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Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[51] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteTurk182 » 27 ago 2021, 7:29

Ciao Foto Utentestefanopc, grazie per l'ultimo progetto proposto. Anche questo mi sembra ben descritto e performante.
Probabilmente non lo sceglierò comunque (è decisamente più complesso), ma sono contento che vengano segnalate possibili varianti.

Per quanto mi riguarda, ho deciso di realizzare il circuito originale, senza modifiche (EL1_v0).
Ma a parità di carico impostato, vorrei farlo lavorare più fresco possibile.
Per questo, come accennato al post (23), utilizzerò due dissipatori con Heat Pipe per CPU, con ventole da 120mm ( https://www.deepcool.com/product/cpucoo ... 2723.shtml )

Una coppia di questi moduli dovrebbe poter dissipare fino a 180W x 2 = 360W.
In teoria, più di quanto sia necessario al sistema.
Ma per tenerli relativamente vicini (50 mm. di distanza tra i relativi dissipatori) è necessario disporli affiancati, con le ventole alle estremità (sinistra e destra) che soffiano verso l'interno.

Le superfici di contatto dei dissipatori verranno fissate ad un "ponte" in rame (due blocchi uniti da 150 x 50 x 5 mm.), con al centro del ponte (sul lato interno) il TO-3 dell'MJ11032 e alle estremità del ponte (sul lato esterno), il resto dei componenti da dissipare.

Double_Heatsink_.jpg

Sfortunatamente, con questa configurazione i due flussi d'aria in uscita dai dissipatori si scontrano in mezzo.
Comne si può immaginare è la peggiore delle condizioni.
Per risolvere il problema, ho disegnato due semplici forme (da realizzare con lastra di alluminio o acciaio da 0.5 mm. o anche meno) che deviano al centro i due flussi d'aria (Unaa "fronte - Retro", l'altra "Sopra - Sotto").
Questo accorgimento dovrebbe migliorare l'uscita dei flussi (evitando lo scontro) e generare per quanto possibile, meno turbolenze.
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[52] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteTurk182 » 27 ago 2021, 9:02

Indicatori di tensione e Corrente.
Nel circuito originale viene descritto come aggiungere un Voltmetro / Amperometro Digitale, in alternativa ad indicatori Analogici.
http://www.microcontroller.it/Progetti/ ... load_3.htm

Ma a parte la maggiore complessità del circuito, c'è la necessità di un elaborato deviatore multiplo che commuti la lettura tensione/corrente, come di un alimentatore per il display LCD.

Per i motivi già esposti (evitare di limitare la tensione minima, evitare possibili disturbi di alimentazione, limitare la complessità), sono senz'altro per impiegare indicatori Analogici.

Su Aliexpress se ne trovano in molte varianti, per forma, dimensioni e classe (2.5 - 2.0 - 1.5).
Quest'ultima è di solito inversamente proporzionale alla dimensione dello strumento.

Quindi, indicatori di piccola dimensione (meno di 70 x 60 mm) sono generalmente di Classe 2.5, quelli da 60 x 70 mm. si trovano anche in classe 2.0, mentre gli unici che ho trovato di Classe 1.5 sono quelli con quadrante da 100 x 80 mm.

Il prerzzo medio, spedizione compresa è di circa 5-6 euro per i classe 2.0 (70 x 60 mm.), 10-12 euro per i classe 1.5 da 100 x 80 mm.

Per non eccedere con le dimensioni, avrei scelto un Voltmetro (0 - 50V) e un Amperometro (0 - 20A), entrambi classe 2.0, da 70 x 60 mm.
Questi.
Voltmetro: https://www.aliexpress.com/item/4000326 ... 5CQGp&mp=1
Amperometro: https://www.aliexpress.com/item/4000326 ... 5CQGp&mp=1

Non credo valga la pena di guardare a strumenti Analogici più seri e costosi, considerando che la loro principale funzione è di fornire un'indicazione visiva, che si sta lavorando all'interno dei parametri impostati.

Comunque non li ho ancora acquistati.
Se pensate ci siano motivi validi per non sceglierli, fatemelo sapere, grazie. :roll:
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[53] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 27 ago 2021, 14:33

Turk182 ha scritto:... Ma per tenerli relativamente vicini (50 mm. di distanza tra i relativi dissipatori) è necessario disporli affiancati...


