Home>Berichten>Vertrouw op OnLogic>Bedrijfstemperatuur: kan jouw systeem de warmte aan?

Bedrijfstemperatuur: kan jouw systeem de warmte aan?

By ·Categorieën: Vertrouw op OnLogic·Published On: maart 13th, 2021·5,4 min read·

De bedrijfstemperatuur van een systeem is eigenlijk een temperatuurbereik. Maar een 3D-schaakspel is misschien een betere beschrijving. De componenten (hun bedrijfstemperaturen en warmtelimieten), de omgevingstemperatuur in de omgeving en het systeemgebruik hebben allemaal invloed op de algehele beoordeling van het systeem. Deze beoordeling is essentieel om erachter te komen of je computer de warmte aankan die gebruikelijk is in industriële en productieomgevingen. Een verkeerde pc met een bedrijfstemperatuur van 30 °C in een omgeving van 40 °C kan rampzalig zijn: onbedoeld afsluiten, gegevensverlies en wifi-problemen kunnen onder meer het gevolg zijn van de te hoge temperatuur. Hoe kun je je beschermen tegen storingen als gevolg van oververhitting? Lees verder.

Een pc selecteren: Het gaat om de onderdelen. . . min of meer

Elk belangrijk onderdeel in een pc heeft zijn eigen bedrijfstemperatuur. Dus, wil je een systeem dat bestand is tegen een temperatuur van 60 °C, dan moet je een systeem selecteren met onderdelen die bestand zijn tegen minimaal 60 °C, toch? Niet helemaal. De bedrijfstemperatuur representeert de operationele limiet van het onderdeel en de fysieke temperatuur waarbij het onderdeel uitvalt. Elk onderdeel heeft een bereik. Zo heeft de EMPHASE wide-temperature harde schijf een bedrijfstemperatuur van -40 °C tot 85 °C. Maar onderdelen zoals RAM, harde schijf, wifi en processor staan niet op zichzelf en ze genereren allemaal warmte. Ze verwarmen de omgevingslucht en een ruimte van 30 °C heeft dan al gauw onderdelen die in een omgeving van 60 °C werken. Als je je hand tegen de zijkant van een pc-behuizing houdt, voel je dat die behoorlijk warm kan zijn.

De behuizing maakt het verschil

Omdat onderdelen in een afgesloten ruimte werken, is de behuizing de belangrijkste factor in die beoordeling. Het ontwerp van een behuizing bepaalt de hoeveelheid luchtstroom, de nabijheid van bevestigde onderdelen, de implementatie van warmtedistributiesystemen zoals heat pipes, heat sinks of ventilatoren en veel meer. Wanneer de onderdelen warm beginnen te worden, kan de behuizing het verschil maken. Een goede behuizing trekt warmte uit de onderdelen. Een slechte behuizing is een oven op zichzelf.

De bedrijfstemperatuur van een systeem bepalen — deel 1

Om de bedrijfstemperatuur van een computer te bepalen, heb je allereerst een uitgangspunt nodig. Om deze uitgangssituatie te bepalen, wordt de thermische prestatie van een pc beoordeeld op kamertemperatuur (20-21 °C). Elke zichzelf respecterende computerfabrikant heeft een testproces dat de computers moeten doorlopen. De tests worden in eigen beheer uitgevoerd en zijn vertrouwelijk, maar doen doorgaans allemaal hetzelfde: de systeembronnen inschakelen bij verschillende temperaturen en de temperaturen van de onderdelen registreren.

Met deze gegevens, de wetten van de thermodynamica en wat ingewikkelde wiskunde kunnen we temperaturen boven en onder kamertemperatuur extrapoleren en de temperatuur bepalen waarop de verschillende onderdelen hun uitvalpunt bereiken. Zo krijgt het systeem een voorlopige bedrijfstemperatuur die dikwijls wordt gebruikt voor een snelle beoordeling van een configuratie.

Case Study – De ML300: De ML300-serie van OnLogic bestaat uit fanless computers zonder ventilatieopeningen. We hebben er een naar Intel gestuurd voor thermische tests, op vol vermogen. De warmtelimieten voor onderdelen waren:

  • Processor: 105°C,
  • Wifi: 80°C,
  • Harde schijf (een SSD): 80°C
  • Geheugen: 85°C

Intel testte de pc en controleerde het systeem op 50 °C. Dit was de hoogste temperatuur die de omgevingstemperatuur zou kunnen hebben voordat een van deze onderdelen de limiet zou bereiken. Interessant genoeg was het wifi bij 55 °C sterk, maar gaf het een temperatuur van over de 80 °C aan. De andere onderdelen zaten nog steeds onder hun limiet.

