Hobbythek: Temperaturschaltmodul- und Lüftereinbau in PC



Dies ist die komplette Bauanleitung für den Einbau von 3 Gehäuselüftern und eines Temperaturschaltmoduls TSM-320 in einen PC mit BIG-TOWER-Gehäuse.


INHALT




1. Einleitung INHALT

Der Sinn des Ganzen ist es, die Innentemperatur des Rechners in erster Linie zu senken, und diese auch unkompliziert und jederzeit überwachen zu können. Durch das Temperaturschaltmodul geschieht die Überwachung auf Hardware-Basis und auf das Laden speicherresidenter Software-Tools kann somit verzichtet werden. Das Tachosignal der Gehäuselüfter wird mit ausgelesen. Der Einbau des Temperaturschaltmoduls TSM-320 erfolgt in einem 5 1/4"-Einschub. Es ist von daher mit dem DIGI DOC vergleichbar. Das DIGI DOC ist ein Modul mit einem Display, das die Temperatur von bis zu 8 Temperatursensoren, die im Gehäuse verteilt sind, anzeigt. Zusätzlich können damit temperaturabhängig die Lüfter geregelt werden. Das TSM-320 hingegen hat 2 Sensoren (was auch ausreichend ist) und kann nicht die Lüfterdrehzahl regeln. Dies ist auch nicht notwendig, wenn man leise Lüfter hat. Zudem kommt man mit der Bastellösung des Temperaturschaltmoduls TSM-320 ca. 150.-DM preiswerter als mit dem DIGI DOC. Da für das Einbauen des Temperaturschaltmoduls sowieso eine komplette 5 1/4"-Blende bearbeitet werden muß, bietet es sich an, gleich den NF-Ausgang der Soundkarte als Kopfhörerausgang nach vorn zu legen, so daß wahlweise zwischen Lautsprechern (z.B. Surround-System oder Stereo-Anlage) und Kopfhörer umgeschaltet werden kann. Also sind das doch ein paar Gründe, den Lötkolben anzuwerfen, und nach der folgenden Beschreibung zu verfahren.

HINWEIS: Die Anleitung zum Anschluß der Gehäuselüfter bezieht sich auf das ASUS A7V Mainboard. Auf anderen Boards sind Abweichungen möglich.


2. Zutaten INHALT

An Materialien werden benötigt:
Menge Artikel Einzelpreis in DM
1 Temperaturschaltmodul TSM-320 (Best.-Nr. 126721) 31,95
2 Temperaturfühler (Best.-Nr. 125180) 4,95
3 Miniaturdrucktaster (versch. Farben) 1,50
2 Einbau-LEDs ca. 1,75
3 Siliziumdioden (DN4001 oder ähnlich) ca. 0,20
2 180 Ohm Widerstände ca. 0,10
1 2-pol. Steckverbinder (polaritätsecht) ca. 2,00
1 4-pol. 5.25" Power Stecker (für PC) 1,95
2 3,5 mm Klinkenbuchse (Stereo) 1,55
1 wahlweise 3,5 mm oder 6,3 mm Klinkenbuchse mit int. Umschalter für Frontanschluß ca. 2,50
1 Verbindungskabel 3,5 mm Klinke auf 3,5 mm Klinke (jeweils Stereo-Stecker) ca. 4,00
1 Platinen-Steckverbindungs-Set (3-polig) für Lüfteranschluß (Best.-Nr. 743127) 2,75
1 Molex-Stecker (3-polig) für Lüfteranschluß ca. 0,75

Die oben aufgeführten Dinge sind alle bei CONRAD erhältlich.

Zusätzlich werden benötigt:
Menge Artikel Einzelpreis in DM
3 Gehäuselüfter (80*80) Typ: YS-TECH FD 1281255B-2A (1,92 Watt) 24,90
8 Flachkopfschrauben M4 (30 mm) + entspr. Muttern ca. 0,30
ca. 10 Kabelbinder (2mm breit) ca. 0,30

Die 3 Gehäuselüfter sind beispielsweise bei www.pc-cooling.de erhältlich. Dort müssen allerdings die Versandkosten von 15.-DM mit kalkuliert werden (per Nachname nochmals 3.-DM). Die Lüfter sind relativ geräuscharm und kostengünstiger als die Referenz von Pabst. YS-TECH schafft hier ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis.

Zu all diesen Dingen braucht Ihr noch versch. Sorten Draht. Da jeweils nicht viel davon benötigt wird, habe ich dies hier in den Listen nicht explizit aufgeführt. Es wird einmal Draht mit ca. 0,8 qm benötigt und zum anderen geschirmtes Audiokabel, wie es für Stereo-Anlagen eingesetzt wird.

