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passiv HTPC im Braun Atelier Design

Erstellt von enzym, 31.05.2010, 21:42 Uhr · 15 Antworten · 9.394 Aufrufe

  1. #1
    Benutzerbild von enzym

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    passiv HTPC im Braun Atelier Design

    Hallo zusammen,

    nach inzwischen über zweijähriger Bauzeit (allerdings mit Pause) ist mein HTPC im Braun Atelier Design (endlich) fertig.
    Der Reiz an dieser Sache war und ist, in dem 6cm hohen Baustein einen kompletten, vollständig passiv gekühlten, HTPC (im folgenden auch AV6 genannt) unterzubringen.
    Der Text ist ziemlich lang geworden, für den schnellen Überblick sind aber die Bilder m.E. schon ganz aussagekräftig.
    Hier die Liste der Punkte, welche ich mit dem HTPC umsetzen wollte:
    • passend zum Braun Atelier Design
    • vollständig passive Kühlung / geringer Stromverbauch
    • gebaut aus Standardkomponenten (z.b. µATX-Board), damit das System später leicht aufgerüstet/repariert werden kann
    • Bedienung mit Touchscreen und Fernbedienung
    • alle Komponenten sollten intern verbaut sein (also kein externes Netzteil, externe (USB-)TV-Karte ...)
    • einsetzbar als digitaler Videorecorder


    Und diese Komponenten habe ich letztendlich untergeracht.
    • Mainboard MSI HM55M-ED mit Core i3 530 (2x 2.93GHz) und 4GB Geil Green DDR-Ram
    • PCI Firewire Karte (Mainboard hatte leider kein FW)
    • PicoPSU 120W mit Notebooknetzteil Toshiba 65W
    • 3,5" Western Digital Caviar Green EADS (1000GB)
    • 2,5" Kingston SSD (40GB)
    • Slimeline Samsung SN-T083A Slotin DVD-Brenner
    • Floppy DTV Firewire TV-Karte für Kabel
    • Y.A.R.D.
    • Noritake 20x4 VFD-Display (CU20045SCPB-W5J)
    • internes Bluetooth Dongle
    • internes Dongle für schnurlose Tastatur


    Wenn man jetzt die Bilder sieht, ist die Anordnung eigentlich recht logisch. Ich habe allerdings recht lange dafür gebraucht, die Anordnung so abzustimmen, dass auch wirklich alle Komponeten sowohl überhaupt reinpassen als auch natürlich an der richtigen Stelle untergebracht sind. Es galt hier sowohl den Atelier Designvorgaben zu folgen als auch die Kühlung der Komponenten sicherzustellen und Hotspots zu vermeiden.

    Aufbau System:


    Grundlage bildet eine gefräste 4mm Aluplatte von Schäffer, die alle Komponenten inkl. internem Kühlkörper trägt. Platz für ein Standard µATX-Bord inkl. ATX-Blende ist vorhanden.
    Auf dem Mainboard befindet sich das PicoPSU Netzteil, welches bis ca. 120W leisten soll (bei mir somit stark unterfordert wird).
    Rechts des Mainboard ist ein massiver Alukühlkörper mit der Bodenplatte zur Wärmeableitung verschraubt.
    Eine 3,5" HD (ich wollte unbedingt der grossen Speicherkapazität wegen eine solche HD vorsehen) paßt genau in die rechte vordere Ecke (unter dem DVD-Rom) in einen entkoppelnden Rahmen aus Aluprofilen. Wärmeableitung ist hier aufgrund des sparsamen Verbrauchs (7W max) nicht notwendig, dennoch sieht die Bodenplatte unter der HD Belüftungsschlitze vor.
    Dahinter links ist ein modifiziertes Notebooknetzteil eingebaut. Ich habe es in ein Aluprofil verbaut, so dass die Temperatur direkt an die Bodenplatte abgegeben werden kann.
    Über dem Netzteil sitzt die DTV DVB-Kabel Karte mit Ausgang für den Ci-Slot/Antenne nach hinten. Leider besaß das verbaute Mainboard kein Firewire, sodass ich eine PCI-Karte nachrüsten (und vorher ziemlich - wegen der Höhe von 4cm - ziemlich zurechtkürzen) mußte.
    Vorne rechts seht Ihr die beiden Y.A.R.D-Platinen, die die Ansteuerung des Displays sowie der Fernbedienungssignale dienen (weiter unten etwas mehr dazu).
    Über der 3,5" HD sitzen in einer entkoppelten Aufhängung das Slimeline Slotin Laufwerk (momentan ein DVD-Brenner, Blueray wird bei vernüftigen Preisen nachgerüstet) sowie darüber die SSD. Die SSD dient einzig als Systemplatte und verhilft zu sagenhaften Boot- und Ansprechzeiten bei völliger Lautlosigkeit. Ich fahre i.d.R. den Rechner inzwischn komplett runter, da das Neustarten wirklich schnell vonstatten geht.


