Zasilacze i obudowy. Dla DSI II

Transkrypt

1 Zasilacze i obudowy Dla DSI II

2 Zasilacz Zadaniem zasilacza jest transformowanie napięcia sieciowego (zmiennego) do znacznie mniejszych wartości (stałe), prostowanie poprzez diodę lub mostek Graetza i wygładzanie poprzez specjalne filtry składające się z cewki, opornika, dławika i kondensatorów elektrolitycznych Rodzaje: Transformatorowe Impulsowe

3 Zasilacz transformatorowy (zasilacz liniowy) jest to zasilacz, w którym dopasowanie napięcia wejściowego do napięcia wymaganego przez zasilane urządzenie odbywa się przy użyciu transformatora. Zasilacze transformatorowe pobierają energię ze źródła napięcia przemiennego (najczęściej z sieci elektroenergetycznej) i służą zwykle do zmniejszenia napięcia. Są duże i sporo ważą

4 Zasilacz impulsowy zasilacz, którego zasadniczym elementem jest impulsowa przetwornica napięcia. Zaletą ich jest duża tolerancja na wahania zasilacza, niewielkie są ich rozmiary i mało ważą, ale ich budowa jest bardziej skomplikowana

5 Komputerowe zasilacze impulsowe Generuje trzy podstawowe napięcia: 3,3 V (pomarańczowe przewody) zasilane chipsety, moduły pamięci operacyjnej i inne układy scalone 5 V (czerwone przewody) zasila większość podstawowych układów scalonych 12 V (żółte przewody) zasila silniki napędów, regulatory napięcia

6 Dobór parametrów technicznych zasilania Zgodność z normami ATX Zakres napięć wejściowych [V] Całkowita moc wyjściowa (szczytowa) [W] Nominalna moc wyjściowa (ciągła) [W] Sprawność energetyczna [%] Poziom hałasu [bb] Wahania napięć wyjściowych

7 Dobór zasilacza Producenci podaja bardzo często moc szczytową zamiast nominalną. Wybierając zasilacz do komputera PC powinniśmy najpierw sprawdzić czy jest on zgodny ze standardem ATX 2.0 lub nowszym. Najbardziej obciążonym napięciem wyjściowym jest linia 12V należy więc sprawdzić, czy zasilacz ma co najmniej 2 niezależne linie 12V Powinien utrzymywać stałe wartości napięć wyjściowych w przypadku spadków napięć w sieci energetycznej Nie powinny ulegać uszkodzeniu podczas nagłego zaniku zasilania, spadków napięcia w sieci czy krótkich skokach napięcia do 2500 V (piorun)

8 Tabliczka znamionowa zasilacza

9 Norma ATX Napięcie Kolor kabla Minimum Maximum 12 V 11,40 V 12,60 V 5 V 4,75 V 5,25 V 3,3 V 3,14 V 3,47 V

10 Kalkulator przeliczający moc podzespołów komputerowych Jeśli nie znamy parametrów poszczególnych urządzeń warto skorzystać z kalkulatora mocy zasilacza: x.jsp

11 Zasilacz AT Płyty AT wymagają zasilacza do podłączenia płyty głównej, stacji dyskietek i napędów pamięci masowej. Do zasilania wykorzystywane są 2 identyczne złącza oznaczane jako P8 i P9 rzadziej jako P1i P2. Głównym niebezpieczeństwem jest zamiana kolejności wtyczek podczas montażu. Błędne podłączenie spowoduje trwałe uszkodzenie płyty głównej. Czarne przewody masy powinny być koło siebie

12 Złącza urządzeń Złącze urządzeń peryferyjnych i złącze dyskietek

13 Zasilacz ATX Podstawowa zmiana w porównaniu do AT to wprowadzenie 20- pinowego złącza zasilania typu Molex, wyprofilowany tak, aby tylko jeden sposób podłączenia do płyty był możliwy. Dodatkowo zasilacz wyposażony jest w gniazda zasilania urządzeń peryferyjnych typu Molex i gniazdo stacji dyskietek.

