Wak-Projekt-Tagebuch

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Einleitung:

Nachdem ich dieses Jahr in der HTL-Donaustadt (hoffentlich ) maturiere und mit zwei Kollegen eine Diplomarbeit mit PC-Wasserkühlungs-Bezug in Angriff genommen habe, will ich auf Overclockers.at eine Art "Projekt-Tagebuch" veröffentlichen. Ein Kollege von mir und ich, werden den Thread regelmäßig updaten (wenn es die Zeit zulässt) und immer den aktuellsten Stand publizieren.

Das Projekt:

Offizieller Name - "Wasserkühlkreislaufüberwachung mit Not-Aus"

Informationen über das Projekt:

Das Gerät, soll einen (PC-)Kühlkreislauf regeln und überwachen. Falls Wasser aus dem Kreislauf austritt, erfolgt eine Notabschaltung (Vorbeugung von Kurzschlüssen). Der Füllstand, die Fließgeschwindigkeit und die Temperatur der Kühlflüssigkeit werden gemessen/überwacht.

Prinzip einer Wasserkühlung:

Eine Pumpe fördert destilliertes Wasser über einen speziellen CPU-Kühlkörper, um die Abwärme des Prozessors aufzunehmen. Ein Radiator kühlt die erwärmte Flüssigkeit mit Hilfe eines Lüfters wieder herab und der Füllstandsbehälter (Ausgleichsbehälter) sorgt für die Entlüftung des Kreislaufs.

Die Vorteile einer Wasserkühlung im Gegensatz zu einer Luftkühlung, sind eine wesentlich höhere Effizienz und geringere Geräuschentwicklung. Die Effizienz ist höher, da Wasser eine 25x bessere Wärmeleitfähigkeit als Luft bietet.

Die Geräuschentwicklung ist wesentlich geringer, da die einzige Lärmquelle der Lüfter auf dem Radiator ist. Da dieser wesentlich größer als ein durchschnittlicher CPU-Kühler ausfällt, kann er mit geringerer Drehzahl mehr Luft fördern als ein kleiner Lüfter. Die Pumpe ist so gut wie geräuschlos.

Wasserkühlungen werden (wegen ihrer Effizienz) auch gerne in Rechenzentren eingesetzt. Hersteller nutzen auf diesem Gebiet schon länger die Vorteile von Wasserkühlkreisläufen

Einfacher Kühlwasser-Kreislauf:



Kühlwasser-Kreislauf in einem PC-Gehäuse:



Im Gegensatz zu einem Standard-Kühlwasserkreislauf, überwacht das Produkt den Kühlkreislauf mittels Sensoren.

• Temperatursensor
• Durchflusssensor
• Füllstandssensor

• Überhitzungsschutz:
  Über einen Temperatursensor wird die aktuelle Temperatur der Kühlflüssigkeit überwacht. Falls diese einen vorher eingestellten Wert überschreitet, wird der PC heruntergefahren.
• Stillstandskontrolle:
  Über einen Durchflusssensor („Wasserrad“) wird die ununterbrochene Bewegung im Kühlkreislauf sicher gestellt. Falls der Sensor Stillstand meldet, wird der PC-abgeschaltet.
• Füllstandüberwachung:
  Im Ausgleichsbehälter wird der aktuelle Wasserstand kontrolliert. Falls dieser unter ein gewisses Niveau fällt, ertönt ein akustisches Warn-Signal. Falls der Wasserstand stark abnimmt (Leck im Kreislauf), wird der PC abgeschaltet.
• USB Interface:
  Die Kommunikation zwischen einem PC und dem Gerät ist mittels USB gewährleistet. Somit kann die aktuelle Kühlmitteltemperatur ausgelesen werden. Falls die Pumpe ausfällt kann der PC über das Betriebssystem heruntergefahren werden.
• Temperaturanzeige:
  Diese Anzeige befindet sich auf der Blende eines 5.25“ PC slot (cd-rom). Mittels dieser Anzeige kann die Kühlmittel- und CPU-Temperatur angezeigt werden.
• Gehäuse:
  5.25“ Slot (CD-Rom Gehäuseschacht im PC)
• Versorgung:
  12 Volt (über PC-Netzteil)

