passiver HTPC im Atelier Design

Gewerbliche Umbauten müssen als solche gekennzeichnet werden!
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Christian
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passiver HTPC im Atelier Design

#1 Beitrag von Christian » 31.05.2010, 22:04

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:
  • 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:
Bild Bild Bild Bild Bild Bild Bild

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:
Bild Bild Bild Bild Bild
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:
Bild Bild Bild
(Bilder leider nur bei Kunstlicht aufgenomme)

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 Thomas van den Boom möchte möchte ich mich vor allem bei Sven Carstensen für uneigennützige Hilfe und Unterstützung u.a. bei der Blendenbedruckung bedanken.

Grüße
Christian
Zuletzt geändert von Christian am 31.05.2010, 22:57, insgesamt 1-mal geändert.

hififan

#2 Beitrag von hififan » 31.05.2010, 22:21

...und jetzt noch eine vernünftige Grafikkarte anstatt des Onboard Grafikchips und die Sache wäre perfekt. Alllerdings würde diese wahrscheinlich nicht von der Bauhöhe her passen, zumal eine leistungsstarke Grafikkarte die Verlustleistung und Thermalentwicklung in ungeahnte Höhen treiben würde. Wenn es dennoch einen Lösungsansatz hierfür geben sollte, so würde ich ihn gerne erfahren.

hififan

#3 Beitrag von hififan » 31.05.2010, 22:36

Es gibt durchaus eine Lösung, die in das Slimgehäuse passen würde und deren Leistungsaufnahme und Thermalentwicklung in einen akzeptablen Maß bleiben würde.

http://www.alternate.de/html/product/Gr ... eon+HD5000

Die Grafikkarte hat eine Breite von 56mm. Würde man den unnötigen VGA Anschluss wegkürzen und die besagte Grafikkarte im Crossfireverbund betreiben, der unter anderem zur Folge hat, dass sich das Speicherinterfache und der Grafikspeicher verdoppelt, so ließe sich eine ansprechende Performance realisieren.

Diese Leistung (Crossfire) entspräche mit Übertaktung einer Radeon HD4870

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#4 Beitrag von v/d/b » 31.05.2010, 23:09

Hallo Christian,
Glückwunsch zum gelungenen Umbau.
In einem solch flachen Gehäuse einen passiv gekühlten PC unterzubringen ist schon ein Kunststück.
Ich habe mich lange genug (bis ich mich von den Pizzaschachteln verabschiedet habe :lol: ) damit befasst.
Insgesamt sieht das alles sehr professionell aus.
Wenn mir irgendwo schwarze USB-Buchsen über den Weg laufen, melde ich mich.

Viele Grüße
Thomas

ps: Herzlichen Dank für den ausführlichen Bericht, so etwas lese ich immer wieder gerne.

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#5 Beitrag von Uli » 01.06.2010, 08:10

Hallo Christian,

auch von mir beurkunde ich Dir einen großen :respekt: , ich kann gut nachvollziehen, warum solch ein Umbau 2 Jahre dauert. Besonders gut gefällt mir das Passivkonzept. Die richtigen Bauteile zu finden ist nicht immer leicht, darum gefällt mir auch die Anmerkung von Hififan über die Grafikkarte nicht, da die vorgeschlagene einen Lüfter hat.
Eine tolle Idee finde ich das mit der C1 Ladenblende, auch ich habe mich schon gefragt, wie man die großen Löcher links flächendeckend geschlossen bekommt ohne Wellen reinzuspachteln oder eine PA4 Blende zu opfern. Leider schmirgelt man schnell die scharfen 45° Fasen rund da das Plastik sehr emfindlich ist. Auch den CD Schlitz sauber ins Plastik zu bringen ist sicher eine Kunst. Ich könnte Dir eine T2 Blende aus Alu senden, diese dürfte leichter zu bearbeiten sein (bei Interesse pn an mich). Um ein perfektes optisch schön aussehendes Gerät zu bekommen, solltest Du zumindest diese Blende neu lackieren, man sieht eine Lackträne:
Bild
Gelungen ist auch, das Du eine 6´er Serie aufgemacht hast, da das Displayfenster ein neues Maß ins Atelier bringt.
Die unhübsche USB Buchse könntest Du hinter einer der Seitenteile in einen Luftschlitz verbannen, natürlich könnte man dann keine Geräte mehr seitlich anreihen, aber das sollte wohl eh hier aus lüftungstechnischen Gründen nicht passieren.

