[Projekt] HTPC semipassiv durch Heatpipes

[Dr.Cupido]

Hi,

da ich schon längere Zeit an meinem HTPC rumbaue, hab ich mich heute mal dazu aufgerafft ein kleines Worklog dazu zu schreiben.

Warum einen HTPC?

• bessere Bildqualität
• Timeshift und zeitgesteuerte Aufnahmen möglich
• über W-Lan auf dem Laptop TV schauen z.B. Garten oder Schlafzimmer
• Filme jeglicher Art ob auf optischen Medien oder auf der Festplatte in hoher Qualität ansehen
• Musik bzw. Livestreams aus dem Internet auf der Heimkinoanlage anhören
• Fotos von der Digicam oder von der Videocam direkt auf dem Fernseher ansehen
• Musik hören auch ohne das der TV an ist
• diverse Spiele auf dem übergroßen LCD spielen
• FTP-Server fürs Heimnetzwerk
• komplett per Fernbedienung steuerbar

Eigentlich hat alles damit angefangen, das der Vermieter keine Satschüssel auf dem Dach haben will und Kabel >10 Eu im Monat kostet. Man hätte zwar eine kleine fast unsichtbare SAT-Antenne unterm Dach anbringen können,aber da bei uns DVB-T verfügbar ist, haben wir uns dafür entschieden. Natürlich wurde direkt eine aktive Antenne und ein Receiver angeschafft. Allerdings ist die Bildqualität vom Receiver richtig
Tja, und dann kam der unkontrollierbare Basteldrang

Gehäuse
Das Gehäuse habe ich hier vom Luxxmarktplatz gegen Erstattung der Versandkosten bekommen. Leider habe ich selbst keine Bilder gemacht, aber ich denke es ist ok wenn ich die originalen nehme.





Mir ist der Hersteller und auch die Modellnummer unbekannt. Ich weiss nur das es für M-ATX ist und eigentlich ein 1-HE Servernetzteil da hineinkommt.
Vielleicht erkennt das Gehäuse ja jemand. Würde gerne Hersteller und Modellnummer erfahren

Komponenten

• CPU: Intel Celeron 440 2,0GHZ
• Grafikkarte: ATI Sapphire HD 4550 HDMI
• Mainboard: Asus P5E-VM G31 Chipset
• RAM: 2x 1GB Aeneon
• TV-Karte: Leadtek Winfast PxDVR3200H incl. Fernbedienung
• Netzteil: 120W PicoPSU + 150W Dell 230 AC/DC
• Festplatte: 32GB Transcend SSD + 500GB Hitachi
• Optische Laufwerke: NEC DVD-Brenner
• LCD-Display: HD44780 16x2 Parallel

Tja, würde ich heute nochmal vor der Entscheidung stehen Intel oder AMD würde ich ganz klar zu AMD gehen. Gerade was den Strombedarf betrifft.
Die CPU ist mittels Pinmod auf 1,0 Volt von 1,3 Volt runtergepinselt

Windows idle mit SSD+onboardgrafik+CPU@1,0V zieht das Netzteil 3Ampere. Das macht 36 Watt mit allen Biosoptimierungen die etwas verändert haben. Für meinen Geschmack ist das zuviel.
Positiv überascht bin ich vom Idleverbrauch der HD4550.

Stromverbrauch mit 2x Lüftern, externer Grafikkarte und TV-Karte im Windowsidle. ( 3,5Ax12V = 42Watt)

Der Wirkungsgrad des Dell Netzteiles wird laut Datenblatt mit 86% angegeben. Mein Billigmeßgerät bestätigt dies +-2%. Der Gesamtverbrauch des Systems im Ilde liegt damit bei ~48,8Watt

Die Kühlung

CPU-Kühler
Für die CPU habe ich nach langem suchen und Preisevergleichen bei einem Shuttleheatpipekühler bei ebay zugeschlagen. Jede andere Heatpipekühlkonstruktion wäre auf jeden Fall teurer geworden. Allerdings muss dieser etwas bearbeitet werden damit er in mein Konstrukt reinpasst.

So sah er original aus

Nachdem er einige Lamellen lassen musste...

Wohow 1 Stunde später

Die Heatpipes schonmal etwas in Form gebracht.