Dit is niet alleen een goed voorbeeld van een goed ontwerp van de behuizing met goed geplaatste heat sinks (de behuizing van de ML300 is één grote heat sink), maar ook van de complexiteit van het testen. De ML300-unit werkt ook bij 55 °C. Als dat gebruik wordt verlaagd naar normaal, hoe ziet de bedrijfstemperatuur er dan uit? Dat is echter moeilijk te zeggen, want dat is geen onderdeel van de test.

De bedrijfstemperatuur van een systeem bepalen — deel 2:

Een thermische test omvat vervolgens een thermische schok- of testkamer. In feite is één deel daarvan een oven en één deel een vriezer. De pc wordt ingeschakeld, ingesteld om te werken op een bepaalde snelheid en vervolgens verwarmd tot een bepaalde temperatuur. Terwijl de bedrijfstemperatuur oploopt, worden de onderdelen in de gaten gehouden. Zo zal een wifi-kaart in een ruimte met een temperatuur van 20 °C (kamertemperatuur) misschien een temperatuur aangeven van 50 °C. Naarmate de omgevingstemperatuur oploopt tot 40 °C, zal de wifi-kaart ook steeds warmer worden. Het proces wordt bij steeds hogere temperaturen herhaald.

De schok ontstaat wanneer het systeem bij een doeltemperatuur abrupt wordt gekoeld, doorgaans met vloeibare stikstof. Wanneer de temperatuur daalt, wordt naar twee dingen gekeken. Veroorzaakt de snelle temperatuurdaling storingen? Hoe goed presteren de verschillende onderdelen bij lage temperaturen? Bijvoorbeeld bij 0 °C.

Daarna wordt de temperatuur weer verhoogd en wordt het hele proces een aantal keer herhaald. Hoe en wanneer onderdelen uitvallen, wordt geregistreerd en dit levert uiteindelijk de bedrijfstemperatuur van het systeem op.

Wat betekent dit allemaal?

Een van de problemen met bedrijfstemperaturen en het testen ervan, is het gebrek aan standaardisatie. Sommige fabrikanten gebruiken volledige benutting. Dat wil zeggen dat een computer op vol vermogen wordt getest. Andere fabrikanten testen op optimale benutting, een slecht gedefinieerde schatting van standaardgebruiksniveaus. Sommige fabrikanten gebruiken een thermische schokkamer, anderen niet. Zo zijn er tal van verschillen. Ze zijn niet altijd bedoeld om verwarring te zaaien of misleidend te zijn. Het zijn leverancier specifieke en geheime methoden en dus lastig met elkaar te vergelijken. Een pc zal in de ene test een temperatuur van 50 °C bereiken en in een andere 40 °C, alleen omdat de ene tester de temperatuur test met behulp van software en de andere gebruikmaakt van sensoren op de onderdelen.

Waarschijnlijk wil je zorgvuldig kijken naar de systeembeoordeling, het ontwerp van de behuizing, de opties van wide-temperature onderdelen, de ombouw (kiosk, kast, enzovoort), de softwaretoepassing en resourcebenutting en de omgevingstemperatuur. Als je een toepassing hebt die relatief weinig systeemresources gebruikt, is een pc die beoordeeld is voor 50 °C misschien oké voor een fabriek waar het nooit warmer wordt dan 50 °C. Maar als er sprake is van een grote systeembelasting of lokale temperatuurstijgingen omdat het systeem is ingebouwd of vanwege slechte ventilatie, dan heb je meer speling nodig. Vraag een leverancier gerust naar de manier waarop de specificaties zijn geverifieerd.

Wil je meer weten over de manier waarop de bedrijfstemperatuur van OnLogic-computers is getest?  Neem contact op met een van onze hardware specialisten. Samen zoeken we naar een oplossing die aan je bedrijfstemperatuurspecificaties voldoet.

Opmerking: Deze blog is oorspronkelijk gepost op 13 oktober 2013. De content is bijgewerkt op 13 maart 2021.

Ontvang de laatste Tech Updates

Abonneer je op onze nieuwsbrief en ontvang updates van OnLogic. Hoor als eerste OnLogic nieuws en inzichten van onze experts. Meld je aan op de inschrijfpagina.

Inschrijven

Delen

About the Author: John Donoghue

A former Content Manager for OnLogic, John has a diverse background in technology and writing, and enjoys the opportunity to bring those two passions together. He has a degree in Journalism and Mass Communication from Saint Michael's College and loves to tinker - be it with photography, technology or the great American novel.
Volg OnLogic op LinkedIn

DELEN

Heb je een project? Neem contact op

Meer artikelen