Wstęp

Zastanawiałeś się kiedyś jak zmierzyć napięcia w zasilaczu? Ten krótki artykuł powstał, aby pomóc w rozwianiu wątpliwości związanych z pomiarem napięć podawanych przez zasilacze komputerowe. Mamy nadzieję, że to co mogą Państwo tutaj przeczytać będzie pomocne w rozwiązywaniu problemów z komputerem. Niniejszy artykuł ma jedynie charakter edukacyjny, a pomiarów dokonujemy na własne ryzyko. Autor, ani firma Zenfist Sp. z o.o. nie ponosi odpowiedzialności za uszkodzenia mienia, lub zdrowia powstałe w wyniku zastosowania poniższej wiedzy w praktyce.

Mierzenie napięć - po co?

Na chwilę obecną faktem jest, że bardzo wiele problemów z komputerami bierze się, z nieprawidłowego działania zasilacza. Bierze się to z faktu, iż większość firm komputerowych zamiast jakością konkuruje ceną. A klienci wydają dwadzieścia złotych na przejazd z jednego końca miasta na drugi tylko po to, aby kupić komputer 10 złotych taniej.

W tej paranoicznej sytuacji montowanie zasilacza wartego kilkadziesiąt złotych do komputera za trzy - cztery tysiące złotych jest na porządku dziennym. I o ile wspomniane wcześniej tanie zasilacze dają sobie rade z podstawowymi konfiguracjami. To po włożeniu do "polskich komputerów marzeń", nie są w stanie dostarczyć odpowiedniego natężenia prądu, co skutkuje niestabilnością komputera. Pół biedy, gdy komputer raz na jakiś czas się zawiesi i w końcu ustalimy, że to zasilacz jest źródłem kłopotów. Wystarczy wtedy wymienić go na coś solidniejszego. Jednak w niemal jednej trzeciej przypadków spotkanie zasilacza za 50zł i komputera z 3000zł kończy się awarią. I stratą znacznie większej kwoty, niż równowartość nowego i markowego zasilacza.

Jednym ze sposobów na sprawdzenie, czy nasz zasilacz daje sobie radę z podłączonym do niego komputerem jest pomiar wartości napięć. Jeżeli ich wartości mieszczą się w przedziale wyznaczonym przez normę ATX12V to w większości przypadków nie ma powodów do niepokoju. Dla najmocniejszych, podkręconych maszyn napięcia powinny mieścić się w nieco ostrzejszym 3% przedziale.

Dlaczego miernik?

Pomiar rzeczywistych wartości napięcia podawanego na każdej linii zasilacza jest możliwy tylko przy użyciu dobrze skalibrowanego miernika! Przeglądając różne fora dyskusyjne, można się przekonać jak wiele osób nie zdaje sobie sprawy z tego faktu. Wielu użytkowników jest święcie przekonanych, że wartości napięć podawane przez programy dostarczane w raz z pytą główną są tak samo dokładne, jak te podawane przez miernik. Jest to błędne przekonanie - różnice mogą być bardzo duże. Taki odczyt może służyć jedynie dla bardzo pobieżnej oceny pracy zasilacza.

Na rynku dostępna jest szeroka gama mierników i woltomierzy. Oczywiście poza ceną różnią się one również wieloma różnymi parametrami i możliwościami. Do najważniejszych parametrów na jakie powinniśmy zwrócić uwagę wybierają miernik jest dokładność pomiaru napięcia w zakresie 20V. Wpływa ona na w dużej mierze na błąd dokonywanego pomiaru i decyduje o klasie urządzenia. Mierniki do około 250pln należą zazwyczaj do klasy urządzeń o dokładności (+/-) 0.3% bez ostatniej cyfry znaczącej. Tak więc należy zdawać sobie sprawę, że jeśli miernik pokazuje napięcie 11.87V, to realna wartość napięcia może zawierać się przedziale od +11.84V do +11.90V, co po odcięciu ostatniej cyfry znaczącej daje nam widełki o wartościach +11.8V i +11.9V. Widać więc, że podawanie końcowych wartości z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku w przypadku tej klasy mierników, jest pozbawione sensu.

Pomiar miernik a inne metody

Jest to jeden z ważniejszych punktów tego artykułu i pragniemy go podkreślić. Jedynym sposobem na poznanie dokładnych wartości napięć jest pomiar za pomocą miernika. Nie jest prawdą, że wejście do BIOS'u i odczytanie wartości podawanych przez płytę pozwoli nam dowiedzieć się jakie na prawdę napięcia. Jest tak dlatego, że układ mierzący napięcia na płycie głównej kosztuje kilkadziesiąt centów (kilka złotych). Jego dokładność jest adekwatna do ceny - jest niska. Aby lepiej to zilustrować, przetestowaliśmy kilka płyt głównych. Najlepszą dokładnością wykazały się płyty DFI oparte na chipsecie nForce 4. Na zdjęciu obok można zobaczyć jaką jest różnica pomiędzy wartością napięcia na linii +12V. Miernik (świeżo po kalibracji na zasilaczu laboratoryjnym) pokazywał wartość +12.09V, natomiast wartość prezentowana przez Hardware Monitor w BIOS'ie DFI to +12.22V. W tym przypadku różnica to nieco ponad 0.1V, przy innych płytach dochodziła ona do 0.4V!

