Hallo, erstmal vorweg ich bin ein Noob in dem Gebiet der Elektrotechnik, aber ich brauche so eine Teststation und dummerweise find ich niemand der mir beim Anfertigen hilft, also muss ich das irgendwie selber schaffen die Idee dahinter: eine Station zum Testen von CPU-Kühler. Mit echten CPU geht das schlecht weil die Ungleichmäßigen Verbrauch haben selbst mit 100% Auslastung und die Temperaturerfassung auch schlecht ist. Also muss es eine Nachbildung werden. Das schwierigste ist, das der Chip einer CPU ja sehr klein ist aber genau dieser muss gleich Groß sein wie bei einer echten CPU weil sonst manche Kühler einen Vorteil hätten der in Echt nicht da wäre, Peltierelemente daher scheiden also aus. Ein Chip ist ungefähr 17mmx9mm Groß und 2-3mm dick und diesen baue ich für gute Wärmeübertragung aus Kupfer. Auf diesem Kupferblättchen kommt ein Originaler Intel Heatspreader und dazwischen Wärmeleitpaste... jetzt kommts zum Schwierigen Teil: Das kleine Kupferblättchen muss erhitzt werden mit ca 60-80 Watt mit Hilfe eines Widerstandrahtes (dafür Nutze ich ein gutes Labornetzteil), habe hier an Titan gedacht mit 0,2mm Durchmesser, diesen Verlege ich mit ein paar Bahnen unter dem Blättchen um auf eine gescheite Länge zu kommen. An diesem Blättchen muss auch die Temperatur gemessen werden um die Kühlleistung zu ermitteln (vermutlich mit einem PT100 Sensor, die gibts mit der Klasse A schon mit 2x2mm), dazu wird in der Mitte des Chips ein Loch gebohrt wo der Temperatursensor reingesteckt wird. Nun zu meinen Fragen: Widerstandsdraht aus Titan: geht das mit 0,2mm oder sind da 60 Watt einfach zu viel? Sollte ich nen Dickeren nehmen auch wenn da der Widerstand dann kleiner ist? Oder was anderes als Titan? Isolation: Wie Isoliere ich den Strom vom Widerstandsdraht so das die Wärme noch geleitet wird, da gibts ja Glimmerschreiben, aber muss ich da auf bestimmte Merkmale von dem Glimmer achten (zwecks Leitfähigkeiten der Wärme und Isolation vom Strom?) oder doch ein anderes Material Sensor: die Mini-PT100 Elemente haben ganz kurze Beinchen, diese muss ich um circa 15cm Verlängern - muss ich die auf eine bestimmte Kabelqualität achten weil sonst die Messergebnisse schlechter werden? schonmal vielen Dank für die Antworten!
Wie wäre es mit ein/zwei Leistungswiderständen? https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=446&LA=446 Etwas mehr Leistung. http://www.ebg-resistors.com/de/produktbereiche/ultra-hochleistungswiderstand/ Tim V. schrieb: > Widerstandsdraht aus Titan: geht das mit 0,2mm oder sind da 60 Watt > einfach zu viel? Kommt doch nur auf die Temperatur an, die er erreichen kann. Solange er nicht schmilzt oder heftig Chemisch mit seiner Umgebung zu reagieren beginnt, ist noch alles OK. Zur elektrisch Isolierung und mechanisch Befestigung, würde sich so etwas sicher gut eignen: http://www.polytec-pt.com/de/produkte/hochtemperaturklebstoffe-und-keramische-materialien/hochtemperatur-epoxide/vergussmasse/
Die Bahnen mit Quarzsand oder ähnlichem füllen. Schau dir das Füllmaterial bei Heizpatronen mal an ( Datenblatt ) Gruß JackFrost
Gast
#5416926
Tim V. schrieb: > Das kleine Kupferblättchen muss erhitzt werden mit ca 60-80 Watt mit > Hilfe eines Widerstandrahtes Sorry mir würden hierzu nur 2x 2N3055 auf einem Aluklotz einfallen, der an einer Stelle die Maße Deiner Wünsche hat. Den Rest dann dort anbauen ...