An Werkzeug wird benötigt:

  • Lötkolben + Zubehör
  • Digital-Multimeter zum Testen der Elektronik
  • Zange
  • Messer
  • Bohrmaschine
  • Laubsäge
  • versch. Feilen (flach, rund)
  • Heißklebepistole

3. Ausführung INHALT

3.1 Vorbereitung des Temperaturschaltmoduls TSM-320 INHALT

Wenn Ihr alle Materialien beisammen habt, kann es losgehen. Zieht den Netzstecker des ausgeschalteten Computers und entfernt alle Kabel, die am PC angestöpselt sind. Dann kann das Tower-Gehäuse aufgeschraubt werden. Eine der 5 1/4"-Blenden kann jetzt abgetrennt werden. Paßt hier auf, daß die Blende nicht beschädigt wird und keine Plast-Haken abbrechen! Die Maße des Temperaturschaltmoduls TSM-320 werden auf der Rückseite der Blende abgetragen (72 mm x 36 mm). Innerhalb des gezeichneten Rechtecks wird ein Loch gebohrt, durch das das Blatt der Laubsäge eingespannt wird. Nun muß das Rechteck ausgesägt werden (lieber etwas zu klein). Der Rest wird dann abgefeilt, so daß das TSM-320 genau paßt. Anschließend werden die 3 Löcher für die Taster gebohrt. Dazu kommen noch 2 Löcher für die Alarm-Leuchtdioden, eins für die Klinkenbuchse des Kopfhörerausgangs und ein kleines Loch (1 mm - 2 mm) für den Alarmsummer des Temperaturschaltmoduls. Wenn Ihr die Blende mit den entprechenden Komponenten bestückt, sieht das in etwa so aus:


Nun ist die mechanische Seite des Temperaturschaltmoduls soweit fertig, und Ihr könnt Euch an die Elektronik machen. Der "Beipackzettel" des TSM-320 zeigt alle PIN-Belegungen und Anschlüsse, die Ihr braucht. So könnt Ihr schon mal die beiden Lötbrücken (x4 und x12) setzen, damit die Hintergrundbeleuchtung mit über die Spannungsversorgung des Moduls (Pin 9 und 10) gespeist wird. Da das Modul nur mit 3V versorgt wird, im Rechner aber 5V geliefert werden, muß die Eingangsspannung gedrosselt werden! Dies wird über eine Reihenschaltung von 3 Siliziumdioden in Durchlaßrichtung an Pin 10 realisiert. Die Eingangsspannung beträgt dann etwa 2,9V. Als nächstes können die 3 Taster angelötet werden (Pin 5-8). Die beiden Temperatursensoren werden an Pin 1 bis 4 angelötet. Davon kommt einer in Prozessornähe, der andere unter die Festplattenelektronik, weil dies die sicherheitsrelevantesten Bereiche des Computers sind. Dann bleibt nur noch der Summer anzuschließen (Pin 19 und 20) sowie die beiden LEDs. Die obere LED der Blende leuchtet, wenn die für Temperatursensor 1 eingegebene Alarmtemperatur erreicht wurde. Gleiches gilt für die untere LED, die Temperatursensor 2 symbolisiert. An Pin 13 wird ein 180-Ohm-Vorwiderstand angeschlossen, der an die Anode der oberen LED gelötet wird. Die Kathode der LED geht an die gemeinsame Masse. Nach dem gleichen Prinzip verfahrt Ihr mit Pin 14 und der unteren LED. An die Spannungsversorgung des Moduls schließt Ihr den Stecker einer 2-poligen polaritätsechten Steckverbindung. Man kann dafür z.B. die Steckverbindung für Lautsprecher verwenden. Mit der Heißklebepistole können dann der Summer entsprechend vor das 1-2 mm große Loch, und die Siliziumdioden auf den Rand des TSM-320 geklebt werden. Auf dem folgenden Bild seht Ihr, wie das Ganze aussieht:


Die Steckverbindung für die Spannungsversorgung des Temperaturschaltmoduls wird an den 4-poligen 5.25" Power Stecker für PC angelötet. Die Kontaktbelegung ist hier veranschaulicht:
Pin 1 gelb +12 V (DC)
Pin 2 schwarz Masse (zugehörig zu Pin 1)
Pin 3 schwarz Masse (zugehörig zu Pin 4)
Pin 4 rot +5 V (DC)

Da das Temperaturschaltmodul mit 5V versorgt wird, wird also der "Plus" an Pin 4 angelötet und die Masse an Pin 3 des 5.25" Power Steckers. Somit ist das TSM-320 erst einmal einsatzbereit.