An dieser Stelle möchte ich nochmals betonen, das Biegefedern zum biegen von Heatpipes pflicht sind. Dumm war nur, das meine für 8mm war und ich 6mm Heatpipes hatte. Tja bis dieser Verpackungsfehler beseitigt war, waren diese Pipes schon gebogen. Der Basteldrang hat wieder zugeschlagen .


Mainboardkühlung und Grafikkartenkühlung

Da ich günstig an Kupfer gekommen bin, habe ich Kupferplatten miteinander verschraubt und Löcher zwischen beide gebohrt. Anfangs war ich noch dem Irrglauben verfallen man könne sich Heatpipes sparen und einfach Vollkupferrundstangen zurechtbiegen. Allerdings ist die Wärmeleitfähigkeit nicht annähernd so hoch wie bei Heatpipes. Nachdem die Aussenkühler bei 25° waren und die North+Southbridgekühler jenseit der 70°, wurden Heatpipes bestellt

Ich habe ein komplettes Set von Borg FX bestellt mit 4 Pipes und 3 Kühlfassungen, dazu noch extra 2 Pipes. Um vorher zu testen wie die Pipes gebogen werden müssen, habe ich 2,5mm Drähte genommen.

Juhuuu Heatpipes sind da

Hier sieht man wie die Bohrungen zwischen den Kupferplatten verlaufen

Hier sieht man auch mal die CPU-Seite

Hier mit Dell Netzteil

mit montierter TV-Karte

Die Kühlung der Grafikkarte war allerdings nicht richtig überdacht. Der Kupferkühler hatte nicht 100Prozentig auf dem Grafikkartendie aufgelegen. Resultat: Eine kleine Ecke der GPU ist weggebrochen und die Grafikkarte hat nurnoch schrottwert. Nunja, wo gehobelt werden fallen Spähne. Also neue Grafikkarte gekauft und dieses mal habe ich das ganze überarbeitet. Zwischen Grafikkarten-PCB und Oiginalkühler sind schwarze Moosgummis, sodass der originale Kühler nicht verkanten kann. Also habe ich einfach den Originalkühler abgeschliffen und den kompletten Heatpipekühler auf den Originalkühler gesetzt.

Hier die neue Grafikkartenkühlkonstruktion...

Nach einigen anderen kleineren Modifikationen sah das ganze jetzt so aus:

Der Radiallüfter rechts hinten in der Ecke läuft auf 12V schön leise, allerdings während des Anlaufens klackert er nur so vor sich hin. Er war nur kurz teil des HTPCs

Der kleine Kühler auf der TV-Karte ist quasi der Hotspot im HTPC. Ich habe keine wärmere Stelle ausmachen können. Kurzerhand habe ich einen Kühler mittels Wärmeleitfolie darauf festgemacht. Im Kühler wurde vorher ein Temperaturfühler fixiert. Dieser wird später die Lüftersteuerung mit Temperaturdaten versorgen

Auch das PICO-PSU wird relativ warm ( ca. 50° ). Da es wie alle Bauteile mit einer gewissen Kühlung durch Konvektion berechnet werden, wird es in einem völlig passiven PC natürlich auch warm.Tja und da blaue Kühler toll aussehen

Hier mal die Frontansicht. Unten links das LCD-Display, das auch bei ausgeschaltetem Monitor zeigt was Sache ist. Rechts über dem Power Knopf eine LED für HDD aktivität und der Infrarot-Sensor der TV-Karte.


Zusammenbau

Um eine bessere Belüft des Pico zu gewährleisten wird ein 20->24pin Adapterkabel benutzt. Somit wird das Netzteil ausreichen gekühlt. Unter dem Laufwerk hat man sich nach 20min die Finger verbrannt...

Hier schon fast fertig, fehlt nurnoch das 3,5" Laufwerk

Fast Finale Bilder

TO-DOs

• 3,5" Floppylaufwerk gegen Cardreader mit USB/E-Sata/Firewire und noch mehr unnützen Anschlüssen tauschen
• Standbymodus optimieren
• Anschaltbug ausmerzen
• Software richtig anpassen

Software

Das ist natürlich hier das A und O. Ohne aufeinander zugeschnittene Software läuft nichts.