    Aufbau Frontblende:

    Ausgangsobjekt war ein C1 Blende, in die gefräste Aluplatten von Schäffer mittels 2-Komponenten Kleber eingelassen wurden. Der Slot für das Slotin-Laufwerk wurde aus der umgedrehten C1-Schublade erstellt. Angenhemerweise ist der Schlitz somit gleich an der passenden Position.
    Hinter der C1-Schublade aus Plastik ist der einzige Ort im AV6, der für Funkwellen gut zu durchringen ist. Hier sind deshalb mittels eine USB Verlängerung sowohl Bluetooh als auch der Tastatusempfänger eingebaut.
    Auf der rechten Seite hinter dem Diplay sind die Status-LEDs, das VFD-Display sowie Fernbedienungsempfänger/-sende und Helligkeitssensor verbaut. Diese mittels Y.A.R.D. realisierte Lösung kann außer dem normalen Empfang der Fernbedienungssignale (inkl. anschalten des Geräts), das VFD-Display ansteuern, die Helligkeit in Abhängigkeit der Raumhelligkeit anpassen und andere Geräte mittels der Senderdiode bedienen.
    Den grün-gelben Displayfarbton, der ziemlich genau den Displayton der Braunanlage trifft, habe ich mittels Farbfilter erreicht. Falls interesse besteht, ich habe noch einige "Reste" des Farbfilters übrig.
    Ganz rechts habe ich einen USB-Port realisiert, um neben CD/DVD/Blueray auch USB-Stick für Videos/Photos nutzen zu können.
    Frage anbei: Kennt jemand zufällig irgendein Gerät, indem ein solcher USB-Port in schwarz enthalten ist (oder die Bezugsquelle für schwarze USB-Ports)? Ich habe trotz mehrmonatiger Suche nichts finden können.


    Stromverbrauch:
    Grundsätzlich mussten die Komponenten so gewählt werden, dass eine passive Kühlung unter den Rahmenbedingungen überhaupt möglich wurde. Bei jedem Bauteil habe ich deshalb auf eine möglichst hohe Effizienz geachtet.
    Die CPU benötigt nach meinen Schätzungen nur zwischen 10W(IDLE) bis 40W(Vollast). Das Kernsystem aus Mainboard, CPU, Ram und SSD benötigt insgesamt nur 20W(IDLE) bis 60W(Vollast).
    Das Gesamtsystem mit allen Teilen (also zusätzlich DVD-Brenner, 3,5 HD, Floppy DTV, Y.A.R.D., VFD-Display, USB Dongles) braucht ca. 30W-65W (bzw. 72W wenn die Grafik gleichzeitig max. ausgelaste wird).
    Bei normalen Betrieb sind es 35W-50W(HDTV-Aufnahme mit gleichzeitigem abspielen eines x264-Videos in 1080p).


    Kühlkonzept:
    Für die passive Kühlung (von ca. 65W) benötigt man (einen) genügent große(n) Kühlkörper, um nicht einen Lüfter einsetzen zu müssen. Aufgrund der Braun Atelier Designvorgaben war aussen ausschliesslich auf der Hinterseite Platz, leider aber bei weitem nicht ausreichend für die Hitzeentwicklung. Den Weg den viele HTPC Bauer gehen, indem sie seitliche, große Kühlkörper verwenden, schiet hier aus, da diese eben nicht mit dem Braun Design vereinbar sind.
    Da andere Möglichkeiten fehlten, habe ich - wie es auch z.B. bei Verstärkern üblich ist - einen großen internen Kühlkörper genutzt (der leider den raren Platz innen noch knapper machte).
    Die CPU (und GPU) wurden über drei 6mm Heatpipes an den äusseren und inneren Kühlkörper angebunden.

    Zusätzlich dient die Bodenplatte neben der Funktion als Träger der Komponenten auch als wichtiger Kühlkörper. Die Bodenplatte ist eine Anfertigung von Schäffer und besteht aus 4mm starken Aluminiumplatte. Der grosse innere Kühlkörper wurde so auf die Bodenplatte geschraubt, das die Wärme auf sie übertragen und darüber weiterverteilt wird (z.B. an die lakierte Alu-Front, welche nun selbst mitkühlen kann). Das Netzteil wurde ebenfalls mit der Grundplatte zur besseren Wärmeabgabe verschraubt.