3.2 Vorbereitung der 3 Gehäuselüfter INHALT

Die 3 Gehäuselüfter haben jeweils eine 3-Pin-Molex-Buchse und werden mit 12V versorgt. Auf dem A7V Mainboard von ASUS sind zwar 3 freie Anschlüsse für Gehäuselüfter vorhanden, aber nur 2 von ihnen führen das Tachosignal des Lüfters mit (der Anschluß für den Prozessorlüfter bleibt hier außen vor). Zudem hat das A7V die Beschränkung, daß alle an den 3-Pin-Molex-Steckern angeschlossenen Lüfter eine Gesamtleistung von 4,2 Watt (350 mA) nicht überschreiten darf. Die Gefahr steigt sonst, daß Leiterbahnen durchrauchen. Die Gehäuselüfter (80*80) von YS-TECH (Typ: FD 1281255B-2A) haben eine Einzelleistung von jeweils 1,92 Watt. Mit 3 Lüftern liegt man hier weit über der 4,2-Watt-Grenze. Also bleibt nur die Möglichkeit die Lüfter mit über den 5.25" Power Stecker anzuschließen. Nun soll aber auch das Tachosignal mit abgegriffen werden. Folglich muß die eine Leitung für das Tachosignal an den dafür vorgesehenen Anschluß auf dem A7V Mainboard angeschlossen werden. Auf dem folgenden Bild seht Ihr ein speziell für diesen Zweck präpariertes Kabel sowie die 3 YS-TECH-Lüfter:


Die 3 Stromanschlüsse für die Lüfter (3-Pin-Molex-Stecker) sind alle parallel an den 5.25" Power Stecker angelötet (Pin 1 für +12V und Pin 2 für Masse). Da das A7V Mainboard insgesamt 3 Lüfter drehzahlmäßig überwachen kann, und schon eine Drehzahl der Prozessorlüfter liefert, bleiben nur noch 2 der 3 Gehäuselüfter, die drehzahlüberwacht werden können. Deshalb führen auch nur 2 der 3 Lüfteranschlüsse am präparierten Kabel eine Leitung für das Tachosignal mit. Das folgende Bild zeigt die Kontaktbelegung am 3-Pin-Molex-Stecker, der sich sowohl auf dem Mainboard als auch am präparierten Kabel befindet (Draufsicht):
Entsprechend dem Bild sind die drei 3-Pin-Molex-Stecker am präparierten Kabel anzubringen. Bei zwei von Ihnen kommt an den Pin "Rotation" eine Leitung die in einer 3-Pin-Molex-Buchse endet. Diese Buchse wiederum wird dann an den dafür vorgesehenen Stecker am Mainboard angeschlossen. Achtet darauf, daß die Leitung auch tatsächlich am Pin "Rotation" auf dem Mainboard ankommt, damit kein Kurzschluß verursacht wird!
Beim dritten 3-Pin-Molex-Stecker bleibt der Pin "Rotation" für das Tachosignal frei (siehe Bild). Sicherheitshalber könnt Ihr den Pin am Stecker mit einer Zange herausziehen, damit die vom Lüfter getakteten 12V nicht an die Gehäusemasse kommen und Kurzschlüsse hervorrufen. Wenn Ihr dieses Kabel soweit vorbereitet habt, sind auch die Lüfter anschlußfertig.


3.3 Vorbereitung des Kopfhöreranschlusses INHALT

Das Loch für den Kopfhöreranschluß an der umgebauten Blende ist schon gebohrt (siehe 3.1). Wie Ihr auf dem ersten und zweiten Bild im Abschnitt 3.1 seht, muß noch ein Slot-Blech dran glauben. In dieses werden 2 Löcher gebohrt (für 3,5-mm-Klinkenbuchsen). Die eine Buchse wird über geschirmtes Stereo-Kabel mit dem Kopfhörerausgang an der Frontblende verbunden. Dazu werden beide Schirmungen zusammen an den Massekontakt der Buchse gelötet und die beiden NF-Leitungen an die entsprechenden Kontakte für den linken und rechten Kanal.

HINWEIS: Der Massekontakt ist am nächsten zur Öffnung der Buchse gelegen, dann kommt in der Mitte der Anschluß für den rechten Kanal, dahinter ist der Kotakt für den linken Kanal. Am Stecker sieht die Belegung wie folgt aus: an der Spitze - linker Kanal, in der Mitte - rechter Kanal, am Schaft - Masse.

