TerribleFire TF1260 aktív hűtés Amiga 1200-hoz

(for English / German, etc. version, please use the language icon at the upper-right corner)

Az elmúlt néhány hónapban azon (is) dolgoztam szabadidőmben, hogy az idén vásárolt TerribleFire TF1260 típusú, Amiga 1200-hoz készült turbókártyámhoz valamiféle normális hűtést készítsek. Az ihletet az egyik amibay-es fórumtag saját maga által készített, kézzel csiszolt hűtőbordája adta, amit tovább gondolva, aktív hűtésre terveztem át. Főleg azért döntöttem így, mert a Motorola 68060RC50 Rev6-os CPU-jaimat a gyakorlatban 100MHz körüli teljesítményre lehet overclockolni, ez pedig elég intenzív hőtermeléssel jár, amelyhez már nem elegendő csupán egy bordát felapplikálni.

(Az igazsághoz hozzátartozik, hogy találtam az interneten egy alternatív hűtésmegoldást is. Ezt az ebay-en is árulják, de egyáltalán nem tetszik ez a megoldás, több okból sem. A CPU foglalata és a CPU közé egy hővezető lapkát kell beerőszakolni, amelynek a távolabbi sarkán van egy cooler – ez egyáltalán nem hatékony, a venti nem tudja átfújni a levegőt, és a súly feszíti is a CPU-t a foglalatban. Nem szép, nem ideális és átgondolt kialakítás, nincs megfelelő légáramlás sem.)

Visszatérve a hűtéstervezéshez: az első gondolatom az volt, hogy én is vásárolok egy nagyobb méretű bordát és részben sarokcsiszolóval, részben pedig kézzel vizes csiszolással kialakítom a megfelelő formára. Miután beszélgetni kezdtem az Amigás sorstársakkal és TF1260 tulajdonosokkal kiderült, hogy sokan szeretnének valami elegáns és nem tákolt megoldást, így elkezdtem azon agyalni, milyen alternatív lehetőségek adódnak ennek a kialakítására. A céljaim közt szerepelt, hogy

• olyan bordát kell készítenem, ami megfelelően nagy alapterületű – sőt, picit túl is lóg – de még befér a billentyűzet és a CPU közé
• olyan kialakítású legyen, ami a termelt hőt a gépház alsó felének irányába, az ott található szellőzőnyílásokhoz el tudja vezetni
• ha már aktív hűtést tervezek, akkor megfelelő visszarúgás-védelemmel szeretném ellátni a cooler vezérlést, hogy mindenek előtt védje az Amiga 1200 áramköreit
• olyan hűtés megoldás legyen, amivel nem kell átalakítani a gép belsejét, ugyanakkor szépen elfér, nincs útban semmilyen, már meglévő belső hardverkiegészítőnek
• céljaim közt szerepelt az alacsony fogyasztás és a zaj minimálisra vétele is

Először ventillátort próbáltam keresni: próbálkoztam a fektetett ún. notebook-blowerekkel, de mindegyik viszonylag nagy méretű és 8-10k-t forog, ezért zajosak – nem beszélve, hogy a hely szűke miatt csak bajosan fér el a drive szalagkábel miatt. Alapos méricskélés után a 30x30x10mm-es ipari rendszerhűtő ventillátorok váltak be, ennek találtam meg a helyét a drive mögött. Már csak gyártót kellett találnom, ami 5V-os feszültségű és alacsonyabb fordulatszámú coolereket gyárt, de olyan minőségben, amely megfelelő lehet hosszú távra. A Noctua sajnos nem jöhetett szóba, mert az általuk gyártott legkisebb méret a 40x40mm-es változat, az pedig túl nagynak bizonyult az Amiga belső méreteihez képest, a billentyűzet és a gépházfedél miatt sem fért volna el. A választásom néhány teszt után a német Dalap gyártóra esett, ezeknek a csapágyas- és csapágy nélküli megoldásait választottam végül.

Fontos volt a +5V is: tudom, hogy a TF1260-nak van saját fan pinout headerje, de egyrészt nem akartam a turbókártyát még ezzel is terhelni, másrészt az 12V-os kivezetés. A +12V-os ventillátorok pedig megintcsak magas fordulatszámon pörögnek és rezonanciát is keltenek, így hát törekedtem a lehető legkisebb plusz terhelésre. Elkezdtem egy olyan kisméretű adapterboard tervezését, amely a közeli áramforrások közül használ egyet: adta magát a közeli Floppy Drive tápcsatlakozója, így eköré építettem fel SMD alkatrészekből a kicsi, de még kézzel könnyen szerelhető parányi áramkörömet , amelyre fordulatszámszabályzót és különféle visszirányú védelmet is terveztem, megfelelő zajszűrés és méretezés mellett. A panel a jlpcb gyárában készült és prémium komponensekkel populáltam fel az áramkört (Panasonic, Kemet, LittelFuse, Yageo, Bourns).