Viel Spass mit Deinem Umbau!

Gruß... Uli

Christian
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#6 Beitrag von Christian » 01.06.2010, 23:31

Danke für Beiträge,

@hififan:
Ich habe keine separate Grafikkarte eingebaut, weil ich keine benötige. Für aktuelle Actionspiele ist das Gerät nicht gedacht, da macht sich mein PC wirklich besser.
Es gibt durchaus eine Lösung, die in das Slimgehäuse passen würde und deren Leistungsaufnahme und Thermalentwicklung in einen akzeptablen Maß bleiben würde.
http://www.alternate.de/html/produc.... ... eon+HD5000
Die Grafikkarte hat eine Breite von 56mm.
Nein, eine Slimline Grafikarte (wie diese) - ich behaupte jetzt einfach mal überhaupt keine aktuelle Grafikkarte - paßt stehend in kein Braun Atelier-Gehäuse (ausser VC4). Ich habe, sofern ich mich recht erinnere, für meine Firewire-Karte eine Innenhöhe von 40mm zur Verfügung gehabt.
Man könnte ggf. die Karte liegend über eine PCIe Adapter über dem Mainbord anbringen. Aber dann müßte ich mit zusätzlich 43W Maximallast rechnen, was insgesamt gut 110W entspräche, für diese Gehäusegröße m.E. passiv nicht realisierbar.

Weshalb wäre Dir ein stärkere Grafikkarte wichtig?


@Thomas:
Schön, wenn Dir die Beschreibung gefällt. Es ist immer etwas schwierig aus den ganzen Informationen einen Text zu machen.
Übrigens war die Zusendung Deiner Druckvorlage ein Anstoss zu Beenden des Projektes, danke nochmal.


@Uli:
Wie gesagt, bin mit der Lakierung auch nicht so zufrieden. Die Kanten z.B. sind von mir nicht rundgeschmiergelt, sondern aufgrund der Menge der aufgetragenen Farbe rund geworden. Das hatte auch zur Folge, das das Displayfester nicht mehr ganz bündig mit der Front sitzt (leicht nach innen verschoben) etc.
Neue Lackierung kommt also vielleicht noch, aber erstmal möchte ich mein Gerät nutzen (vielleicht fertige ich ein zweite Blende an ...).

Ich habe mich bei der Laufwerksblende (danke für Dein Angebot der T2 Blende) mit Absicht für die Plastik-Schublade des C1 entschieden (habe hier auch noch 3 gefräste Slot-In Blenden aus Alu liegen):
1.) Durch die Verwendung von Plastik konnte ich meinen Tastatur- und Bluetooth-Empfänger dahinter verbauen. Einen anderen Platz gibt es quasi hierfür nicht.
2.) Ich berfürchte, dass eine lakierte Alu-Kante des Slotin-Eingang häufigere Benutzung mit Verlust der Lakierung quittiert

Bzgl. Design:
Meiner Meinung nach habe ich die Atelier Designmaße eingehalten. Das Display kommt zwar in anderen HiFi-Atelier Bausteinen nicht vor, wohl aber im VC4 (es ist also ein Originaldisplayfenster aus dem VC4).
Das Displayfenster sitzt auch an genau derselben Position, wie beim VC4.
Darüberhinaus sieht man m.E. an diesem Bild ganz gut, dass die Displaygröße auch zu den anderen Atelier-Bausteinen passen sollte

Bild

Grüße
Christian

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#7 Beitrag von Christian » 03.06.2010, 14:07

Hallo zusammen,

hier nochmal zwei Bilder bei Tageslicht :

Bild Bild

Grüße
Christian

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Tolles Gerät!

#8 Beitrag von Fiasko » 30.06.2010, 13:16

Hallo Christian,

sieht toll aus. Warum hast Du aber die Bausteine in dieser Reihenfolge gestapelt? Ich würde den CD5 zwischen cc4 und c4 packen, das hat optisch den Vorteil, dass die linken Slider übereinander sitzen und den unschlagbaren weiteren Vorteil, dass der PA4 oben frei steht :oops: (Wärmeentwicklung).

Gruss
Jochen
Es war gut und reichlich - es hätte besser und mehr sein können!
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