2005.4.23

●Gigaの強化電源の再強化と、発熱対策.

もともと、このホームページは、私がやっとこさ入手したCube君を、理想のパソコンとして改造する過程を記録するために始めたものですが、最近はiPod shuffleのケース屋に成り下がってしまいました.というのも、私のCube君が、ほぼ理想の姿になってしまって、もう改造するところが無くなってしまったためです.

しか〜し、トップページのタイトルは「よこチンの今さらながらのCube改造」であります.何かせなあかんと思いながらもずるずるとここまで来てしまいました.とはいうものの、CPUの性能にはまったく不満ありませんし、光学ドライブもハードディスクも交換してありますし、「爆風ファン」もちゃんと温度制御されて、静かに回っていますし、どーしたものかと思っていたのですが、とりあえず、先日入手したGigaの強化VRMを搭載してみようということにしました.

私のCube君にはVRMが2つ搭載されており、2つとも改造されています.

メインのVRMは12V、5V、3.3Vを出力していますが、5Vと3.3Vの容量が上がるように、FETの追加、過電流検出抵抗の抵抗値変更、そして、spiricaのVRM移動キットで、放熱対策をしています.

サブのVRMは12Vの出力電圧を13.8Vに変更して「爆風ファン」の駆動用電源として使っています.5Vは出力電圧を約8Vに変更して、その出力をCPUカードのコア電圧電源回路に直結しています.つまり、CPUの駆動にはメインのVRMの電源は使用していないことになります.3.3Vは出力電圧を5Vに変更しているのですが、今のところ、未使用です.こちらも熱対策としてspiricaのVRM移動キットを使用しています.

そこに、Gigaの強化VRMをさらに強化して投入するわけですから、電源だけ見ると、ばけもののような容量を持ったCube君になることになります.まあ、こういう酔狂なこともたまにはいいかなと思い、作業に入りました.

光学ドライブの下にVRMが2つ入っています.右側がメインのVRMで左側がサブのVRMです.今回はメインのVRMをGigaの強化VRMに置き換えてみようと思います.
ノーマルのGigaのVRMです.上から撮った写真なのでよくわかりませんが、28Vのパスコンとして、ちょっと背の高い電解コンデンサが使われています.今回は、背面のコイルの発熱対策として、アルミ製のヒートプレートを入れるつもりなので、この電解コンデンサの背の高さが障害になります.
ということで、電解コンデンサを取り外しました.
先日、VRMの不安定動作の対策として追加したセラコンです.背の高い電解コンデンサの間にはさまれていたため、半田付けが難しくて、あまりきれいに仕上がっていません.これもきれいに付け直すことにしました.
そのセラコンを外したところです.
セラコンが付いていたところです.レジストをカッターナイフで削って、半田づけ用のパターンを作ったのですが、これも電解コンデンサの間にはさまれていたため、全然きれいに出来ていません.
レジストをきれいに削り直して、セラコンを付け直しました.
せっかく付け直したのですが、あまりきれいに出来ているとはいえません.無駄な作業だったようです.
さて、外した電解コンデンサの代わりに付けるのは、表面実装タイプの電解コンデンサです.
当然そのままでは実装出来ませんから、足を起こしてスルーホールに通せるように加工します.
電解コンデンサを実装しました.背が低くなっているのがわかります.
しかし、容量がちょっと足りなかったので、結局、もともと付いていた電解コンデンサを裏面に着け直しました.ついでにタンタルコンデンサも追加して付けてあります.
反対側から見ると、こんな具合です.
さて、コイルの発熱を逃がすためのアルミ部品です.ホームセンターで2mm厚のLアングルとアルミ板を買ってきて、適当な大きさに切りました.
3つのコイルにアルミ板を当てて、さらにLアングルを取り付けて熱を逃がそうと思っています.
これらの接着ですが、私はこういう時にはいつも「バスボンド」という、シリコン系の充填材を使っています.充填材ですからすき間を埋めるのはもちろん、熱伝導もよく、絶縁性が高く、高温にも強く、機械的な接着強度もあるうえ、かたまるとゴム状になりますので、温度変化などによるソリなどが発生しても、それを吸収してくれます.ただ、硬化するまでに1日くらいかかるのが難点といえば難点でしょうか.
バスボンドでアルミ板をLアングルに接着します.位置はコイルが当たる所に合わせます.コイルの背中にもバスボンドを塗っておきます.硬化が遅いので、こういう時でも落ち着いて作業が出来ます.
で、VRMをアルミ機構部に接着します.コイルをアルミ板に密着させるためにセロテープで巻いておきます.このまま1日くらい放置します.

