Rekenen aan een Peltier
Peltiers zijn een favoriet middel om de processor nog verder te koelen, en het onderste uit de kan te halen, wat overclocken betreft. Wat is een peltier, hoe werkt zo'n peltier, en hoe moet deze gebruikt worden om het maximale rendement eruit te halen?
In het volgende stukje tekst probeer ik zo duidelijk mogelijk uit te leggen wat er met een peltier mogelijk is, en waar op te letten.
Introductie
Een peltier is een plaatje keramisch materiaal, welke uit twee gescheiden lagen bestaat. Zodra er een gelijkstroom op wordt gezet, zal een kant warm worden, en een kant koud. Het temperatuurverschil tussen beide kanten kan oplopen tot 65 graden Celsius. De koude kant is ideaal om een processor mee te kunnen koelen. De warme kant moet zeer goed gekoeld worden, anders zal deze zijn warmte niet kwijt kunnen, en zal de koude kant ook warm worden.
De werking
Peltiers werken volgens het "Peltier Effect", wat al in 1834 ontdekt is. Als er door een overgang tussen twee verschillende materialen een gelijkstroom loopt, zal een van de materialen afkoelen, een de ander opwarmen. Dit principe is verder ontwikkeld tot de huidige peltier. De stroom loopt door weerstanden, welke rechtop staan tussen de twee keramische platen. De weerstanden bestaan uit verschillende geleidende materialen, het een van een P-type materiaal (positief geladen), het ander van een N-type materiaal (negatief geladen). Het keramiek zorgt voor de nodige stevigheid, en elektrische isolatie.
Zodra een elektron van het P-type materiaal naar een N-type materiaal stroomt, zal het elektron in een hogere energie staat komen. Dit kost energie (koude kant). Gaat het elektron terug naar het P-type, dan zal het elektron terugvallen naar de lagere energiestatus, en zal de energie vrijgeven aan het P-materiaal. (warme kant).
De "klassieke" opstelling
Peltiers worden voornamelijk met lucht gekoeld. Aangezien een peltier behoorlijk veel energie afgeeft (zie ook rekenwerk) is dit niet de meest ideale oplossing, maar vaak voldoet het.
Op de processor wordt een zgn. "coldplate" aangebracht. Hierop komt de peltier. Op de peltier komt vervolgens een koelrib met fan.
Een coldplate is een plaatje koper of aluminium. Aangezien de peltier zelden even groot is als de processor (zeker de krachtiger peltiers zijn wat groter, ongeveer 40x40 mm) zal, indien er niet gebruik wordt gemaakt van een coldplate, een deel van de koude verloren gaan, omdat een deel van de peltier geen contact heeft met de processor.
Van boven naar beneden:
Fans
Koelrib
Isolatie
Peltier
Coldplate
Processor
Isolatie
Aandrukplaat (kunststof)
Op de peltier moet een groot koelelement aangebracht worden. Wil de peltier effect hebben, dan zal deze zo goed mogelijk gekoeld moeten worden. Wil men voor luchtkoeling gaan, dan is een Alpha koeler of vergelijkbaar aan te raden. De koelers die er soms af fabriek aangeplakt zijn, voldoen in de verste verte niet. Zorg dat deze eraf te halen zijn (zonder schade), of koop een dergelijke peltier niet. Dit leidt enkel tot teleurstellingen.
De "waterkoeling" opstelling
Van boven naar beneden:
Waterblok
Peltiers
Coldplate
Processor
Koelrib om achterkant te koelen
Waterkoeling is veel efficiënter dan luchtkoeling. Een waterkoeler is dan ook ideaal om te gebruiken in combinatie met peltiers. In plaats van de luchtkoeler wordt er op de peltier een waterkoeler gezet. Deze houdt de temperatuur van de warme kant van de peltier lager dan een luchtkoeler, waardoor de koude kant van de peltier ook lager blijft. Temperaturen aan de koude kant van ruim onder het vriespunt zijn dan ook eerder regel dan uitzondering.
Andere opstellingen
Met peltiers zijn ook andere opstellingen mogelijk. De meest gebruikte na het koelen van de processor is het koelen van het koelwater. Immers, hoe kouder het koelwater, hoe kouder de processor. Hiervoor wordt meestal gebruik gemaakt van luchtgekoelde peltiers, omdat anders het eind zoek is. Dan blijf je met meerdere koelwaterlussen zitten. Voor een voorbeeld hiervan, bezoek de site van Frostyfox.
Verschillende peltiers
Peltiers zijn er in verschillende wattages en afmetingen. De iets grotere (40x40mm) lijken het meest geschikt voor het koelen van processoren. Het wattage kan variëren van 30 watt tot 72 watt. Een vuistregel is dat de peltier minimaal hetzelfde vermogen moet hebben als wat de processor afgeeft. En hierbij komen we op het rekenwerk.