Könnte man nicht ein Heizelement eines 24V Lötkolbens benutzen? Z.B. Weller ( 80 Watt )...
Gast
#5417010
Tim V. schrieb: > mit ca 60-80 Watt mit > Hilfe eines Widerstandrahtes Das ist Unsinn, dafür gibt es Leistungswiderstände, und die sind auch zum Anschrauben an den Kupferblock, fertig ist die Heizung. Es müssen ja auch keine 1000 Grad erzeugt werden, solche CPUs gibt es nicht. 200 Grad reicht, dafür braucht man nichts besonderes. Georg
Gast
#5417103
Such mal nach Heizpatronen. Da ist bestimmt was passendes dabei. Oder wie schon gesagt Leistungswiderstände oder Lötkolben da hat man Netzteil und Regelung schon dabei.
Einzementierte Hochlastwiderstände zum Aufschrauben auf einen Kühlkörper. Die dann auf einen Kupferblock und das Ganze an allen anderen Seiten ausser der zum zu testenden Kühlkörper isolieren. Die Widerstände gut 30% überdimensionieren.
Wie möchtest Du die Pt100 Sensoren auslesen? Wenn Du ein Messgerät mit Vierleiteranschluß hast , dann an jedem Beinchen zwei Drähte anlöten. (Dabei aber das Sensorelement nicht Überhitzen!) Ansonsten NTCs , die Kennlinie ist zwar nocht so linear, aber die Widerstandsänderung so groß, dass Leitungswiderstande (die sich auch durch Temperatur ändern) ignorierbar sind. Gibt's auch in Sandkorngröße und fast jedes Multimeter kann die genau genug auslesen.
Gast
#5417555
Hallo Tim, Du könntest 2 von diesen Widerständen https://www.reichelt.de/Dickschichtwiderstaende-TO220/RTO-50F-22/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=89484&GROUPID=4336&artnr=RTO+50F+22&trstct=pol_5 rückseitig auf einen 17x9x10 mm³ Kupferklotz montieren. Die 10mm Dicke sorgt für weitgehende Temperaturhomogenität am Heatspreader. Die überstehenden Teile der Widerstände thermisch Richtung Heatspreader isolieren, z.B. mit Glaswolle und Mylar (Rettungsdecke). Die beiden Widerstände elektrisch parallel schalten, bei 30 V hast Du dann 81 W Heizleistung. Für die Anschlussleitung des Pt100 kannst Du dünnen Kupferlackdraht verwenden. Zwei solcher Drähte in der Mitte falten und gemeinsam vorsichtig verdrillen (Schraubstock + Akkuschrauber). Die gefaltete Mitte jeweils vorsichtig an ein Beinchen anlöten, fertig ist der 4-Draht Sensor.
Gast
#5417585
hallo Besorge dir einen Leisungswiderstand der am Besten zu der vorhandenen Stromversorgung passt. https://www.conrad.de/de/Search.html?searchType=REGULAR&search=TCP320F&category=%1Ft13%1Fc17441 Dazu baue einen Kupferkltz der die Abgabefläche von Widerstandsgröße auf die Kupferfläche des Kühlkörpers verringert. Und als Übergang von Widerstand auf Kupferklotz und Kupferklotz zu Kühlkörper besorge dir je ein Stück pyrolitischer Grafitfolie. http://www.hala-tec.de/products/interface-materials/graphite-foil-pyrolytic-anisotropic/tfo-y-pg-z18-x-y1600-wmknew.html Darüber brauchts dann noch eine Wärmedämmhaube, damit die zugeführte Energie auch als Wärme über den Kühlkörper weg muss.
Hallo, danke für die vielen Antworten! erstmal zum PT100 Sensor, dazu nehme ich ein Thermometer das einen direkten PT100 Eingang hat (kann mit Adapter angeschlossen werden), die Geräte haben eine Eigengenauigkeit von 0,03°c, rest ist da Ungenauigkeit vom Sensor, kosten ca 200-250€ zum Heizproblem: Ihr empfehlt ja Heizelemente die deutlich Größer sind, hat das einen Nachteil bei der Übertragung auf den kleinen Kupferchip? Auch sollte danach ja die Wärme der Heizelemente (Widerstände und was ihr alles Vorgschlagen habt) nicht auf den Heatspreader geleitet werden und der Abstand ist ja wirklich sehr gering zwischen Kupferchip und Heatspreader! Würdet ihr generell davon abraten Widerstandsdraht zu nehmen oder würde das auch gehen?