ということで、今日の作業はこれにて終了です.

このVRMの移植が成功したら、いっちょうトライしてみたいことがあるのですが、それはVRMの動作確認が出来てからの話ですね.

2005.4.24

●Gigaの強化電源の再強化と、発熱対策(二日目).

昨日、セロテープでグルグル巻きにしておいた電源カードですが、シリコンが固まりましたので、Cube君に投入したいと思います.

光学ドライブの下にVRMが2つ入っています.右側がメインのVRMで左側がサブのVRMです.今回はメインのVRMをGigaの強化VRMに置き換えてみようと思います.よく見るとわかるのですが、ほこりが付着しています.これは、この部分に通風があることの証拠であり、通常のファンでは風を送れない部分にも、「爆風ファン」は風を送っていることがわかります.
メインのVRMを取り外したあとです.光学ドライブをガイドするツメが、電源カードのLアングルと干渉することがわかりました.光学ドライブはネジ止めしますので、このツメは特に必要ありませんから、折って取ることにします.
金属疲労法(ペンチでグリグリやっていたらそのうち折れて取れる)で、ツメを取ったあとです.
GigaのVRMを入れてみました.Lアングルをフレームに密着させて、フレームに熱を逃がすようにします.
Lアングルとフレームの部分に、シリコン(バスボンド)を付けます.
右側が、今回取り替えたGigaのVRMです.
光学ドライブを入れたのですが、GigaのVRMに付けたコンデンサに当たって、ネジ穴が合わないことがわかりました.コンデンサに当たっている部分を切り取ることにしました.
切り取った後、ネジがちゃんとはいるようになりました.
切り取りに使った金切りばさみと、切り取った残骸です.この金切りばさみはちょっと変わった形をしていますが、切った後に母材のほうにソリが出ないので、結構重宝して使っています.
相変わらず、光学ドライブの下はゴチャゴチャです.
組み立ててから電源を入れてみましたが、無事復帰しました.iTunesでビジュアライザをフルスクリーン表示しているところです.
今回取り出した、標準のVRMを強化したものです.
2時間ほど使った後です.今までですと、室温が25℃くらいの時は、ヒートプレート温度は39.6℃くらいになるはずですので、今までよりちょっと低めになっています.

温度は低めに出るのですが、その分、ファンの回転数が上がっているような気がします.

GigaのVRM特有の、電源ボード移動による起動不能などの不具合は、今のところ出ていません.しばらくは耐久試験というか、動作が不安定になったりしないか見てみたいと思います.

2005.5.14

●GigaのVRM不具合発生と、その対策の検討.

不具合発生というかですねぇ、使い始めて2日目からわかっていたのですが、今までずーっと放置していました.

「電源を入れると最初の1回目、必ずグラフィックボードを認識しなくなる」という症状です.ハードディスクのシーク音などから、システムは立ち上がっているであろうことは予想出来ました.そこで、シーク音が止まって、システムが立ち上がったであろうタイミングを見はからって、キーボードの電源スイッチを押します.その後にリターンキーを押すと、シャットダウンシーケンスが動作して、Cubeの電源が落ちるのです.その後すかさず、電源スイッチを押すと、2回目以降は正常に画面表示が出て、まったく問題なく使えます.

何かどっかで聞いたような症状です.確かこれは、Cubeの温度が上がっていない時に発生する現象で、電源を1回入れることでCube内部の温度が上がり、その後は正常に動作する、という話だったよなぁ、と思っていました.確かに、電源投入前はCubeのヒートプレートの温度は27℃くらいなんですが、1回立ち上げて、シャットダウンするまでに大体35℃くらいまで温度が上がっていました.

まあ、不具合ではあるのですが、致命的ではありませんし、他にもいろいろ忙しいことがあったので、今までほったらかしになっていたのです.