    Momentan steht der AV6 noch über meinen anderen Atelier Bausteinen. Das passive Kühlkonzept funktioniert nicht mehr befriedigend, wenn der AV6 innerhalb des HiFi-Turms (ggf. sogar noch über der PA4 - Endstufe) steht. Um mir diese Möglichkeit trotzdem offen zu lassen, habe ich einen zweiten Deckel angefertigt, welcher einen 80mm (Gehäuse-)Lüfter trägt. Über das Mainboard kann dieser temperaturgeregelt angesteuert werden und hält den AV6 auch noch inmitten der anderen Komponenten angehnehme kühl bzw. kühlt sogar darüber und darunterstehende Bausteine.
    Die Laustärke ist trotzdem (zumindest im IDLE von meiner Sitzpostion) nicht warnehmbar.
    Jetzt wird sich vielleicht der ein oder andere Fragen, warum ich dann soviel Mühe auf eine passive Kühlung aufgewendet habe. Ganz einfach:
    1. Der Reiz, in einem solchen kleinen Gehäuse nicht nur einen vollwertigen PC mit TV-Karte etc. unterzubringen, sondern dieses auch noch mit der passiven Kühlung zu schaffen
    2. aktive Kühlung bedeutet (a) immer Staub im Gehäuse mit der notwenigen wiederkehrenden Reinigung und (b)die Gefahr bei Ausfalls des Lüfters von einer möglichen Zerstörung des Systems.



    Einsatzgebiete:
    • als digitaler HDTV Videorecorder (über MediaPortal)
    • als HD-Video-Player (über Mediaportal)
    • als Audio/Radio Player über eingebautes Display, ohne einen Monitor nutzen zu müssen (über Mediaportal)
    • als 15" digitaler Bilderrahmen: über ArtSee wird mein gesamtes digitales Fotoarchiv in zufälliger Reihenfolge auf dem Touchscreen angezeigt.Auch wenn es ggf. nicht so scheint, ist das doch eine der am meisten geschätzten Funktionen des Gerätes
    • als Musik-Touchscreen-Player: über den Touchscreen und Touchtone kann per Finger mein gesamtes Musikarchiv (inkl. Musikvideos) durchsucht und Playlisten erstellt werden. Musikvideos werden hierbei über den Beamer ausgegeben.



    Resulat:


    Der AV6 ist bei normalem Einsatz (dank passiv Kühlung und SSD) völlig lautlos, benötigt ca.35W im Berieb (bei Aufnahme bis ca. 45W), wird dabei ca. handwarm und läuft seit ca. 1,5 Wochen stabil.
    Die optische Integration in die Braun Atelier Design ist m.E. gut, wenn auch nicht perfekt gelungen. Das "Schwarz" des AV6 ist ggn. den anderen Komponenten etwas dunkler und glänzender. Eventl. werde ich nochmal die Front neu lakieren lassen, momentan erfreue ich mich allerdings zu sehr über meinen funktionieren HTPC.

    Danke an:
    Neben anderen möchte ich vor allem André für Y.A.R.D. und seinen tollen Support hier danken. Ohne Y.A.R.D. wäre das "User-Interface" meines HTPC deutlich ärmer.

    Grüße
    Christian

  2.  
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  3. #2
    Benutzerbild von mhund

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    Das hast Du sehr gut gemacht. Sauber gearbeitet und kein Schnickschnack. Sieht aus wie gekauft.

  4. #3
    Benutzerbild von Prinz

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    Hallo,

    toll, als Fan vom Braun-Design wird man da ja schon fast neidisch.

    Du hast auf die Heatpipe wohl noch den Orginal-Kühlkörper draufgeschraubt. Ist da der Wärmeübergang noch gegeben oder dient der einfach nur zur Fixierung des ganzen?

    Gruß
    Prinz

  5. #4
    Benutzerbild von reel

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    schönes ding! echt respekt!
    hab da mal einige fragen!

    1. die heatpipes sehen an der einen seite so komisch aus (in richtung ram zeigend). hast du die gekappt? ...blöde frage aber sieht komisch für mich aus.
    2.könntest du das mit dem pico psu mal erklären? wie hast du das gemacht? wie konntest du das notebook-netzteil verwenden usw. ? hammer wäre natürlich ein tutorial "HTPC powered by pico psu" ...oder so ähnlich
    ich interessiere mich wirklich sehr dafür habe aber leider keine ahnung worauf ich achten muss, was ich brauche und wie genau das funktioniert.
    3.was bezahlt man bei schäfer ungfähr für solch einen kühlkörper? hatte schon öfter mal bei denen nachgeschaut aber preisliste haben die ja keine! wenn du das nicht öffentlich niederschreiben möchtest freue ich mich auch über ne pm.

    würde mich echt freuen wenn du mir die fragen beantworten könntest! das sind nämlich fragen, die mir schon länger unter den nägeln brennen.