E disporli affiancati ma con entrambe le ventole da un lato (ruotati di 90 gradi rispetto al tuo disegno ed appoggiati uno all'altro) non ti andrebbe bene ?
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[54] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteTurk182 » 27 ago 2021, 15:39

Ciao Foto UtenteEtemenanki, immagino tu intenda affiancati così:
Double_Heatsink_side-by-side.jpg

Si, sarebbe la disposizione più ovvia, se non allungasse il ponte di 35, 40 mm. portandolo da 150 a 190 mm.
Ho pensato che aumentare la distanza tra i blocchi Heat Pipe (nonostante il ponte sia in rame) non fosse una cosa positiva ai fini della dissipazione.
Tu ritieni sia indifferente?
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[55] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 27 ago 2021, 16:50

Si, intendevo cosi ... con uno spessore del ponte di 5mm non dovrebbe creare troppi problemi, se e' di rame massiccio, ma ovviamente se si puo fare anche un po piu spesso e piu largo e' meglio.

La cosa piu importante e' comunque un buon accoppiamento termico fra ponte e dissipatori e soprattutto fra ponte e transistor, quindi superfici il piu piane possibile e pasta termoconduttiva quanto basta, inoltre con una configurazione del genere, se proprio e' indispensabile isolare il transistor dal dissipatore, forse sarebbe meglio isolare il ponte dai blocchi heatpipe invece del transistor, cosi il trasferimento termico a livello di transistor, che e' il punto piu "critico" migliora un po.

Ci sarebbe anche un'altra cosa fattibile per incrementare ulteriormente il trasferimento di un altro po', ma dipende dal fatto che il transistor sia "piatto" sopra, si tratta di realizzare una "caviglia" (o staffa sagomata) sopra il transistor, anche solo in alluminio, che vada in appoggio sul coperchio superiore ed incorpori i filetti per le viti con cui fissare il transistor ed una sporgenza laterale a gradino in appoggio sul ponte, ma forse e' una cosa un po eccessiva da realizzare senza accesso a qualche macchina utensile, perche' richiederebbe tolleranze veramente strette.

Se lo tieni piu largo (il ponte) potresti anche aggiungere degli ulteriori spessori in rame a contatto con le alette esterne dei blocchi heatpipe, quelle rialzate, portandole allo stesso livello del blocco heatpipe (non un grandissimo incremento di trasferimento, ma tutto fa brodo ;-) )
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[56] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 27 ago 2021, 23:38

Altrimenti potrebbe essere una ipotesi forse migliore montare i due dissipatori come nel disegno.
La sbarretta di rame (quella tratteggia a 45°) verrebbe molto più corta e contemporaneamente potrebbe essere più spessa.
Ciò farebbe diminuire sicuramente la Rt.
20210827_232909.jpg

Purtroppo la qualità del disegno è misera e qui non ho PC a disposizione.
Ciao
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[57] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteMax2433BO » 28 ago 2021, 9:23

Turk182 ha scritto:(...)
Ma per tenerli relativamente vicini (50 mm. di distanza tra i relativi dissipatori) è necessario disporli affiancati, con le ventole alle estremità (sinistra e destra) che soffiano verso l'interno.
(...)


Puoi sempre "ribaltare" le due ventole per invertirne il flusso d'aria: invece di montarle che soffiano verso il dissipatore, la puoi montare che aspirano dal dissipatore: in questo modo entrambe preleverebbero l'aria (fresca) dal centro e non si soffierebbero, l'un l'altra, la propria aria calda.

Tipo una cosa del genere:



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[58] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteTurk182 » 28 ago 2021, 10:26

Buongiorno Foto UtenteEtemenanki e Foto Utentestefanopc, ringrazio entrambi per gli utilissimi suggerimenti.
Foto Utentestefanopc, il disegno (molto poco artistico, devo ammetterlo...) :-| fa esattamente ciò che deve.
Far capire un concetto.

Foto UtenteEtemenanki si, tutto considerazioni giuste, in parte anche già pensate.
Il rame solido di cui dispongo è:
- una barra da 5 x 50 mm. di sezione, che posso tagliare alla lunghezza voluta.
- bandella di rame spessa 0,3 mm., larga 33 mm.
- vari fogli di rame sottili, da 0,1 mm. o meno.