が、最近、おかしなことに気が付きました.

いつもの通り、1回目の電源OFFをして、すかさず2回目の電源ONをしたつもりだったのですが、ちょっとスイッチを押すのが早かったのでしょう、電源ONを認識しなかったことがあったのです.Cubeは電源を入れてもしばらくは無反応ですから、電源が入ったのかどうかわかるまで数秒かかります.その時は、10秒くらい待っても反応がないので、「あれっ?」と思ってもう一度、電源スイッチを押したのです.そうしたら、Cubeは起動したのですが、2回目にもかかわらず、グラフィックボードを認識しないという症状が出てしまったのです.

こりゃちょっとおかしいぞ、という話になってきました.

温度が原因ならば、たった10秒ほど電源を入れるのが遅れたからといって、そんなに顕著に症状の違いが出てくるとは思えません.そこで実験をしてみました.

私のCubeは「爆風ファン」によって冷却されていますが、この「爆風ファン」はCubeの電源状態とは関係なく、単独動作が可能な仕掛けになっています.で、Cubeの電源を落とした状態で、「爆風ファン」を起動し、Cubeの下からドライヤーを当てて、内部を暖めたのです.フルパワーの「爆風ファン」は、強烈な風圧でCubeの内部の隅々まで風を送るため、まんべんなく加熱をすることが出来ます.

私のCubeの動作時のヒートプレート温度は39.5℃が平熱です.ですから、温度が40℃になるまで加熱しました.そして、「爆風ファン」を通常モードに切り替えてから、Cubeの電源を入れました.温度が原因ならば、グラフィックボードは正常に認識されるはずです.

しかし、結果は、画面表示不能.そして、再起動をかけると、いつもの通り、正常に起動したのです.

こりゃ温度が原因じゃないぞ、ということになってきました.

1回目の起動は不可.
2回目の起動は可.
でも10秒ほど間隔をあけると、やっぱり不可.

どうも、起動する直前に電源がどういう状態であったか、ということを記憶していて、その影響を受けているようです.そして、10秒ほどすると、その記憶が消えてしまう.そうですねぇ、コンデンサにたまった電荷のことですかねぇ.

確かにGigaのVRMの出力側には電解コンデンサが付いています.ここから先は(実際に測定したわけではありませんので)推測の話になりますが、もし、GigaのVRMの出力電圧の立ち上がりが、純正のVRMの立ち上がりより遅い場合、CPUが立ち上がってもグラフィックボードの電源が立ち上がっていないという状態も考えられます.そして、電源を落とした時、GigaのVRMの出力側の電解コンデンサに数秒間は電荷がたまっていると考えると、直後に2回目の起動をすれば、VRMの電圧は1回目よりすみやかに立ち上がるであろうと思われます.その結果「1回目は不可なのに、2回目は可」という動作が起こっていると考えれば、ドライヤーの実験の結果も説明できます.

本当にそうなんでしょうか.よくわかりません.

もしそうであるとすれば、対策は1つです.電源の立ち上がりを速くする.GigaのVRMの電源制御ICには、スロースタート機能というのが付いています.これは、電源を入れた時に突入電流がドッカーンの流れるのを防止したりするのに有効なんですが、この機能を使って電源の立ち上がりを遅くしているのであれば、もっと速く立ち上がるように変更してやればいいはずです.メーカの推奨回路では、0.1μFのコンデンサを使っていますが、立ち上がり時間は1.3秒/μFとなっていますので、0.1μFでは、起動時間は130mSということになります.GigaのVRMに何μFのコンデンサが付いてるかは知りませんが、この値を小さくしてやることで、1回目に画面表示不可、という不具合を回避できる可能性はあります.

ただしこれは私の推論であって、まったく見当違いのことを言っているかもしれません.そういえば、そもそも私がGigaのVRMにセラコンやらタンタルやらたくさん付けたのが、不具合の原因かもしれませんし.

で、私がどうしたか、ですが、何もそこまで無理をしてGigaのVRMを使うことも無かろう、ということで、またもとの「標準品改造VRM」に戻してしまいました.当然、1回目から画面はちゃんと表示されるようになりました.

不具合現象については、結局「結論出ず」です(申し訳ない!).

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