Gast
#5417649
Bei Konstantan wäre die Regelung einfacher. Wäre eine 60W Minihalogenlampe eingebaut, dann würde aus U*I die Leistung gemessen und errechnet werden für die Regelung auf feste Verlustleistung. 17*9*3mm sind sehr wenig. Ein Array von smd-Leistungshableitern mit kleinen Widerständen zur Symmetrierung fielen mir da ein. Oder viele smd-Dioden in Reihenschaltung mit viel Strom belastet. Im Prinzip entsteht die Verlustleistung im Prozessor auf ähnliche Art. Das ganze wird in einen Cu-Körper der passenden Größe eingegossen. Wie würden es Profis machen? Mit kleinen Elementen und kleineren Leistungen die Wärmeverteilung messen und dann hochinterpolieren.
mit weniger wirds schwieriger wegen messungenauigkeit, wenn ich nur noch eine range vom schlechtesten zum besten kühler von 10°c habe fällt das halt stärker ins gewicht
Gast
#5417689
Tim V. schrieb: > Das schwierigste ist, das der Chip einer CPU ja sehr klein ist Das ist eine Frage der Bezugsgröße. Ein Haswell ULT GT3 2C hat eine Die-Fläche von 181mm², also um die 13mm Kantenlänge
Tim V. schrieb: > Würdet ihr generell davon abraten Widerstandsdraht zu nehmen oder würde > das auch gehen? Und wie willst du die gewünschte 80W auf den Kühlkörper übertagen? Als Beispiel: Ein ungeregelter 50Watt Lötkolben würde locker 500°C heiss. Dein Problem ist die Wärme reproduzierbar zu übertragen ohne daß deine Widerstandsdrähte durchschmelzen. Ein fertiges Heizelement oder Lastwiderstände bestehen auch aus Widerstands/Konstantandraht, nur sind die schon so in ein Gehäuse/Kapsel einzementiert daß man eine Chance hat die Wärme gut abzuführen.
Udo S. schrieb: > Und wie willst du die gewünschte 80W auf den Kühlkörper übertagen? isoliert ein 2mm-3mm kupferblättchen so stark das der Widerstandsdraht so heiß wird im Gegensatz zum Kupferblättchen? Weil die Temperaturen beim des Kupferblättchen sollten so 50-100°c heiß sein - ich stell den Strom jedenfalls so ein das eine Temperatur von 90°c bei einem Intel Boxed Kühler gemessen werden was heißt denn einzementiert? Das hat wohl nichts mit Zement zu tun oder? Wolfgang schrieb: > Das ist eine Frage der Bezugsgröße. Ein Haswell ULT GT3 2C hat eine > Die-Fläche von 181mm², also um die 13mm Kantenlänge nehme den neuen 8700k als Bezug
Gast
#5417880
> was heißt denn einzementiert? > Das hat wohl nichts mit Zement zu tun oder? Doch. Impressionen dazu: https://www.google.com/search?q=zement+widerstand&client=firefox-b&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiN_b7dwPraAhVRyqQKHbZpDNIQ_AUICygC&biw=1376&bih=658
Gast
#5417929
Also die Zuleitung des Stromes zieht auch schon Wärme ab. Um das möglichst identisch zu machen, müssen ein paar Beinchen in Parallelschaltung den Strom ran schaffen. Mehr als maximal 500mA sollte ein Pin nicht an Strom liefern. Das IC-Modell besteht aus einem 17*9*3mm (2mm) Konstantanblock. Dieser ist an den kleinen Enden mit einer Kontaktfläche versehen an der die Pins angeschlossen sind. Wärmeleitende Keramik und oben eine Kupferschicht bilden die Oberfläche zum Kühlkörper. Daher verbleiben nur noch 2mm für den Konstantanblock als Dicke. Für die Kühlexperimente der viereckigen Prozessoren (486er, Pentium) bediente man sich der Dickschichttechnik auf Keramik. Auf der Unterseite wurden viele smd-Widerstände oder Dioden angebracht und damit geheizt.