Sytuacja wygląda bardzo podobnie w przypadku odczytywania wartości napięć za pomocą oprogramowania diagnostycznego (Everest, SpeedFan, MBM), czy też za pomocą programów dostarczanych wraz z płytą główną. W tym przykładzie posłużymy się również DFI LanParty NF4 SLI-D, oraz programem Everest v2.20. Miernik nadal uparcie pokazywał wartość +12.09V, natomiast wartość prezentowana przez Everest to +11.98V. Tym razem różnica jest nieznaczna i wyniosła poniżej 0.1V, co można uznać za wynik niezły. Jednak przy niektórych płytach głównych różnica dochodziła do 0.5V.

Przygotowanie miernika do pomiaru

O czym należy pamiętać, przed przystąpieniem do pomiarów? Koncentracja i zdrowy to bezpieczna praca! Ze spraw technicznych warto wspomnieć najważniejsze dwie:

Odpowiedni zakres pomiaru - podstawową czynnością przy dokonywaniu pomiarów jest ustawienie miernika na odpowiedni zakres - DCV 20. Pomiar napięcia na innym zakresie może spowodować uszkodzenie miernika, oraz stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia (cytat z instrukcji miernika). Powtórzmy jeszcze raz. Jedynym poprawnym ustawieniem miernika jest pomiar DCV (co oznacza napięcie prądu stałego), na zakresie do 20V.

Sprawna bateria - ze względu na fakt, że większość mierników jest zasilana przy pomocy baterii, co pewien czas należy sprawdzić jej stan i w razie konieczności wymienić na nową. Jeśli jest ona rozładowana to pomiar prawdopodobnie będzie obarczony dużym błędem. Prosimy pamiętać, że w takiej sytuacji, po wymianie baterii należy przeprowadzić ponowną kalibrację miernika. W tym celu najlepiej jest udać się do serwisu elektronicznego, który dysponuje zasilaczem laboratoryjnym, lub wysokiej klasy miernikiem.

Czyste sondy pomiarowe - sondy w nowych miernikach są zazwyczaj zabezpieczone przed korozją, przy pomocy cienkiej warstwy syntetycznego oleju, który jak wiadomo jest doskonałym izolatorem. Dlatego, przed dokonaniem jakichkolwiek pomiarów, czy kalibracji należy dobrze oczyścić i odtłuścić sondy miernika za pomocą acetonu, lub spirytusu.

Niedociśnięte wtyczki - Trzecią częstą przyczyną pozornie kiepskich napięć, mogą być niedostatecznie dociśnięte wtyczki złącz ATX i ATX12V (4-pin), lub ich pasywacja (pokrycie warstwą tlenku właściwego im metalu). W przypadku pasywacji wtyczki należy oczyścić, a następnie dokładnie docisnąć.

Prawidłowe wartości napięć

Poniżej znajduje się tabelka, które zawiera informacje na temat dozwolonych wartości napięć dla każdej linii zasilającej według aktualnie obowiązującym standardem w dziedzinie konstrukcji zasilaczy, którą jest ATX12V v2.2.

(1) Przy obciążeniu szczytowym norma ATX dopuszcza 10% odchylenie dla linii +12V1. Czyli dozwolone są napięcia od +10.80V do +13.20V.
(2) Przy szczytowym obciążeniu minimalne napięcie dla linii +12V2 musi być większe niż +11.0V
(3) Tolerancja napięcia +3.3V jest wymagana dla głównego złącza ATX, oraz złącz S-ATA (jeśli są używane)
(4) Linia -5V została usunięta w normie ATX12V v2.0, gdyż nie jest ona używana przez nowoczesne komputery (korzystały z niej kiedyś karty na złączach ISA). Większość płyt głównych nie potrafi podać prawidłowej wartości tego napięcia.

Powyższe wartości napięć są bardzo tolerancyjne i ich przekroczenie oznacza, iż zasilacz na którym pracujemy jest uszkodzony, lub po prostu nasza konfiguracja jest dla niego nieodpowiednia. Zbyt rozbudowana konfiguracja w stosunku do realnej mocy zasilacza, zaraz za zawyżoną mocą zasilacza, jest jedną z najczęstszych przyczyn niestabilności komputera. Powoduje ona również, że zasilacz pracujący cały czas pod pełnym obciążeniem może być głośniejszy, a jego żywotność może znacznie się skrócić.

Napięcia nie mieszczące się w zakresach narzuconych przez normę ATX, można uznać za potencjalne źródło niestabilności a nawet uszkodzenia komputera. Dlatego taki stan rzeczy należy niezwłocznie poprawić poprzez naprawę zasilacza, lub kupno lepszego (niekoniecznie większej mocy).

Gdzie i jak mierzymy napięcia

Musimy pamiętać, że podczas pomiaru sondy miernika powinny być nieruchome, ponieważ mechaniczne ruchy na styku sonda-miejsce pomiaru powodują stany nieustalone rejestrowane przez miernik, a tym samym pomiar zostaje w pewnym stopniu zafałszowany.

W wyniku ustandaryzowania budowy zasilaczy, każdej linii zasilającej przypisano własny kolor przewodów. Poniżej zamieszczamy ich krótką rozpiskę:

Pomiar napięcia na linii +3.3V

Pomiar napięcia na linii +5V

Pomiar napięcia na linii +12V