So... heute hatten bzw. haben gerade Projekttag

Ich habe mit der Handy-Kamera von einem Kollegen ein paar Pics gemacht und weiter mit meinen Kollegen herum gebastelt...

so sieht das zern-democase aktuell aus (wurde aufgeräumt und zweite pumpe für redundanz entfernt)


Hier noch einmal das Ganze von innen


Hier der Coolplex 25 von watercool, wo später der schwimmersensor für wasserstand und der temperatursensor für wasser-temp. reinkommen


Hier der Durchflusssensor


Super Pi/3D-Mark und Speedfan für die Temperatur-Messung


So misst man einen Sensor richtig


Hier der Widerstand vom Sensor (falsch! )


Was wir heute rausgefunden haben... es ist schwer einen Temperaturanstieg zu bekommen, wenn die Wasserkühlung absolut überdimensioniert (im Gegensatz zur Hardware) ist und ein Temperatur-Sensor im dritten Anschluss vom Coolplex-AB macht kaum sinn, da kein Wasser vorbei fließt (viel kühlere Wassertemperaturen, als in Wirklichkeit)

beim coolplex bild sieht man schön, was ich meine.... ganz unten sieht man einen grünen fleck, wo der temp-sensor drinnen steckte.... es war noch ein bisschen farbe auf der tülle, aber sie verbreitete sich nicht einmal in den AB => sprich, es sammelte sich in dieser "mulde" kühleres wasser und wurde kaum vom richtigen wak-kreislauf erwärmt

jetzt haben wir den temp-sensor einmal von oben in den AB gehängt und haben nun richtige werte

heute war wieder projekttag.....

direkt am case wurde heute nichts verändert, dafür wurde viel an den schaltungen rumgebastelt

vor allem mit der temperatur-schaltung haben wir uns genauer befasst und in PSPICE schon getestet (OPV-Schaltung linearisiert die NTC-Widerstands-Kurve)

Unser zukünftiges LCD (mit Rücklicht!!! ) haben wir auch schon zu Gesicht bekommen.... aber leider noch kein eigenes erhalten

Ausserdem wurden auch noch ein paar Datenblätter im Internet recherchiert....

5.12.2006

omg, als ich den Tisch sah (neben dem Monitor) musste ich sofort an die HTL denken, dann scroll ich nach oben und lese "Donaustadt"
Abteilung/Lehrer?

Es wird ja wirklich jeder sch... als Projekt zugelassen
Beim Tag der offenen Tür hab ich allerdings kein WaKü Case gesehn

Klingt ja alles recht interessant, da ja später mal vielleicht etwas gutes herauskommt ein paar fragen.

Wie unterscheidest du ob der Wasserstand wegen Verdunstung geringer geworden ist oder durch ein Leck, sollte ja beides einen deutlich anderen Zustand auslösen.

Wird der Durchfluss überwacht und gemittelt um bei starker Abweichung ein Abschalten zu gewährleisten oder einfach abgeschalten wenn es keinen Durchfluss mehr gibt.

Wie hast ist die Abschaltung geplant, wird über den Powerswitch eine Abschaltung gemacht oder direkt am Netzteil um eine Einmischung des Systems zu verhindern.

Wird das ganz mit irgendeinem µC geregelt und ja mit welchem.

