (PFC). Čím bližšie má k 1 (kde 1 je zároveň maximum), tým nižší je jalový výkon zdroja. Ten maloodberateľov síce zaujímať nemusí, ale takisto je to ukazovateľ, ktorý hovorí o kvalitatívnych vlastnostiach návrhu zdroja.
A nakoniec je k vetvám 12; 5 a 3,3 V aj osciloskop Tektronix TDS 3014C pre kontrolu nad zvlnením napätí pri rôznych úrovniach záťaže.
Na záver je vhodné poznamenať, že toto je naša prvá skúsenosť s testami zdrojov a aj vplyvom nevhodne vyhradeného množstva času (na 12 zdrojov sme mali iba 14 hodín vrátane inštruktáže k používaniu meracích prístrojov Chroma), nebolo možné mať všetko v takej kvalite, v akej by sme si priali. Kratšie, než by boli vhodné, sú aj časové intervaly (trvajúce iba 120 sekúnd), po ktorých boli odčítavané hodnoty pre nastavené režimy záťaže. Vplyvom zlyhania ľudského faktoru sme (a tu pre istotu upustím od autorského plurálu, aby to nevyzeralo ako pochybenie niekoho iného, ako mňa samého) nesprávne vypočítali hodnoty prúdov a namiesto 5; 20; 50; 70 a 100-percentných záťažení máme výsledky z 5,7; 22,8; 57; 79,8 a 113 % (najvyššie zaťaženie pritom ukazuje, že každý zdroj zvládne trvalé preťaženie o 13 %, hoci už na úkor nižšej účinnosti).
Vyššie uvedená nepresnosť ma veľmi mrzí, osobne to považujem za doteraz najväčší prešľap v mojej praxi hardvérového testera. Prišli sme na to žiaľ príliš neskoro, keď už pretestovanie nebolo možné. Napriek tomu získate relatívne plnohodnotné porovnanie testovaných zdrojov, hoci oproti oficiálnym parametrom alebo výsledkom z iných testov sa tie naše postaviť nedajú. To by sa nedali ale ani pri vhodne nastavených záťažiach, pretože systém Chroma nemá platnú kalibráciu, respektíve adjustáciu a voči etalónu tak treba počítať s nejakou odchýlkou, hoci tá bude pravdepodobne veľmi malá, zanedbateľná.
Testy sú realizované pri napätí 230 V a teplote vzduchu na pozadí sa pohybovala v rozmedzí 18,8–19,2 °C.
Nabudúce, v ďalšom článku, sa stretneme pri meraniach hlučnosti, ktoré bude zahŕňať aj frekvenčnú analýzu zvuku interakcie ventilátora s mriežkou (a chladiacim štítom) zdrojov. Tieto merania už prebiehajú v našom testlabe.