Ich habe probiert:
Win XP MCE
Win Vista MCE
MediaPortal
MyHTPC
DVB-Viewer

Das was am ehesten meine Bedürfnisse erfüllt ist das MediaPortal mit Windows XP SP3. Zwar nicht so einfach zu konfigurieren, aber wenn man mal den Dreh raushat, dann funktioniert es. Mit diversen Plugins kann ich die Fernbedienung meiner TV-Karte für das komplette MediaPortal benutzen und sogar Spiele damit spielen ( nicht besonders vorteilhaft bei Jump'n'Run -.- ).
Ich habe 1GB als Ramdisk abgezwackt und alle Optimierungen für SSDs gemacht, sowie Timeshift auf die Ramdisk gelegt. Auf die 500er Platte kommen die TV-Aufzeichnungen bzw. Fotos/Filme. Im normalen TV-Betrieb läuft die Platte nicht,erst wenn darauf zugegriffen wird. Webserver mit SSH kommt alles später.


Fazit

Bin total happy, die Software läuft zu 80%. Einige Anpassungen muss ich noch machen,aber der große schwere Teil ist geschafft. Werde im laufe der Wochen das hier immer mal wieder updaten und auch ein Video der Funktionsweise einstellen. Auf die Lüftersteuerung bin ich hier noch garnicht eingegangen, aber wenn ihr das geschlossene TV-Rack seht, wisst ihr warum Lüfter notwendig sind. Das Rack ist ein regelrechter Brutschrank. Nach 2 Std. TV schauen schaltete sich auf einmal der PC aus. Also die Kühlwangen hatten eine Temperatur von 61° Tja, komplett Lüfterlos ist in diesem TV-Rack leider nicht möglich. Ich werde euch auf dem laufenden halten.
Danke fürs lesen

 

[Multisaft]

Sieht interessant aus :P

Zum Thema Heatpipe:
Da ich in den Bildern gesehen habe das da einige böse Knicke drin sind...

Weist Du wie die genau funktionieren? Normalerweise sind die mit einer bei geringen Temperaturen verdampfender Flüssigkeit gefüllt die dann an die oberen Enden aufteigt, sich abkühlt und wieder nach unten fällt.. Zumindest stark vereinfacht erklärt.
An den Innenseiten der HP sind microfeine Kapillare die diesen Vorgang mit begünstigen.

Solltest Du nun harte Knicke drin haben nach dem Du sie gebogen hast, verlierst Du sehr viel von Ihrer Wärmetransporteigenschaft.
Selbiges gilt auch wenn Du den Wärmeaufnahmepunkt ÜBERHALB der abgabefläche hast.

Zb: Gut wäre, wenn Du am tiefsten Punkt den Hotspot hast und am höchsten den abgabepunkt.
Weniger gut ist wenn Du es wie mit dem Netzteil machst... Dh. Unten Wärme aufnehmen, dann hoch führen über ein NT zb. und dann wieder nach unten zu mWärme abgeben. Somit machst Du grob geschätzt 30-40% der eigentlichen Leistungsfähigkeit der HP zunichte.
Ganz schlecht wäre wenn Du das alles genau falschherum machen würdest. Also Oben Hotspot und unten Abgabefläche.

Eventuell kannst Du mit der Info ja was anfangen, ansonsten einfach Ignorrieren


Hier noch ein paar recht vereinfachte Infos. Damit kannst vielleicht was anfangen. Btw, es gibt sogenannte Biegefedern um Heatpipes zu biegen
http://www.quick-cool.com/heatpipe/download/Einbauhinweise-Heatpipes.pdf
http://www.quick-cool.com/heatpipe/download/Einfluesse_auf_Waermetransportleistung.pdf
http://www.quick-cool.com/heatpipe/download/Technische-Erlaeuterung-Heatpipes.pdf

 

[whuzabi]

multisaft nicht nur bilder schauen

An dieser Stelle möchte ich nochmals betonen, das Biegefedern zum biegen von Heatpipes pflicht sind. Dumm war nur, das meine für 8mm war und ich 6mm Heatpipes hatte. Tja bis dieser Verpackungsfehler beseitigt war, waren diese Pipes schon gebogen. Der Basteldrang hat wieder zugeschlagen

aber das mit der bruecke der pipes jap das is richtig. zudem noch direkt ueber nem netzteil.
wennst das teil noch nicht in betrieb hast solltest das vielleicht aendern. sonnst bringt die Heatpipe konstruktion der graka rein garnichts wiel die ganze fluessigkeit aussem am case ist und nichts mehr an der graka im schlimmsten falle gesehn

 

[derbaum]

@whuzabi ... naja ganz so schlimm wird es nicht sein, die kapilarkräfte sollten eigentlich dafür sorgen, dass es läuft, einen leistungseinbruch verursacht so eine brücke aber auf jeden fall .

aber habt schon recht, die verarbeitung sieht eher nach viel kraft als nach viel sachverstand aus!