hallo, hab jetzt nochmal ein bisschen weiter Leute befragt und mir wurden Mineralisolierte Manteilheizleiter noch empfohlen, was haltet ihr davon? Dann könnte ich den Chip 3mm dick machen und 1mm Tiefe und Breite Bahnen Fräsen lassen und so den Leiter verlegen, wäre das gut? Die haben auch nen Widerstand von 15ohm/m also ganz gut ach und noch ne Grundsatzfrage: Eignet sich ein Kupferblättchen am besten für das Vorhaben oder doch ein anderes Material?
kann mir keiner was dazu sagen?
Gast
#5438445
Was spricht denn dagegen einen ausgemusterten Prozessor als Heizelement zu benutzen? Der hat doch alle Voraussetzungen: - der Die der Warm wird hat die richtige Größe - Heatspreader schon dran - passt in die originale Fassung (d.h. Montage des Kühlers unter Originalbedingungen) Usw. Früher(tm) haben wir uns aus alten 486ern Kaffewärmplatten gebaut. Warum sollte also eine aktuellere CPU nicht auch warm werden wenn man an den Pins oder Pads genug Strom zuführt? Ich mein getestet hab ichs nicht, aber spricht was dagegen? Ich meine nicht eine funktionierende CPU die rechnet, sondern tatsächlich stumpf das Netzteil aufdrehen bis die CPU "glüht"...
Gast
#5438454
Alternativ, etwas komplizierter wäre mit heissen Öl eine Wärmeübertragung. Mittels Durchfluss und Temperaturdifferenz kann man die eingebrachte Leistung sehr genau nachweisen. Einen Wärmeübergang kann man sich sehr genau anfertigen (lassen). Braucht es nur mehr einen Industriethermostat, der die Temperatur und Durchfluss erzeugt und konstant hält.
das mit dem alten Prozessor würde zwar mein Problem mit dem wärme erzeugen lösen, aber dann weiß ich nicht wie ich die temperatur vom chip messen soll... ich kann ja schlecht von unten durch ein loch in den chip reinbohren, von der seite oder so geht ja auch nicht
Gast
#5439420
Um die Temperatur des Chips zu bestimmen muß Deine Heizung NTC oder PTC Eigenschaften aufweisen. Du mußt I*U genau auf Dein P regeln. Aus U(I,T) bekommst Du die Temperatur ausreichend genau heraus. Dazu wird ein defekter Prozessor ausgefräßt und das ganze mit mit einer guten wärmeleitfähigen Masse ausgefüllt. Angesehen wird das Ganze mit einer IR-Kamera. Sehr viel mehr Aufwand treiben die Profis übrigens auch nicht, denn Aufwand kostet mehr Zeit und mehr Geld. Wenn noch etwas mehr gemacht wird, dann wird ein ganz dünnes Drähtchen als Thermoelement eingeklemmt zwischen Prozessor und Kühlkörper. Und dann gibt es noch die EMV-Box in die man sich begibt, wenn man den Übergang von der Metallfläche zum Alukörper, d.h. diese Gesamtfläche als "Thermoelement" verwendet. Die Ideen liegen so weit hier das möglich ist auf dem Tisch. Dein Problem ist nun folgendes: https://de.wikipedia.org/wiki/Buridans_Esel Die Auswahl, welche Vorschläge durch Deine technischen Ausrüstungen vor Ort möglich sind, kann Dir keiner abnehmen. Wenn als Ergebnis am Ende keiner mehr übrig bleiben sollte, dann musst Du das so akzeptieren.
zwischen Prozessor und Kühlkörper darf man nicht messen^^ egal, ich gehe jetzt nach dem Prinzip einfach auszuprobieren frage bei nem CNC unternehmen nach wie wir das realisieren Könnten mit der Halterung für das ganze (also damit man die Kühler befestigen kann) und wie wir eine Ähnliche Nachbildung hinbekommen mache einen 2 oder 3mm dicken Kupferblättchen mit den genau gleichen Maßen wie den 8700k, Lasse 1mm Breite Bahnen reinfräßen um einen Mineralisolierten Heizleiter reinzumachen und in der Mitte vom Chip kommt ein 2mmx2mmx2mm Großer PT100 Sensor wenns Klappt hab ich wohl die beste Kühlerteststation überhaupt, wenn nicht dann halt ein neuer Anlauf!
