Ako meriame spotrebu a výkon motorčeka
Zaujíma vás, ako si dnes Gentle Typhoon D1225C, pôvodca efektívne tvarovaného rotora, počína v porovnaní s podstatne novšími ventilátormi? Veľmi dobre. Mimo pásma najintenzívnejších vibrácií s otravnými rezonančnými frekvenciami má aj zo súčasného pohľadu tento ventilátor špičkový pomer výkonu k hlučnosti. V niektorých je dokonca stále neprekonaný a vtedajší konštruktéri stavali na silných fyzikálnych základoch.
Ako meriame spotrebu…
Riešiť spotrebu pri ventilátoroch? Ak ich máte v počítači sedem (tri na radiátore chladiča a štyri na systémové chladenie v skrinke) a k tomu sú ešte aj osvetlené, tak sa odber začína počítať už v desiatkach wattov. A to už má zmysel sa tým zaoberať.
Všetky ventilátory napájame laboratórnym zdrojom Gophert CPS-3205 II. Ten je pasívny a prakticky bezhlučný, takže nám neskresľuje merania hladín hluku. Pre ventilátory s PWM je však pripojený regulátor Noctua NA-FC1, cez ktorý sú ventilátory ovládané. Medzi zdrojom a regulátorom Noctua máme ešte bočník. Na tom odčítavame úbytok napätia, z ktorého následne počítame prúd. Napätie na zdroji je však nastavené tak, aby išlo do Noctua NA-FC1 napätie 12 V. Presných 12 V potom nastavujeme aj pre meranie maximálneho výkonu 3-pinových ventilátorov s lineárnym napájaním.
Pri týchto meraniach nás bude okrem maximálnej spotreby nás bude okrem maximálnej spotreby pri 12 V, respektíve 100 % PWM zaujímať aj spotreba aj v režimoch fixných hladín hluku. Teda pri tých nastaveniach, pri ktorých meriame aj ostatné parametre. A nakoniec v grafoch nájdete aj príkon zodpovedajúci rozbehovým a minimálnym otáčkam. Rozdiel medzi týmito dvoma nastaveniami je v tom, že na rozbehové otáčky je potrebné prekonať trecie sily na rozbeh, takže je spotreba vždy vyššia ako pri minimálnych otáčkach. Pri nich už ventilátor beží a len sa znižuje napájanie do takej úrovne, kým sa nezastaví.
Tieto údaje o rozbehovej a minimálnej spotrebe sú náhrada za informácie o štartovacom a minimálnom napätí. S tým sa pri témach ventilátor často stretávate, ale pri ventilátoroch PWM sa nemá zmysel ním zaoberať. A hoci je možné napájať PWM ventilátor aj lineárne, tak pri PWM regulácii bude dosahovať vždy lepšie výsledky – nižšie rozbehové aj minimálne otáčky. Preto by bolo nespravodlivé porovnať tieto parametre pri všetkých ventilátoroch s použitím lineárnej regulácie. Ventilátory s PWM by boli tak znevýhodnené a závery skreslené.
… a výkon motorčeka
Okrem spotreby je dôležité vnímať ešte jeden parameter, ktorý súvisí s napájaním – výkon motorčeka. Ten býva uvádzaný zozadu na štítku a často je chybne zamieňaný so spotrebou. Údaj o napätí a prúde tu však obvykle nehovorí o spotrebe, ale o tom, aký je výkon použitého motora. Ten musí byť vždy výrazne nad prevádzkovou spotrebou. Čím viac, tým dlhší je predpoklad životnosti ventilátora.
Časom a opotrebovávaním, sa totiž zvyšuje trenie ventilátora (strácaním sa, tvrdnutím maziva, jeho znečistením prachom či draním ložísk a podobne). Silnejší motorček však do istej miery zhoršujúci sa stav ventilátora prekoná, hoci už pri vyššom odbere, ale nejako si s ním poradí. Ak je ale rozdiel medzi výkonom motorčeka a prevádzkovou spotrebou nového ventilátora malý, tak pri zvýšenom trení vplyvom nepriaznivých okolností už nemusí byť schopný vyvinúť dostatočnú silu na otočenie rotora.
Pre otestovanie výkonu motorčeka nastavíme ventilátor na plný výkon (12 V/100 % PWM) a brzdným mechanizmom na strede rotora zvyšujeme mechanický odpor. To je pre motorček vyššia záťaž, s ktorou sa prirodzene zvyšuje aj odber. To ale iba do určitého momentu, dokým sa rotor nezastaví. Výkon motora v našich testoch zodpovedá najvyššej dosiahnutej spotrebe, ktorú sme pri brzdení ventilátora zaznamenali.
Na analýzu výkonu motora (ale aj bežnej prevádzkovej spotreby) používame presné multimetre Keysight U1231A s vysokou vzorkovacou frekvenciu. Jednotlivé vzorky sú navyše zaznamenávané do tabuľky, z ktorej potom do grafov vynášame maximum. Konečnú hodnotu predstavuje priemer troch meraní (troch maxím).