A CPU-ra tervezett bordára legalább húszféle magyarországi üzemtől kértem ajánlatot, kisebbektől-nagyobbaktól – beleértve a nemzetközi PCBWay-t és minden egyéb alternatívát is hogy lássam, ki az aki nagyobb mennyiségben tud költséghatékonyan gyártani. A végére egyvalaki maradt, egy kis tolna megyei manufaktúra, aki az ausztriai piacra gyárt egyedi alkatrészeket. Ők vállalták a kis szériaszámos gyártást és prototípus készítést viszonylag mérsékelt áron, így az első 3d printelt modell után, több körös finomhangolást követően előállt a végleges méret és forma step fájlja, amelyből legyártásra került az első alumínium változat. A sors fintora, hogy a billentyűzet alján található csavarokkal (jobbanmondva eggyel, ami épp a borda felett helyezkedik el) nem számoltam, így egy utolsó változtatással kialakult a csavarhely bemélyesztés, és a bordát is eltoltuk néhány mm-rel balra a jobb hőeloszlás, valamint hűtés érdekében (ez esetben a ventillátor közelebb található a borda geometriai középpontjához, így hatékonyabb a légvezetés).

A TF1260 CPLD-kre szánt két 19x19mm-es Fischer- és az egyedi Motorola hűtőborda rögzítését is az Arctic TP-3-as kétoldalas 0.5mm vastag Thermal Pad-del oldottam meg – ez a C64-es projektjeimből szerzett tapasztalat alapján bőven elegendő azok megtartására és a hőátvitelre is.

A következő feladat a cooler rugalmas, rezonanciát elnyelő tartókerete, azaz konzolja volt: a végső változatot egy 7-8 körös folyamatos finomítgatással és tesztnyomtatással értük el, ebben Sebesi Sanyi barátom, alias Dester 3D Print volt a segítségemre. Az ő ötlete nyomán a gumiszalagos, PLA gyártást egy speciális, TPU nevű anyagra cseréltük le a végén, amely úgy viselkedik, mint a masszív, de rugalmas ipari gumi: megfelelően tart, rugalmas és elnyel minden rezonanciát. A rögzítést egyszerűre terveztem: elég a floppy drive tartókeretének csavarját kicsavarni, és közé helyezni a tartókeretet, majd a csavart visszacsavarni. A cooler-tartókeret alul feltámasztást kapott, ami az alaplapi smd alkatrészekre fekszik fel. Nem szükséges szigetelés sem, mert a TPU nem vezető anyag.

Az alábbiakban látható a komplett szett

Tartalom

• 1 db Dalap 5V DC5 10x10x30mm 6000 RPM Cooler
• 1 db TF1260 active cooler adapter board
• 1 db TPU TF1260 active cooler bracket
• 1 db 47x67x9mm speciális kialakítású hűtőborda (Motorola 68xxx series CPU)
• 2 db Fischer 19x19mm-es hűtőborda (CPLD)
• 3x Arctic TP-3 (eltávolítható) thermal pad (2x 19x19mm; 1x 42x47mm)

A TF1260 active cooling készletben a Dalap ventillátort, az Arctic Thermal Pad-et és a 2 db Fischer fekete hűtőbordát leszámítva minden egyes komponens egyedi, kézzel készült építés és kialakítás, ezáltal nincs két egyforma darab. A hűtőborda nagy tisztaságú alumíniumtömbből kézzel esztergált/mart/huzalozott kialakítású, amely egyfázisos eloxáláson esett át. Az esetleges foltok a kézi gyártás következményei, de a működést és a hatékonyságot nem befolyásolják.

• Philips csavarhúzó
• mérőszalag / vonalzó
• Izopropyl Alkohol, vagy pcb-tisztító spray
• kb. 10-15 perc és tiszta környezet (clean desk) az Amiga 1200 szétcsavarozásához

A beépítés

A hűtés felszerelését megfelelő óvatossággal végezhetjük a turbókártyán beszerelt állapotban, de a kevésbé magabiztosak azonban akár ki is vehetik a gépből a felépítés idejére.