  6. #5
    Benutzerbild von enzym

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    Danke für Eure positiven Worte.

    @Prinz:
    Der Original-Kühlkörper dient in erste Linie als Halterung, das ist richtig. Da ich allerdings meine Möglichkeiten voll ausschöpfen wollte, habe ich die Fixierung so gewählt, dass diese noch mitkühlen kann.
    Der Wärmeübergang ist übrigens sehr gut, da hier zwei ca. 5cm² große Kupferflächen übereinanderliegen.

    @reel:
    1) Es sind ganz normale Heatpipes, eine Seite sieht dort einfach wie gepresst aus (kappen wäre m.E. nicht so gut)
    2) Ist ganz easy: Einfach PicoPSU (z.B. von hier) mit normalem Notebooknetzteil verwenden, voila. Gibt hier auch mehrere Thread zu, z.B. den hier.
    3) Der Kühlkörper kommt von reichelt und ist relativ günstig. Bei Schäffer habe ich die Bodenplatte fräsen lassen. Hier ist das Wort günstig aber unangebracht, kostete ca. 130€.

    Grüße
    Christian

  7. #6
    Benutzerbild von Alexander1978

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    Zitat Zitat von enzym Beitrag anzeigen

    @reel:
    ...
    2) Ist ganz easy: Einfach PicoPSU (z.B. von hier) mit normalem Notebooknetzteil verwenden, voila. Gibt hier auch mehrere Thread zu, z.B. den hier.
    ...

    Grüße
    Christian
    Ich glaube, er wollte wissen, wie man das Notebooknetzteil sauber ins Gehäuse eingebaut kriegt.

    Auch von mir ...sehr schöne Arbeit!

  8. #7
    Benutzerbild von reel

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    also ich hatte mich gefragt wie das passt. der stecker vom notebook passt ja nicht unbedingt in die buchse vom pico psu ...oder? jeder notebook hersteller hat ja andere stecker. das habe ich noch nicht verstanden

  9. #8
    Benutzerbild von enzym

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    Hallo zusammen,

    hier nochmal zwei Bilder bei Tageslicht (die vorherigen waren bei Kunstlicht aufgenommen):


    @Prinz: Es stimmt, nicht jeder Stecker eines Notebook Netzteils passt in die Buchse vom PicoPSU. Sie benötigen einen Hohlstecker mit 5.5mm Außen- und 2.5mm Innendurchmesse, was aber der am weitesten verbreitete Stecker ist.

    @Alexander1978:
    Ich habe das Netzteil aus dem Plastikgehäuse befreit unt in ein Alu-U-Rohr zur besseren Wärmeableitung verbaut. Kann man oben auf dem dritten Bild einigermaßen gut sehen.

    Grüße
    Christian

  10. #9
    Benutzerbild von Prinz

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    Zitat Zitat von enzym Beitrag anzeigen
    Ich habe das Netzteil aus dem Plastikgehäuse befreit unt in ein Alu-U-Rohr zur besseren Wärmeableitung verbaut. Kann man oben auf dem dritten Bild einigermaßen gut sehen.
    Wichtig ist, das so etwas nur derjenige machen sollte, der auch davon mehr als nur eine Ahnung hat. Das Netzteil muss berührungssicher verbaut sein (wie hier, wobei eine seitliche Abdeckung sicher noch besser wäre) und das Gehäuse muss unbedingt geerdet sein. Ein Notebook-Netzteil ist zwar normalerweise nicht geerdet, aber das steckt ja normalerweise in einem Kunststoffgehäuse.

    Und wichtig ist, auch im vom Netz abgetrennten Zustand können die Kondensatoren des Netzteils noch eine Weile lebensgefährliche Spannungen besitzen!

    Gruß
    Prinz

  11. #10
    Benutzerbild von enzym

    Registriert seit
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    Zitat Zitat von Prinz Beitrag anzeigen
    Das Netzteil muss berührungssicher verbaut sein (wie hier, wobei eine seitliche Abdeckung sicher noch besser wäre) und das Gehäuse muss unbedingt geerdet sein. Ein Notebook-Netzteil ist zwar normalerweise nicht geerdet, aber das steckt ja normalerweise in einem Kunststoffgehäuse.
    Hallo Prinz,
    bin zwar kein Elektrotechniker, habe aber doch einige Punkte bedacht
    a) das Gehäuse ist selbstverständlich geerdet
    b) die Primärseite ist durch die Rückwand abgedeckt
    c) nur die Sekundärseite ist hier seitlich (wie auf Photo) ohne eigene Abdeckung

    Grüße
    Christian

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