Überhitzung beim Single Board Computer
Sie sind klein, kompakt und haben verblüffende Anwendungsmöglichkeiten: Einplatinencomputer oder sogenannte Single Board Computer (SBC).
Spätestens seit 2019 kennt sie jeder. Sie sind klein, kompakt und bieten verblüffende Anwendungsmöglichkeiten. Die PCs in Kreditkartengröße werden wegen ihrer hohen Flexibilität und Leistung, aber auch wegen ihrer Erschwinglichkeit und Sparsamkeit hochgeschätzt. Tüftler und Programmierer, Maker und auch Bildungseinrichtungen auf der ganzen Welt sind begeistert von dieser Entwicklung.
Doch was passiert, wenn ein Single Board Computer überhitzt?
Mit komplexeren Anwendungen, höheren Umgebungstemperaturen oder ungünstigen Einbausituationen steigt die Temperatur der CPU. Daraufhin reduziert der Prozessor automatisch seine Taktrate, um die Temperatur zu senken. Für die Hardware ist das ein sinnvoller Selbstschutz, aber für die Anwendung kann es problematisch werden. Die Folge ist weniger Leistung, längere Reaktionszeiten oder instabiles Verhalten bei rechenintensiven Prozessen. In industriellen Anwendungen kann dies besonders kritisch sein, wenn Daten in Echtzeit verarbeitet werden müssen oder Steuerungsaufgaben zuverlässig ablaufen sollen. Steigt die Temperatur weiter, so kann es zu Systemabstürzen oder im schlimmsten Fall zu dauerhaften Schäden kommen.
Aktivkühler schaffen zuverlässig Abhilfe
Ein Aktivkühler ist eine Kombination aus einem Kühlkörper und einem integrierten oder aufgesetzten Lüfter. Der Kühlkörper nimmt die Wärme direkt von der Wärmequelle auf, während der Lüfter für einen gezielten Luftstrom sorgt. Die Wärme wird somit deutlich effizienter abgeführt als bei einer rein passiven Kühlung.
Aktivkühler senkt die Temperatur
Ein praktisches Beispiel zeigt den Effekt sehr deutlich: Nach dem Einsatz des Aktivkühlers HZ25B von SEPA EUROPE konnte die Temperatur eines Single Board Computers von 80 °C auf 60 °C gesenkt werden. Die Folge war, dass das Risiko von Thermal Throttling gesunken ist und die Systemstabilität deutlich verbessert wurde.
Der Aktivkühler HZ25B wurde von SEPA EUROPE entwickelt und ist eine smarte Kombination aus Kühlkörper und Minilüfter. Der Kühlkörper besteht aus hochreinem Aluminium und kann mit einem niedrigen Wärmewiderstand überzeugen.
Der integrierte Minilüfter MF17B ist mit einem speziellen, langlebigen MagFix® Gleitlager ausgerüstet, welches für Betriebstemperaturen bis zu 80°C ausgelegt ist.
Dadurch, dass er sehr flach ist, ist der Cooler besonders geeignet für Anwendungen, in denen wenig Platz vorhanden ist.
Wärmemanagement von Anfang an einplanen
Wärmemanagement sollte nicht erst am Ende der Entwicklung betrachtet werden. Denn wenn die Kühlung zu spät eingeplant wird, sind Bauraum, Luftwege oder Befestigungspunkte oft bereits festgelegt. Nachträgliche Lösungen sind dann häufig aufwendiger, weniger effizient oder mechanisch schwieriger umzusetzen. Sinnvoll ist es daher, die thermischen Anforderungen bereits in der Konzeptphase zu definieren. Dazu gehören die maximale Verlustleistung, die Umgebungstemperatur, die Einbaulage, die Gehäuseform, die zulässige Oberflächentemperatur und die Betriebsdauer. Auch Lastprofile sind wichtig: Läuft der Single Board Computer dauerhaft unter hoher Rechenlast oder treten Leistungsspitzen nur kurzzeitig auf?
Die Spezialisten von SEPA EUROPE unterstützen Sie gerne bei der richtigen Auswahl der Kühllösung und beim Design-in.