14 Zasilacz ATX W kolejnych wersjach ATX 1.x określono nowe wersje złączy: ATX12V - Pojawiła się z powodu wymagań prądowych nowych procesorów firmy Intel. AUX (ATX Auxilliary) - pomocnicze SATA złącze zasilania napędów

15 Zasilacz ATX 2.0 Najnowsza generacja płyt ATX. Podstawowa zmiana to zastosowanie rozszerzonego 24-pinowego złącza zasilania ze względu na wymagania prądowe magistrali PCI Express, instalacja złącza SATA, usuniecie standardu wtyczki AUX, likwidacja napięć ujemnych 5V, zwiększenie ogólnej mocy zasilaczy ATX oraz zwiększenie wytrzymałości prądowej złącza zasilania ATX 12 V. Mogą również mieć 6-pinowe gniazdo PCI-E

16 Wersje standardu zasilania ATX ATX Przewiduje użycie standardowej 20-pinowej wtyczki i dodatkowej 4- pinowej tzw. wtyczki P4 dostarczającej napięcie 12V w celu stabilniejszego zasilania procesora. Tego typu zasilacz jest w zupełności wystarczający, jeśli mamy płytę główną, która nie posiada slotów PCI-Express. Nowoczesne procesory potrzebują znacznej mocy, nawet powyżej 100 W. Aby przekazać taką ilość energii (przyjmijmy, że ze stratami w przetwornicy potrzeba wówczas 125 W) za pomocą linii +5 V, trzeba dostarczyć prąd rzędu 25 A. Co z pozostałymi elementami? W konsekwencji zasilacze musiały wytrzymywać prądy na linii +5 V o wartości 50 A! Stworzenie przetwornicy na tak wysokie prądy nie jest zadaniem łatwym. Konstruktorzy Intela, świadomi tych problemów, tworząc platformę Socket 478, wprowadzili nowy, czteropinowy, kwadratowy wtyk +12 V. Zasilanie to wykorzystywane jest tylko przez przetwornicę procesora. Dzięki napięciu +12 V ta sama moc 125 W może być przesłana przy prądzie 11 A.

17 Wersje standardu zasilania ATX ATX Podobnie jak ATX 1.0. różnica polega jedynie tym, że standard przewiduje dodatkową 6-pinową wtyczkę tzw. AUX oraz opcjonalnie złącza do zasilania dysków Serial- ATA. W praktyce wtyczka AUX jest wykorzystywana tylko przez stare bardzo nieliczne płyty pod Pentium 4. Miała tam wzmacniać napięcia 3,3V i 5V. Obecnie jest wykorzystywana tylko w nielicznych płytach serwerowych.

18 Wersje standardu zasilania ATX ATX Przewiduje użycie 24-pinowej wtyczki, 4-pinowej P4 i dodatkowo szóstki do zasilania kartygraficznej PCI-Express. Wymagane są złącza zasilające dla dysków Serial-ATA. Tego typu zasilacz wybieramy do płyt głównych ze złączem PCI-E oraz do płyt głównych przeznaczonych dla procesorów Pentium 4 na złącze LGA 775 (również tych ze złączem AGP). Warto dodać, że w przypadku płyt ze złączem 24-pin nie jest wymagany zasilacz ATX 2.0 ale jego zastosowanie znacznie zwiększa możliwości podkręcania sprzętu. Ponadto istnieją przejściówki zarówno 24-pin 20-pin jak i 20-pin 24-pin. Są też przejściówki molex Serial-ATA i molex PCI-E. Także po zastosowaniu przejściówek z każdego zasilacza można zasilić nowy komputer i jeżeli mamy dobrej klasy zasilacz ATX 1.0 lub 1.3 nie musimy go zmieniać przy ewentualnej modernizacji.

19 Wersje standardu zasilania ATX ATX Najnowsza wersja standardu ATX 2.2 nie opisuje dokładnie zasilaczy. Wzięło się to stąd, że nie wszystkie komponenty pecetów zmieniają się w tym samym czasie, dlatego wiele szczegółowych informacji zawartych jest również w innych dokumentach (np. normie Power Supply Design Guide). Duża liczba standardów sprawia z kolei problemy z dopasowaniem do siebie poszczególnych podzespołów. W związku z tym postanowiono zebrać i wydzielić informacje dotyczące zasilaczy w jednej oddzielnej dokumentacji, noszącej nazwę ATX12V Power Supply Design Guide. Najnowsza wersja z czerwca 2004 roku.