Rekenwerk
Rekenen aan een peltier is een behoorlijke klus. Door een aantal uitgebreide formules kan men berekenen welke temperatuur de peltier zal bereiken, en welk wattage nodig is voor een bepaalde temperatuur. Voor uitgebreide rekenvoorbeelden, lees de volgende artikelen:
Peltier Basics
An introduction to thermoelectric coolers
Gelukkig voor de slechte rekenaars, of de mensen die snel klaar willen zijn, vond ik volgende excelsheet op internet. Door middel van de excelsheet is eenvoudig na te gaan wat het wattage is van verschillende processoren, in diverse (overgeclockte) situaties, en met welke peltier een bepaalde temperatuur is te bereiken. Gegevens die de sheet nodig heeft zijn de volgende:
Processortype
Orginele processorsnelheid
Overclockte processorsnelheid
Voltage
Wattage peltier
Temperatuur van de warme kant van de peltier
Aantal gebruikte peltiers
Wat mij betreft een programmaatje wat een 10 met een griffel verdient.
Een richtlijn is ook zonder rekenwerk te geven:
Een peltier moet minimaal hetzelfde wattage hebben als wat de processor afgeeft. Dit houdt voor een celeron 366@550 bij 2.0 volt in, dat de peltier minimaal 33 watt moet trekken, maar liefst meer.
Voedingen
Een peltier trekt zeer veel stroom. Het wattage van een bruikbare peltier bedraagt tussen 60 en 72 watt. Om dit op dezelfde voeding te zetten als de rest van de computer, is in sommige gevallen mogelijk, maar het is beter om de peltier een aparte stroombron te geven. Probeer voordelig aan een AT voeding te komen. Een peltier is eenvoudig aan een stroomstekker voor bijv een CD-rom drive aan te sluiten.
Elektrische aansluitingen
Om er voor te zorgen dat de AT voeding aangaat zodra de computer aangezet wordt, is het wellicht het makkelijkst een stekkerdoos met aparte schakelaar te gebruiken. Hierop kan ook de pomp voor de waterkoeling op aangesloten worden. Ook bestaan er stekkerdozen, welke een aantal stopcontacten automatisch aanschakelen, zodra door het "master" stopcontact stroom loopt.
Dit is ook te maken door een 12v relais te gebruiken. Op het relais wordt een stekerdoos aangesloten, en als stuurspanning kan een 12v aansluiting van de voeding van de computer fungeren.
Mogelijke problemen
Bij het gebruik van peltiers kunnen er enkele mogelijke problemen ontstaan:
De computer start helemaal niet meer, of werkt zeer gebrekkig.
Waarschijnlijk is de peltier dan aangesloten op de voeding van de computer, welke het gevraagde vermogen niet kan leveren. Sluit de peltier aan op een losse voeding.
De peltier koelt niet tot nauwelijks, of warmt de processor zelfs op.
Een peltier moet minimaal hetzelfde vermogen gebruiken, als de processor afgeeft. Voor een celeron houdt dit dus in dat een peltier minimaal 35 Watt moet zijn. Anders onttrekt de peltier te weinig warmte van de processor, wardoor de processor zelfs opgewarmd kan worden.
Een andere mogelijkheid is dat de koeling van de peltier het niet aankan. Een processor alleen geeft ongeveer 35 Watt aan warmte af, met een peltier erbij is dit minimaal het dubbele, maar vaak nog meer:
Een Athlon 500, welke overclockt is tot 750 MHz, zal bijvoorbeeld al 70 Watt aan warmte afgeven. Een peltier doet hier ook nog eens 70 Watt bij, waardoor het totaal op 140 Watt komt. Dit moet de koeler wel kunnen trekken. Met luchtkoeling is dit nauwelijks te doen.
De peltier werkt prima, alleen na een tijdje is de processor veranderd in een klont ijs.
Een peltier kan, mits goed gebruikt, temperaturen tot ver onder het dauwpunt (ongeveer 12 graden) opleveren. En dan komt er een gevaar om de hoek kijken: Condensatie. Doordat de koude kant zo koud wordt, zal waterdamp uit de lucht neerslaan op de koude onderdelen, en in sommige gevallen zelfs vastvriezen. Dat dit niet wenselijk is, hoef ik natuurlijk niet uit te leggen. Om condens te voorkomen, zal de processor goed moeten worden ingepakt, zodat er geen lucht meer bij de processor kan, en de isolatie niet zo koud wordt dat daarop de waterdamp condenseert. Voor meer over condens, zie deze pagina.
toch iets over het hoofd gezien!!! THNX 
wat is dan de beste keuze? 
:strip_icc():strip_exif()/u/17182/avatar_57c.jpg?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/12820/SweChef.jpg?f=community)
Dit topic is gesloten.