Gast
#5440022
Ein Array von 36 SMD Dioden im SOD 323 Gehäuse oder SMD-Widerständen kann diese Verlustleistung auch aufbringen. Im Normalbetrieb gingen nur 0,2...0,4W je Diode, aber mit wärmeleitenden Gießharz gefüllt und darauf eine Kupferkühlfläche mit dem Harz zugleich geklebt kann auch merklich mehr erreicht werden. kyocera.de: Kyocera bringt temperaturbeständiges Epoxid-Gießharz mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf den europäischen Markt Das innovative Gießharz zeichnet sich durch unerreichte 6 W/mK und eine hohe Fließfähigkeit aus. Zu den Anwendungsbereichen zählen neben Antriebsmodulen auch BGA-Packages mit langen Kupferdrähten.
Hallo, kleines Update: Hab nun alles Geplant und Fräspläne mit einem Maschinenbauingeneur erstellt. Nun bleibt noch eine Frage offen: Welche Kupferligierung? Welche Kupferligierung leitet am besten Wärme? Reines kann man ja nicht nehmen laut meinem Ingenieur, deswegen welche Ligierung wäre dafür am geeignetsten? Preis ist völlig Wurscht da es sich um einen sehr kleine Chip handelt. Grüße
da sind irgendwie tausende pdfs mit fachbegriffen und diagrammen die ich nicht raffe und ich finde irgendwie keine auflistung sortiert nach wärmeeigenschaften :(
Gast
#5491490
Wähl die Kupferlegierung nach Bearbeitbarkeit, nciht nach Wärmeleitfähigkeit aus. Dass das Zeug beim bearbeiten nicht schmiert weil es butterweich ist, ist viel wichtiger als die 1% unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit. Dafür nimmst Du dann das hier zur Hand: https://www.kupferinstitut.de/fileadmin/user_upload/kupferinstitut.de/de/Documents/Shop/Verlag/Downloads/Verarbeitung/i018.pdf Wenn Du jetzt noch lange weile hast, kannst Du ja von den gut zerspanbaren das raussuchen das am besten Wärme leitet...
Gast
#5491565
OK, das war vielleicht etwas viel. Man vergisst schnell dass Datenblätter lesen für jemand der sich mit dem speziellen Thema nicht gut auskennt wie böhmische Dörfer ist. Aus Informationsdruck I018 "Spanende Bearbeitung" S.28ff sucht man sich die gut zerspanbaren also Gruppe 1 und schaut dort nach den niedriglegierten. Niedriglegiert weil es das Kupfer ist das so gut Wärme leitet, je mehr Legierungselemente man dazu kippt umso mehr wird die Wärmeleitfähigkeit gemindert. Wenn man sich dann noch aus der Ausbildung anno dazumal erinnert dass elektrische und Wärmeleitfähigkeit stark korellieren, hat man schon was wo man nachschauen kann. S.29 oben CuPb1P, CuSP, CuTeP Also holen wir uns I008 "Niedriglegiert Kupferwerkstoffe". Ganz am Anfang finden wir Bild 1, wo Cu* und Cu** die beste elektrische Leitfähigkeit haben. Also schauen wir uns die näher an, welche davon gut bearbeitbar ist. Eine Suche nach Wärmeleitfähigkeit fördert außerdem wieder CuSP und CuAg-Legierungen zu Tage. CuAg ist aber zerspanend schlecht zu bearbeiten. Aber die drei Legierungen von oben sind gut zerspanbar. Ich würde mir eine von denen aussuchen: CuPb1P, CuSP, CuTeP
Gast
#5491573
Werte für die Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C: hochreines Kupfer (>99,998%): 394 W/m*K CuSP (W.Nr. CW114C): 374 W/m*K Dafür ist es aber ein Standardwerkstoff für Automatendrehteile - also gut zerspanend zu bearbeiten.
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