20 Problemy z zasilaczem Nie następuje inicjacja płyty głównej Występują samoczynne restarty komputera Zainicjowanie startu komputera udają się po kilkukrotnym załączeniu i wyłączeniu komputera Z okolic zasilacza rozchodzi się swąd spalonej izolacji Następują restarty komputera podczas niewielkich spadków napięcia w sieci energetycznej Występuje brak zasilania napędów pamięci masowej Dotknięcie obudowy powoduje odczuwalne porażenie prądem Nie słychać pracy wentylatora

21 Zasilacz awaryjny UPS (Uninterruptible Power Supply) to urządzenie, które pełni rolę zasilania awaryjnego na wypadek przerwania dopływu prądu. Dodatkowo stanowi rodzaj filtra sieciowego i poprawia stabilność dostarczonego napięcia oraz pełni funkcje bezpiecznika przepięciowego. Podstawą zasilacza UPS jest akumulator, który dostarcza energię elektryczną w razie zaniku napięcia w sieci energetycznej. Czas podtrzymania zasilania zależy od pojemności akumulatorów i od obciążenia na wyjściach urządzenia

22 Odmiany zasilaczy UPS zasilacze awaryjne off-line, zasilacze awaryjne line-interactive, zasilacze awaryjne on-line.

23 Zasilacz awaryjny off-line podczas pracy z poprawną siecią zasilającą zasila bezpośrednio z niej chronione urządzenia, jednocześnie mierzy parametry zasilania i ładuje wewnętrzne akumulatory. Podczas zaniku, nadmiernego obniżenia czy wzrostu napięcia w sieci zasilającej przechodzi na pracę awaryjną. W momencie przejścia na pracę awaryjną zasilacz uruchamia swój wewnętrzny falownik (zasilany akumulatorami) generując na wyjściu napięcie przemienne 230V jednocześnie odłączając się od wadliwej sieci zasilającej

24 Zasilacz line-interactive w zasilaczach line-interactive transformator główny pełni podwójną rolę pracując w układzie prostownika ładującego akumulatory (opcjonalnie, również stabilizatora napięcia wyjściowego) w trakcie pracy z poprawną siecią zasilającą, oraz w układzie falownika podczas awarii zasilania

25 Zasilacz awaryjny on-line zapewnia całkowitą separację zasilanych urządzeń od sieci zasilającej. Separacja jest wynikiem podwójnego przetwarzania. Zmienne napięcie sieciowe 230V przetwarzane jest na napięcie stałe, z którego jednocześnie ładowane są akumulatory, a następnie ponownie wytwarzane jest napięcie zmienne na wyjściu zasilacza o kontrolowanych parametrach. Zmiany napięcia wejściowego nie mają bezpośredniego wpływu na napięcie wyjściowe

26 Parametry zasilaczy Charakterystyka obciążania urządzeń wyjściowych określa jaka część mocy całkowitej [w VA] wykorzystywana jest przez PC Pobierana moc urządzeń wyjściowych moc zasilacza awaryjnego [w VA] powinna być dwa razy większa niż moc chronionego zestawu komputerowego Czas podtrzymania (min) tu znaczenie mają pojemności zastosowanych akumulatorów

27 Optymalne parametry UPS: moc wyjściowa 350 VA (210 W), częstotliwość 50 Hz, zakres napięcia wyjściowego V, kształt napięcia wyjściowego - sinusoidalny, filtracja napięcia wyjściowego - filtr przeciwzakłóceniowy, tłumik warystorowy, zabezpieczenie przeciążeniowe - bezpiecznik topikowy, progi przełączenia UPS - sieć V, zabezpieczenie przeciwzwarciowe i przeciążeniowe elektroniczne, czas podtrzymania powinien wynosić minimum 5-10 minut, czas przełączania na UPS - 3 ms.

28 Chłodzenie i wyciszanie komputera Wydajne układy scalone zbudowane są z milionów małych tranzystorów, emitujących podczas pracy spore ilości ciepła. Mikroprocesor, chipset czy układ graficzny pozbawiony dodatkowego chłodzenia zwyczajnie by się spalił, stąd tak duże znaczenie systemów chłodzących współczesnych komputerów PC.