1. Óvatosan csavarjuk ki az Amiga 1200 gépház alsó rögzítőcsavarjait és vegyük le a gép fedelét
2. Húzzuk ki a billentyűzet szalagkábelét a csatlakozóból, majd emelkjük ki a billentyűzetet és tegyük a gép mellé
3. Amennyiben vannak, óvatosan távolítsuk el a Motorola processzoron levő korábbi hűtés maradványait, majd Izopropyl Alkohollal tisztítsuk meg alaposan a CPU kerámiatokozását – használhatunk fültisztító pálcát a művelethez. Várjuk meg, míg megszárad a tisztítószer.
4. Fogjuk az Arctic TP-3 Thermal Padból a nagyobbik darabot a készletből: óvatosan húzzuk le az alsó részéről a fóliát, majd ragasszuk pontosan a processzor bal felső sarkából indulva szépen végig az oldalívek mentén, majd simítsuk le az ujjunkkal. Ha mindent jól csináltunk, az alsó 5 mm-nek szabadon kell maradnia (ez szükséges, mert ide nem helyezhető semmilyen hűtés a billentyűzet alsó takarólemezének ráfekvése miatt).
5. Fogjuk az Izopropyl Alkoholt és tisztítsuk meg a szürke CPU hűtőborda alsó felét. Húzzuk le a thermal pad felső védőfóliáját is, majd óvatos mozdulattal helyezzük el a bordát a processzoron. NAGYON figyeljünk arra, hogy a billentyűzet csavarhelye és az ideális hőeloszlás miatt a bordának az alábbi pozícióban kell felkerülnie:
   • a borda alsó vízszintes éle (vigyázz, nagyon éles!) pontosan 5mm-rel a CPU alsó vízszintes éle FÖLÉ kell, hogy kerüljön (ez elvileg megegyezik a felragasztott thermal pad alsó oldalvonalával).
   • a hűtőborda 67mm széles. A bal széle a CPU baloldali függőleges élétől PONTOSAN 12mm-rel balra, a borda jobb széle a CPU jobb oldali élétől pedig jobbra 8mm-re kerüljön. Ezzel ideális lesz a billentyűzet felfekvése a borda feletti rögzítő csavar szempontjából (szépen beleül az erre a célra kialakított mélyesztésbe). Tipp: mérj kétszer, ragassz egyszer.
6. Folytassuk a CPLD chipekkel: a művelet hasonló, mint a Motorola CPU esetén. Az első az IPA tisztítás a chip felületén és a két Fischer borda alján.
   • Tisztítás után helyezzük fel megfelelő irányban a két thermal pad lapocskát
   • határozott mozdulattal helyezzük fel a két fekete hűtőbordát. Az alacsony, 4.6mm-es magasság elegendő ahhoz, hogy a TF1260-hoz kapható ún. buffered IDE>CF adapter alá is kényelmesen beférjen.

Az aktív hűtés beszerelése

1. Ha ezzel megvagyunk, jöhet az aktív hűtés beépítése is. Elsőnek óvatosan csavarjuk ki a Floppy Drive tartókonzoljának csavarját.
2. Fogjuk meg a nyomtatott cooler-keretet és helyezzük bele a ventillátort, címkéjével a CPU felé nézve. Ügyeljünk arra, hogy a ventillátor pontosan beleüljön a számára kialakított keretbe, ehhez nyugodtan nyomjuk rá kézzel a bal-és jobb alsó oldalát. A ventillátor kábel-kivezetését javasolt a jobb felső sarokra tervezni.
3. Ha a cooler a helyére került, a tartókeretet helyezzük el a végleges helyére. A TPU rugalmas anyag, a megfelelő rögzítéshez érdemes a csavart picit előre beletekerni úgy, hogy a hegye épp áthaladjon az anyagon.
4. A megfelelő helyre illesztve csavarjuk be az eredeti csavart a helyére ügyelve arra, hogy szépen egyenesen álljon.
5. Húzzuk le a Floppy Drive csatlakozó tápkábeljét az alaplapról.
6. Fogjuk a kék adapterpanelt és csatlakoztassuk rá a Floppy Drive molex tápkábeljét a 4-es tüskesorra. FONTOS: Figyeljünk az irányokra, a +5V-nak PONTOSAN arra az oldalra kell kerülnie, mint ahogy a panelen is szitázva van. Ha véletlen fordítva csatlakoztatod fel, az a drive gyors meghibásodását okozhatja, mert ezen esetben +12V kerül a +5V ágra!
7. Csatlakoztassuk az adapterpanelre az 5V-os hűtőventillátor tápcsatlakozóját a 2-es tűsorra. Itt is feltétlen figyeljünk a polaritásra, a fekete kábel mindig a NEGATÍV pólus, a piros kábel mindig a POZITÍV. A panelen szitázva van, melyiknek hova kell kerülnie!
8. Végül a mellékelt ábra szerinti irányban csatlakoztassuk az alaplapi Floppy Drive táp tüskesorra az adapterpanelt és igazítsuk el a ventillátor kábeljét a meghajtó szalagkábelje alá.

