TARDIS
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TARDIS' Workshop:
Thermoschalter im CPU Lüfterkabel für automatischen Aktiv-/Passivbetrieb
Thermoschalter im CPU Lüfterkabel für automatischen Aktiv-/Passivbetrieb
Die Ausgangssituation
CPUs verbrauchen immer weniger Strom und erzeugen immer weniger Abwärme, also dachte ich, ich könnte mal wieder eine passive CPU Kühlung ausprobieren. Gerade im Office, Internet und Multimediabetrieb wird meine CPU ohne CPU Kühler Lüfter nicht wärmer als 30°AMD („Grad AMD“, da die AMD Sensoren keine Grad Celsius anzeigen):
Meine bisherigen Versuche mit einer komplett passiven CPU Kühlung scheiterten immer daran, dass die CPU bei größerer Last dann doch zu schnell zu heiß wurde. Ab 45°AMD wird mir die CPU zu heiß, da sie dann wer weiss was für eine Temperatur in Grad Celsius hat.
Deshalb möchte ich, dass mein CPU Lüfter bei größerer CPU Last, z.B. beim Spielen einer Runde Day Z, zumindest auf 500rpm läuft:
Die Idee
Nun dachte ich mir, einfach einen 5 Euro Thermoschalter (über e-bay aus China) zwischen den CPU Lüfter und den Mainboard Anschluss einzubauen, um den Lüfter temperaturgesteuert zwischen passiven und aktivem Betrieb hin- und herschalten zu lassen:
Der Einbau
Der Schalter misst die Temperatur an einem Temperaturfühler, den ich mit einem Kabelbinder und etwas Wärmeleitpaste an einer der CPU Kühler Heatpipes befestigt habe:
Ab einer einstellbaren Temparatur, schaltet ein Relais und verbindet zwei Kontakte. Über diese zwei Kontakte habe ich den Schalter in die Stromleitung des CPU Lüfterkabels angeschlossen.
Dazu habe ich ein 3-Pin Lüfterverlängerungskabel geopfert, die mittlere Ader (Plus) durchgeschnitten und zwei Kabel angelötet, die nun zum Schalter gehen:
Über dieses Kabel ist der CPU Lüfter nun mit dem Umweg über das Relais mit dem Mainboard CPU Lüfteranschluss verbunden. Wird die eingestellte Temperatur erreicht, verbindet das Relais das Lüfterkabel mit der Mainboard Lüfteranschluss und die Mainboard Lüftersteuerung kann den Lüfter ganz normal (über die Spannung) regeln.
Durch den aktivierten Lüfter sinkt die Temperatur natürlich wieder schnell unter die Schaltgrenze, aber das Relais bleibt auf Wunsch weiter geschlossen, denn man kann eine Hysterese einstellen.
D.h. das Relais verhält sich je nachdem, ob man sich der eingestellten Schalttemperatur von niedrigeren oder von höheren Temperaturen nähert, anders. Je nachdem wie hoch man die Hysterese eingestellt hat, um so früher oder später wird das Relais dann bei sinkenden Temperaturen wieder geöffnet. Ohne die Hysterese Einstellung würde das Relais mit nervigem Klacken permanent auf und zu gehen und wahrscheinlich schnell das Zeitliche segnen.
Die Einstellung
Um die Schalttemperatur und die Hysterese festzulegen, musste ich eine kleine Messreihe durchführen, um zu gucken, wie sich die an der Heatpipe gemessene Temperatur überhaupt im Vergleich zur per Software ausgelesenen CPU Temperatur verhält.
Dazu habe ich verschiedenen Lastzustände der CPU eingestellt und nach einigen Minuten die beiden Werte notiert:
Irgendwo habe ich gelesen, dass die Werte der AMD Sensoren nur bei 45° der wirklichen Temperatur in Grad Celsius entsprechen. Eine gewisse Konvergenz ist ja zu erkennen. Aber so ganz stimmt das mit den 45°C auch nicht, denn sonst könnte die Heatpipe im passiven Betrieb bei 45°AMD nicht 3-4°C wärmer sein. Solange die CPU heizt, kann die Heatpipe nach meinem physikalischen Verständnis nicht heißer als die CPU sein.
Ist aber egal, denn es geht ja nur darum, die Schalttemperatur und Hysterese zu bestimmen. Ich habe mich anhand der Werte vorerst für eine Schalttemperatur von 42°C (entspricht ca. 39°AMD) und eine Hysterese von 11°C entschieden. Die Einstellungen bleiben übrigens auch erhalten, wenn man die Versorgungsspannung des Schalters kappt, d.h. wenn der PC und sein Netzteil ausgeschaltet sind.
Das Fazit
Und siehe da, es funktioniert soweit wie gewünscht! Im Office, Internet und Multimediabetrieb bleibt der CPU Lüfter ausgeschaltet; spiele ich z.B. eine Runde Day Z, dann schaltet er sich nach kurzer Zeit an und bleibt trotz sinkender Temperatur eingeschaltet. Erst wenn ich aufhöre zu spielen und wieder im Office Betrieb bin, schaltet sich der Lüfter aus. Perfekt!
Hier der Schalter bei einer Temperatur unterhalb der Schalttemperatur mit geschlossenem Relais (die rote LED rechts neben der Temperaturanzeige zeigt dies an). Erst bei 31°C (entspricht ca. 26°AMD) würde sich das Relais wieder öffnen:
Und so sieht die Temperaturentwicklung nun aus:
Passt.
Über den Sinn und Zweck lässt sich zwar streiten, da moderne Aftermarket-Kühler sowieso mit extrem leisen Lüftern ausgestattet sind, so dass sich ein Passivbetrieb zumindest aus Geräuschgründen nicht unbedingt lohnt. Strom spart man auch keinen oder nur wenig, denn das, was man für den Lüfter spart, verbraucht der Schalter. Aber wenn der Basteltrieb ruft, dann ist dies ein witziges Projekt.