@ daisho

I-Abteilung / Projektbetreuer: Bauböck und Fischer

Beim Tag der offenen Tür war ich nicht da, aber meine Kollegen standen Wache... das Case war ausgestellt, aber es kamen nicht sonderlich viele Leute zu ihnen (wie ich informiert wurde)

@ castlestabler

Den Füllstandsensor/Schwimmersensor haben wir leider noch nicht (jaja.... Lehrer und Bestellungen). So wie es aussieht gibt es bei dem Schwimmersensor aber nur Status: Voll/leer (ausgefahren/nicht ausgefahren = kurzschluss/leerlauf) und keine genaueren zwischenwerte. Somit können wir nur messen, wenn ein Leck auftritt => Wasser im AB sinkt

Der Durchflussensor misst auch nur bewegung/keine Bewegung (kurzschluss/leerlauf)... wenn der Sensor dem Prozessor also meldet, dass kein Durchfluss stattfindet => soll per USB runtergefahren werden (nicht so dringend wie bei Not-Aus bei Leck)

Geplant ist es, dass wir direkt über den ATX-Stromstecker den Not-Aus durchführen.

Wir benutzen den Microchip PIC18F2220 => Rj12 Anschluss zum programmieren

Zitat von TOM

Den Füllstandsensor/Schwimmersensor haben wir leider noch nicht (jaja.... Lehrer und Bestellungen). So wie es aussieht gibt es bei dem Schwimmersensor aber nur Status: Voll/leer (ausgefahren/nicht ausgefahren = kurzschluss/leerlauf) und keine genaueren zwischenwerte. Somit können wir nur messen, wenn ein Leck auftritt => Wasser im AB sinkt

ich ging mit den lehrern einige varianten durch, wie wir die füllstandsmessung durchführen könnten.... im endeffekt entschieden wir uns für einen schwimmersensor da dieser relativ simpel zu integrieren war (AB) und auch nicht zu teuer => ultraschallmessung war z.B. zu aufwändig und teuer.... da erfüllt der schwimmersensor fast die selbe arbeit bei einem bruchteil des preises

Auch sehr primitiv ist ein PTC, zur Füllstandskontrolle, die Dinger sind super billig und die Kühlung im Wasser funktioniert super und durch die Erwärmung an der Luft schlägt er innerhalb von 10-20sec an und man kann mehr einsetzen, als nur einen einzigen Sensor.

Für ein Maturaprojekt reichen die Erfassung so wie du sie beschreibst locker, es war nur nicht ganz ersichtlich ob du das nebenbei machst oder als arbeit abgeben musst.

Hi,

Du könntest auch noch einen Sensor nach den Raddi machen und übers LCD Display ausgeben um wie viel er das wasser geühlt hat
Wenn Sensoren brauchst, würd ich welche herschenken. (Kärnten allerdings)

lg

@ castle

naja, die luft im ab wird nicht wesentlich kühler sein als das wasser.... in dem fall ist ein widerstand viel zu träge und es geht im fall der fälle viel zu viel zeit verloren => kurzschlussgefahr da viel zu spät der saft abgedreht wird


@ evermind

das sind eher spielereien die nichts mit der funktionalität der regelung/überwachung des gesamten kreislaufs zu tun haben

für das sensoren-angebot... thx

Also das mit dem Problem das das Wasser wärmer ist als die Luft ist, ist gar kein Problem, die Dinger sind innerhalb kürzester Zeit an der Luft auf über 60°C und bleiben bei vernünftig gewähltem Strom auf 90°C ungefähr stehen, das ganze funktioniert spitze und ist extrem klein.

Es ist im Prinzip nicht langsamer und vor allem sehr viel billiger als ein Schwimmfühler, aber ist so und so nur als Möglichkeit zu verstehen, habe das ganze auch für ein Maturaprojekt gemacht, aber dort noch für ein Aquarium und die Dinger sollen auch teilweise sehr viel wärmer als Raumtemperatur sein.

Zitat von TOM

=> kurzschlussgefahr da viel zu spät der saft abgedreht wird

Welches display verwendet ihr denn?(controllerbaustein)

Die implementation der sensoren dürfte ja noch die leichte übung sein, die ansteuerung per usb stell ich mir interessant vor

er meinte ja kurzschluss wenn das wasser aufs mainboard kommt!

das projekt find ich sehr interessant, aber sei mir nicht böse, uns hätten sie das vom umfang her nicht machen lassen, schon gar nicht zu dritt!!

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