A hűtés tesztelése, finomhangolása

1. Bizonyosodjunk meg róla, hogy minden csatlakozás a megfelelő helyen és pozícióban van.
2. Csatlakoztassuk vissza a billentyűzetet és óvatosan helyezzük a gép mellé.
3. Kapcsoljuk be az Amiga számítógépünket. A ventillátor az első indításkor el fog indulni, méghozzá maximális fordulatszámon. A teljes kapacitását elképzelhető, hogy csak rövid idő elteltével éri el, nem pedig azonnal, ez az alapvető védelem miatt van így. Fontos: a Bourns rheosztát trimmer (a panelen a kék tekerhető potméter) alaphelyzetben a MAXIMÁLIS fordulatszámra van állítva. Ha bebootolt a Workbench, egy pici laposfejű csavarhúzóval (legjobb erre egy precíziós, vagy órás készlet) nagyon óvatosan, lassú tekeréssel beszabályozni a fordulatszámot. Jobbra tekerve csökken, balra tekerve növekszik a feszültség.
   

Figyelem: elképzelhető, hogy a trimmer teljes jobbra tekerésénél a ventillátor leáll – ez azt jelenti, hogy a feszültséget nagyon alacsonyra állítottuk, ilyenkor visszább kell tekerni. A beállítás nem egységes, mert minden ventillátor más és más indítófeszültséggel rendelkezik ezért van, amelyik sosem áll le, van amelyik igen. Az ideális fordulatszám beállításához szükség van a gép kikapcsolására, áramtalanítására és újra indítására, hogy lássuk: a beállított fordulatszámhoz tartozó indítófeszültség elegendő-e a ventillátor hidegindítás utáni felpörgetéséhez. Mindazonáltal nem érdemes nagyon alacsonyra állítani a működést, mert egy intenzívebb túlhajtásnál jól jön a ventillátor magasabb teljesítménye és eleve nem forog sokat, kifejezetten ilyen típust kerestem a projekthez (6000 rpm/perc maximális teljesítményen, amelyet ~4500 körülire lehet jó esetben csökkenteni).

Végszó

A hűtés hatékonysága ellenben nem csak a ventillátoron múlik. A coolernek az a feladata, hogy a borda által áttvett hőt a lamellák közti légáramlással elindítsa a gépház alsó szellőzőrácsai felé. Egy megfelelően nagy kiterjedésű és ideális kialakítású hűtőbordával a standard 50MHz-es üzemmód abszolút biztonságossá tehető, egészen a 75-80MHz-es tartományig. 70 MHz-től felfelé viszont ajánlatos aktív hűtéssel is ellátni a Motorola CPU-kat a minél hosszabb élettartam biztosításához arról nem beszélve, hogy ezek a speciális alkatrészek az utóbbi években csillagászati árakra emelkedtek. A 68060RC50 Rev 6-os széria nagyon jól húzható és kevésbé melegszik: a korábbi 3-as és 5-ös revíziók azonban már minimális túlhajtásnál is felforrósodnak. Nekik különösen ajánlott ez a fajta hűtési mechanizmus nem csak élettartam, de a stabil működés miatt is.

A ventillátor mindösszesen 0.1A teljesítményt igényel a számítógép +5V feszültségágán, így semmilyen extra tápegység nem szükséges a használatához. Mindazonáltal felhívnám a figyelmet, hogy a régi 30+ éves tápegységek időzített bombák, érdemes őket lecserélni modern változatokra.

Egy másik futó projektem a C64 PSU+ nyomdokain lépkedő Amiga PSU+, amely egy speciális zavarszűrő áramkörrel, kiegészítő túlfesz- és túláram védelemmel ellátott modern kialakítású tápegység. DIY kit-ben kapható és kis kézügyességgel gyakorlatilag bárki összeépítheti MeanWell RT-65B alapokon. Erről posztot hamarosan a főoldalon olvashatsz (2026 január).

Stinger / Retroid
2025. december 26.