Wie oben beschrieben wird auch mit dem Frontanschluß verfahren. Wenn die Frontbuchse mit einem Umschalter versehen ist, kann an die 3 Kontakte, die geschlossen sind, wenn sich kein Stecker in der Buchse befindet, ein weiteres Kabel angelötet werden. Dieses geht dann nach den gleichen Vorgaben an die zweite 3,5-mm-Klinkenbuchse im Slotblech. Durch die Umschaltfunktion in der Frontbuchse wird automatisch der Sound-Ausgang von den Frontboxen auf den Kopfhörer umgeschaltet, wenn sich der Stecker in der Klinkenbuchse befindet. Damit ist auch die letzte Komponente für den Zusammenbau vorbereitet und der Einbau kann beginnen.


4. Einbau der Komponenten INHALT

Nachdem wir nun alle Komponenten vorbereitet haben, können Lüfter, Temperaturschaltmodul und Sound-Anschluß für den Kopfhörerausgang eingebaut werden. Wir beginnen mit den Lüftern. Der erste wird in den dafür vorgesehenen Käfig (falls vorhanden) gedrückt, bis er einrastet (siehe erstes Bild unter 3.2). Dabei müsst Ihr unbedingt drauf achten, daß er in die richtige Richtung bläst und zwar ins Gehäuse! Dies könnt Ihr im Vorfeld schon austesten, indem Ihr ihn einfach an das unter 3.2 erstellte Kabel anschließt und die Hand davor und dahinter haltet. Wenn der Lüfter im Käfig sitzt und in die richtige Richtung weist, dann könnt Ihr den Käfig am Gehäuse anbringen. Die kalte Luft, die von unten in das Tower-Gehäuse geblasen wird, geht quer über das Mainboard, Steckkarten und weitere Elektronik, und wird oben von 2 Lüftern abgesaugt. Das heißt, die beiden oberen Lüfter müssen so angebracht werden, daß sie die erwärmte Luft aus dem Gehäuse rausblasen. Diese Lüfter werden mit M4-Flachkopfschrauben am Gehäuse festgeschraubt. Nun könnt ihr das präparierte Kabel am 5.25" Power Stecker und die 3 Lüfter an den 3-Pin-Molex-Steckern dieses Kabels anschließen. Die beiden 3-Pin-Molex-Buchsen mit der Leitung für das Tachosignal werden auf die beiden Lüfteranschlüsse "Chassis Fan" (CHA_FAN) und "Power Supply Fan" (PWR_FAN) am Mainboard gesteckt. Die Bezeichnungen werden bei ASUS so verwendet. Bei anderen Herstellern können andere Bezeichnungen gewählt worden sein.

Das Temperaturschaltmodul TSM-320 wird mit der kompletten Frontblende ins Gehäuse gesetzt. Da die Kabel für die beiden Temperatursensoren und für den Soundanschluß schon befestigt sind, ist es sinnvoll, die 3,5-mm-Klinkenbuchsen vom Slot-Blech abzuschrauben. Die Temperatursensoren sind wie folgt anzubringen:



Der erste Sensor kann z.B. an das Kabel des Prozessorlüfters geknotet werden (siehe Pfeil im 1. Bild). Somit ist er ausreichend in prozessornähe kann aber nicht in den Lüfter selbst gelangen. Der zweite Sensor wird über eine feste Schnur angeknotet und kurz unter der Festplattenelektronik positioniert (siehe 2. Bild). Achtet darauf, daß der Sensor nah an der Festplatte ist, aber die Elektronik nicht berührt! Nun kann die Stromversorgung für das TSM-320 über die Steckverbindung mit dem präparierten Kabel verbunden werden.

Als nächstes wird das Slot-Blech an der Rückseite des PCs eingebaut. Danach werden die beiden geschirmten Kabel für den Kopfhörerausgang so im Rechner verlegt, daß sie den Luftstrom nicht weiter behindern. Dies gilt natürlich auch für alle anderen Kabel, insbesondere Flachbandkabel. Die beiden 3,5-mm-Klinkenbuchsen werden dann ins Slotblech geschraubt. Auf der linken Seite im 1. Bild seht Ihr das Audio-Kabel sowie das präparierte Slot-Blech. Sämtliche Kabel, die nun noch etwas wirr durcheinander liegen sollten mit Kabelbindern befestigt werden. So sollte der Betrachter einen übersichtlichen und geordneten Gesamteindruck vom Inneren des PCs in Erinnerung behalten.