Come ricordi, l'aspetto pià critico è proprio l'accoppiamento tra ponte e dissipatori.
Non ricordo più chi l'ha detto (forse tu, Stepanopc...), ma comunque si era deciso di evitare di isolare elettricamente il TO-3, analogamente a quanto fatto nel progetto originale. Semplicemente si terrà il sistema elettricamente isolato dal case metallico.

Circa l'ulteriore dissipazione del TO-3, penso di poterlo avvolgere con la bandella (uno o più strati).
Immaginandola di proporzioni 1x3, il terzo centrale ricopre il TO-3, i due terzi laterali scivolano sul ponte e fissati con due viti, garantiscono una ottimale trasmissione del calore.

E si, in tutti questi contesti, do sempre per scontata la: "minima utile" quantità, di pasta termoconduttiva.
(...quando leggo affermazioni come: "applicare generosa quantità...", tipo crema doposole, significa che non si è capito una cippa, della sua funzione.
(scusate la parola "funzione"... :roll: )

Circa i profili laterali ribassati delle superfici "Heat-Pipe", avevo pensato anche'io potesse valera la pena di "riempirli" per aumentare la superficie di contatto, ma non a scapito di un imprecisio accoppiamento delle superfici principali.
Forse potrebbe funzionare una striscia di bandella piegata a fisarmonica, fino a raggiungere lo spessore necessario a riempire i vuoti, che sono circa di 3,1 mm. Come dire esattamente una fisarmonica di 10 strati di bandella, ripulita, lucidata e "velata" di pasta termoconduttiva. Non so... andrà schiacciata perfettamente e misurata, prima di provare ad inserirla. Vedremo.

In questi casi è importante che sia la superficie heat pipe ad adattarsi alla planarità del ponte, e non il contrario. Impiegherò 6 viti (M4) per accoppiare i due strati del ponte tra loro, e altre 4 viti per fissare ogni blocco HeatPipe al ponte.
Con uno spessore complessivo di 10 mm., sono abbastanza certo che stringendo le viti (quanto basta...), il ponte non si deformerà.

Alla fine, valutando queste ultime proposte, forse quella più corretta è proprio la "Face to Face".
E forse, meglio la versione con ponte orizzontale che verticale, anche ai fini del case e degli altri componenti.
Double_Heatsink_front_to_front.jpg


Ciao Foto UtenteMax2433BO, anche quella configurazione è una delle prime valutate, anche se nel tuo disegno la direzione di flusso è errata.
Una ventola deve SEMPRE soffiare verso il dissipatore e non "risucchiare aria", sopratutto se non è in un condotto a tenuta ed è stata progettata per farlo.
Ma anche tenendo le ventole al centro, bisognerebbe comunque lasciare uno spazio libero per l'ingresso d'aria, tornando ad una dimensione ponte come quella di partenza.

Credo proprio che la configurazione suggerita da Foto Utentestefanopc sia la più... efficiente. :mrgreen:

Stavo per dimenticare di dirlo.
Con quest'ultima configurazione (come da immagini), la lunghezza del ponte si ridurrebbe a 100 mm.
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[59] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto Utentesetteali » 28 ago 2021, 10:44

Scusate l'intromissione per dire la mia e la faccio breve per essere accantonata più facilmente :-)

Credo che andrebbe perso un po' più di tempo per trovare una barra di rame di almeno 10 mm di spessore, quella di 5 mm secondo me è troppo misera.

Se ne devi fare un solo prototipo e mi dai le misure che ti occorrono, posso vedere di spedirtela, sempre che rientri tra le mie misure a disposizione.

Buon lavoro!!!!!!!!!!!!
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[60] Re: Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

Messaggioda Foto UtenteMax2433BO » 28 ago 2021, 10:45

Turk182 ha scritto:(...)
Una ventola deve SEMPRE soffiare verso il dissipatore e non "risucchiare aria", sopratutto se non è in un condotto a tenuta ed è stata progettata per farlo.
(...)


Scusa la domanda da ignorante, ma non capisco il perché: che differenza c'è, in termini di efficienza termodinamica, tra i due montaggi?



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