29 Głównymi źródłami hałasu w zestawie komputerowym są: wentylator radiatora aktywnego montowanego na mikroprocesorze, wentylator zasilacza, wentylator radiatora aktywnego karty graficznej, dodatkowy wentylator montowany na obudowie, wentylator aktywnego radiatora chipsetu (rzadko spotykany, częściej są to radiatory pasywne), działające napędy typu twardy dysk i napędy optyczne, wpadające w rezonans elementy obudowy komputerowej.

30 Metody zmniejszania hałasu emitowanego przez zestawy chłodzące: zastosowanie mat wygłuszających wewnątrz obudowy komputerowej, zastosowanie gumowych elementów mocowania napędów, które zmniejszają przenoszenie wibracji.

31 Metody zmniejszania emisji hałasu generowanego przez komponenty komputerów wyeliminowanie tam, gdzie to możliwe, radiatorów aktywnych z wentylatorami i zastąpienie ich radiatorami pasywnymi, o większej powierzchni czynnej (zasilacze, mikroprocesory, chipsety); zamiana małych wentylatorów wysokoobrotowych dużymi wentylatorami niskoobrotowymi emitującymi mniejszy hałas (zasilacze); zastosowanie jednego dużego radiatora obejmującego swoją powierzchnią większość nadmiernie nagrzewających się układów i chłodzenie ich za pomocą jednego wentylatora (karty graficzne, płyty w formacie BTX); chłodzenie cieczą: chłodzenie wodne (mikroprocesory, układy graficzne), heat pipe (mikroprocesory, układy graficzne, chipsety).

32 Obudowa komputera (więcej w zasada działania komputera semestr I) Uzależniona od użytego formatu płyty głównej: AT ATX NLX BTX SFF Typy obudów: Desktop/ slimline desktop do montażu płyt NLX i małych ATX Tower (mini, midi, big)

33 Obudowa typu SFF SFF - Small From Factor, najpopularniejsze to: Home Teatrer Personal Computer (HTPC komputer jako centrum multimedialne). Obudowa dla płyt głównych mniejszych niż Micro ATX (Mini ITX) Game Cube większa od HTPC dla komputerówz płytami Micro ATX

34 SFF

35 Kryteria doboru obudowy Sposób montażu elementów Dopuszczalny format płyty Zasilacz z obudową Umiejscowienie zasilacza Liczba kieszenie montażowych 3,5 i 5,25 cala Miejsce na dodatkowe wentylatory Łatwy dostęp do wnętrza obudowy Zabezpieczenia wnętrza obudowy przed dostępem osób nieupoważnionych Dodatkowe złącza na przedniej ściance Dodatkowe wskaźniki

36 Praca domowa, cz.1 (str ) Urządzenia wejściowe Klawiatura komputerowa budowa, sposób podłączenia do komputera, działanie klawiatury, klawiatura komputera przenośnego, popularne urządzenia wskazujące: Mysz rodzaje, interfejsy myszy, Trackball Trackpoint Touchpad Tablet graficzny Mariusz Iwan Iwona Kubica

37 Praca domowa cz.2 (str ) Zewnętrzne urządzenia peryferyjne: Drukarki sposoby połączenia, budowa, zasada działania Typy : atramentowe, laserowe, igłowe, termosublimacyjne Kryteria wyboru drukarki: przeznaczenie, rozdzielczość, szybkość wydruku, koszty eksploatacji Skanery rodzaje: bębnowe, płaskie (CDD, CIS), ręczne Nowogórski Ireneusz Pankiewicz Krzysztof parametry: rozdzielczość, głębia kolorów, gęstość optyczna, przystawki do filmów Kryteria wyboru skanera: przeznaczenie, interfejs, dodtakowe programy, sterownik TWAIN Aparaty cyfrowe (kompaktowe, lustrzanki, hybrydy) i kamery cyfrowe Matryce CCD i CMOS Szudrewicz Sebastian Kryteria wyboru aparatu i kamery cyfrowej: przeznaczenie, przetwornik obrazu, ZOOM, nośnik Umińska Marta Opracowanie całości: Wolski Przemysław