5. Funktionstest INHALT

Gratulation, die Vorbereitungen und der Einbau sind fertig! Doch HALT! Man kann erst gratulieren, wenn auch wirklich alles klappt. Also solltet Ihr einen Funktionstest durchführen! Dafür empfiehlt es sich, den Rechner noch offen zu lassen. Dann schließt die Geräte wieder an (Ihr braucht nur Tastatur, Maus und Bildschirm). Vergeßt den Netzstecker nicht! Wenn Ihr jetzt den Rechner einschaltet, sollte zunächst für etwa eine Sekunde ein Piepton zu hören sein. Dieser rührt vom Selbsttest des TSM-320 her. Das Display zeigt während dieser Zeit alle Segmente und die beiden Alarm-LEDs leuchten kurz auf. Darauffolgend wird die tatsächlich gemessene Temperatur angezeigt. Das sieht etwa so aus:

Natürlich sollte kurz nach dem Einschalten die Temperatur weit unter den hier angezeigten 33,2°C liegen (Raumtemperatur: <25°C). Mit dem oberen Knopf kann nun zwischen Sensor 1 (Mainboard) und Sensor 2 (Festplatte) umgeschaltet werden. Die beiden Temperaturen differieren nicht mehr als 2°C. Nun können gemäß der Beschreibung zum TSM-320 weitere Funktionen getestet werden (z.B. MAX/MIN-Anzeige, Alarmprogrammierung u.s.w.)

Unser nächstes Augenmerk gilt den 3 Gehäuselüftern. Drehen sich alle Lüfter, und auch in die richtige Richtung? Sollte dies der Fall sein, so kann mit dem Hardware-Monitor im BIOS die Drehzahlüberwachung aktiviert werden. Hier sollten die Umdrehungen pro Minute von CPU Fan, Chassis Fan und Power Supply Fan zu sehen sein. Die Werte für die Gehäuselüfter liegen bei etwa 2500-3200 U/min. Dies kann auch mit dem Tool ASUS PC Probe, das als Monitorprogramm im Hintergrund von WINDOWS läuft, kontrolliert werden. Mit diesem Tool bietet sich auch die Möglichkeit die Mainboard- und Prozessortemperatur zu kontrollieren. Wenn dann der Rechner wieder zugeschraubt ist, sollte die Prozessortemperatur mind. 5°C unter dem Wert liegen, der ohne die 3 Gehäuselüfter erreicht wurde. Der am Temperaturschaltmodul angezeigte Wert sollte in etwa dem entsprechen, was im ASUS PC Probe als Mainboard-Temperatur dargestellt wird. Wenn das alles funktioniert, dann gilt es nur noch den Kopfhörerausgang zu testen.


Dazu muß ein Loopback-Kabel (3,5 mm Klinke auf 3,5 mm Klinke, jeweils Stereo-Stecker) vom Ausgang der Soundkarte zum Eingang des präparierten Slot-Blechs gehen. Am Ausgang des präparierten Slot-Blechs werden dann die Boxen angeschlossen (bei Surround-Systemen mit mind. 4 Boxen werden jeweils die Front-Boxen verwendet). Jetzt könnt Ihr zunächst ein Musik-File (*.wav, *.mp3, *.mid u.s.w.) oder eine Audio-CD abspielen. Dabei solltet Ihr wie gewohnt die Musik aus den vorderen Boxen hören. Stellt nochmal testhalber die Balance mit dem Software-Mixer von Links auf Rechts, um die Kanalzugehörigkeit zu testen. Wenn Ihr die Balance nach Links dreht, und Ihr hört nur die rechte Box, dann müssen die beiden NF-Adern vertauscht werden. Wenn die Zugehörigkeit stimmt, könnt Ihr einen Kopfhörer am Frontausgang anschließen. Ist die Frontbuchse mit Umschalter versehen, sollte der Ton aus den vorderen Boxen verstummen, sowie Ihr den Stecker in die Frontbuchse steckt. Wenn jetzt auch noch im Kopfhörer auf beiden Seiten stereo was zu hören ist, dann ist die Sache perfekt und ich kann dem Bastler tatsächlich zu seinem Werk gratulieren.


6. Haftungsausschluß INHALT

Die auf dieser Seite dargestellte Bauanleitung ist eine Empfehlung. Selbstverständlich können einzelne Komponenten modifiziert oder andere hinzugefügt werden. Der Bastler handelt stets in eigener Verantwortung. Sollte durch unsachgemäßes Vorgehen Hardware zerstört werden, so ist derjenige verantwortlich, der die Änderungen vorgenommen hat. Ergeben sich aus den hier aufgeführten Informationen (in Wort und Bild) oder der beschriebenen Vorgehensweise Sach- oder Personenschäden, so ist der Autor dieser Anleitung von der Haftung ausgeschlossen.

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