 

[~HazZarD~]

Wird ja wohl darauf ankommen was für n Typ Heatpipes das genau ist. Die "normalen" mit nem anfangs flüssigen Kühlmedium sind für die Zirkulation Schwerkraftabhängig, es sollte aber auch welche mit gasförmigem Medium geben die "versuchen" an allen Stellen der Heatpipe die selbe Temperatur herzustellen und damit nicht von der Schwerkraft abhängig sein sollten.
Aber letzen Endes zählt doch eh nur das die Temperaturen in Ordnung sind.

Sehr schönes Projekt, klasse Umsetzung. Ich hoffe mal du bekommst deine Temperaturprobleme noch in den Griff.

Gruß,
HazZarD

 

[derbaum]

@ hazzard ... du vergisst die kapilarwirkung .... wasser fließt in einem tuch ja auch bis zu einem gewissen grad nach oben wenn man es ins wasser hält, das gleiche gilt für heatpipes, die ebenfalls mit einer entsprechenden Struktur auf der Innenseite versehen sind.
wenn es aber erst über nen "berg" muss schmälert das natürlich die leistungsfähigkeit. in etwa im von multisaft angesprochenen bereich von 30-40%.

und tut mir leid, die verarbeitung ist nicht "klasse". die Heatpipes sind schon gut am sack.

aber die designer des rakcs haben schon geschlampt ... warum sind die lamellen waagerecht ???? mit senkrechten lamellen wäre da deutlich mehr zu holen gewesen!

 

[Multisaft]

Mit der Kapilarwirkung hast Du schon recht, aber die funktioniert nur solange die Kapilaradern nicht durch Knicke verletzt sind.

Das mit der Biegefeder hab ich irgendwie überlesen...

Ich kann aber aus eigener Erfahrung sagen das Heatpipearbeiten nix für Grobmotoriker oder Leute ist die immer alles mit der CNC-Maschine machen

 

[Dr.Cupido]

Kleine Knicke sind natürlich drin, allerdings bestätigen mir die Temperaturen, das die Kühlung ausreichend ist. Laut Borg fx soll eine Pipe einen maximalen Wärmetransport von 30W haben. Die Grafikkarte hat 4 davon. Wenn man jetzt sehr simpel rechnet 4x30=120W und davon ausgeht, das die Pumpleistung um 50% reduziert wurde durch leichte Knicke und die führung übers Netzteil, sind wir immer noch bei 60W. Selbst bei voller Auslastung mit 3dmark und Orthos ist der maximalverbrauch des ganzen Systems bei 81W.
An anderer Stelle im Forum hatte ich schon erwähnt das ich mehrere Stunden 3dm06 laufen ließ um Stabilität zu gewährleisten. Die Grafikkartentemperatur liegt bei max. 55° ( laut Sensor ) und der Kühler ist kalt.
Es ist zwar nicht optimal, das das Netzteil darunter liegt, allerdings ist es auch größer dimensioniert ( 150Watt) und ist selbst bei maximalauslastung des Rechners gerademal zur Hälfte ausgelastet. Das wird im Betrieb nur Handwarm.

Das Gehäuse lässt nich viele Möglichkeiten zu, wie man das Netzteil verbauen könnte. Extern wäre zwar noch eine Lösung, aber komplett intern fand ich trotzdem besser

 

[derbaum]

aber wie kommt es dann, dass sich die kiste doch beim videoschauen verabschiedet ?

55° ist auf jeden fall io, aber was macht die cpu ?

 

[Dr.Cupido]

das war nur im geschlossenen TV-Rack. Da is vorne sone Tür dran und hinten komplett zu, da hitzt sich alles auf. Hab aber das Problem gelöst mittels Lüftersteuerung wird der Lüfter je nach Bedarf geregelt.

CPU liegt bei ca. 53° bei 29,5° Raumtemp. Die Woche stell ich mal ein Video rein.

Stromverbrauch beim TV-schauen liegt bei 60 Watt

 

[derbaum]

mhh wenns funktioniert is gut. der rest zählt dannnich ( wenns eh keiner sieht )