- Contents
- Detaily Nidec Servo Gentle Typhoon D1225C (2150/12)
- Základ metodiky, veterný tunel
- Montáž a merania vibrácií
- Počiatočné zahorenie a záznam otáčok
- Základ 6 rovnakých hladín hluku...
- ... a farba zvuku (frekvenčná charakteristika)
- Merania statického tlaku...
- ... a prietoku vzduchu
- S prekážkami je všetko inak
- Ako meriame spotrebu a výkon motorčeka
- Merania intenzity (a spotreby) osvetlenia
- Výsledky: Otáčky
- Výsledky: Prietok bez prekážok
- Výsledky: Prietok cez nylonový filter
- Výsledky: Prietok cez plastový filter
- Výsledky: Prietok cez šesťuhoľníkovú mriežku
- Výsledky: Prietok cez tenší radiator
- Výsledky: Prietok cez hrubší radiator
- Výsledky: Statický tlak bez prekážok
- Výsledky: Statický tlak cez nylonový filter
- Výsledky: Statický tlak cez plastový filter
- Výsledky: Statický tlak cez šesťuhoľníkovú mriežku
- Výsledky: Statický tlak cez tenší radiátor
- Výsledky: Statický tlak cez hrubší radiátor
- Výsledky: Statický tlak, efektivita podľa orientácie
- Realita vs. špecifikácie
- Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku bez prekážok
- Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku s prachovým filtrom
- Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku so šesťhrannou mriežkou
- Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku s radiátorom
- Výsledky: Vibrácie, súhrnne (dĺžka 3D vektora)
- Výsledky: Vibrácie, os X
- Výsledky: Vibrácie, os Y
- Výsledky: Vibrácie, os Z
- Výsledky: Spotreba (a výkon motorčeka)
- Chladiaci výkon na watt, prietok vzduchu
- Chladiaci výkon na watt, statický tlak
- Prietok vzduchu za euro
- Statický tlak za euro
- Výsledky: Osvetlenie – svietivosť a spotreba LED
- Výsledky: Pomer spotreby LED k spotrebe motorčeka
- Hodnotenie
Vďaka za parádnu recenziu.
Vzhľadom na ako ako dlho trvá vývoj chcel by som občas vedieť na koľkých ľudí stojí. Pamätám sa ako GN robil prehliadku nejakého výrobcu MB a biosy tam pripravovali 1-2 ľudia. Keď vidím do biznisu v ktorom robím (elektrické stanice/elektrárne) je to často krát prekvapivo málo alebo veľa ľudí.
To by ma tiež zaujímalo, ktorá firma koľko zdrojov investuje do prác na ventilátoroch… obávam sa ale, že to bude skôr tá možnosť „málo“.
Mám nejaké útržkové informácie o tom, ako sa hlavní konštruktéri produktov niektorých firiem tej práci venujú na veľmi malé, v podstate brigádnické úväzky, hoci ide o dlhodobú činnosť. Niektoré veci je asi lepšie nevedieť, zbytočne si berieme ilúzie o tom, že by to mohlo byť inak. Hardvéroví vývojári sú pravdepodobne dosť nedocnení vo všobecnosti (pokiaľ zrovna nejde o architekta CPU), do marketingu pôjdu asi úplne iné peniaze.
Vďaka za ďalší parádny test Ľubo. 🙂
Je to taká schýza… vidieť, že ten návrh je parádny, len realizácia má svoje muchy. Lebo tam kde sa GT stabilne drží blízko čela tabuľky už vstupujú do hry vibrácie a tam kde sú vibrácie pod kontrolou to klesá skôr do priemeru. Na druhej strane to pekne ukazuje ako Noctua ten koncept očistila od nedostatkov. Čo ma najviac na týchchto fanoch „GT konceptu“ zaujalo je, aký kľúčový je zvolený materiál, a že ten STerrox nebol vôbec marketingový ťah, ale nutnosť, aby ten koncept fungoval bezchybne. Za to rakúšanom ešte raz klobúk dole.
To, že pri nižších rýchlostiach GT na NF-A12x25 stráca nie ani tak dané Sterrox/LCP vs. PBT/GF30, ako tým, že pri meraní aerodynamických vlastností v normalizovaných hladinách hluku sa pri tých tichších na ladení viac podpisujú zvuky motorčeka a ložísk (riešili sme to aj v diskusii pod týmto článkom v angličtine). Aj to je jeden z dôvodov, prečo GT dovolí nižšie otáčky. Pri rovnakých otáčkach by tie pomery vyzerali trochu inak (lepšie v prospech GT), ale NF-A12x25 by bol z tejto dvojice jasne tichší ventilátor.
Nj, vlastne kvôli tomu sme sa aj tešili na Steroxy už od prototypov, že to budú GTčka s lepšími/tichšími ložiskami a motorčekom.