Aquaero - непростой контроллер вентиляторов

28 октября 2009, среда 12:44
Factotum для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Сейчас выпускается много устройств контроля и управления систем охлаждения. Но не все из них обладают большими функциональными возможностями, которые способны удовлетворить привередливого пользователя. Поэтому сегодня мы поговорим о продукции фирмы Aquacomputers, а именно - о Aquaero.
Это устройство позволяет управлять вентиляторами в зависимости от температуры в контрольных точках и выдавать предупреждение в виде световой индикации в аварийных ситуаций.
Сам производитель приводит следующие высказывания о своем продукте:

"Название Aquaero было взято от двух слов "Aqua" (вода) и "aero" (воздух). По аналогии Aquaero представляет собой устройство, призванное объединить управление устройствами СВО и вентиляторами, входящими в состав практически любой СВО. Хотя основной задачей Aquaero является контроль вентиляторов, используемых с СВО, предлагается множество вариантов использования устройства с более широкими функциями. Aquaero является автономной микропроцессорной системой, взаимодействующей с ПК посредством USB-интерфейса. Прямо на устройстве в удобном для пользователя меню можно задать параметры управления устройствами, настроить вывод информации на дисплей. Еще более просто управлять Aquaero ПК с помощью соответствующего программного обеспечения. В сопутствующей программе возможно отображать практически любую информацию из устройства, дополнительно возможно получать различную информацию из других источников, такую, как актуальный прогноз погоды, информацию с фондового рынка и новости"

Описание

Aquaero представляет собой отдельный модуль для установки в корпус в отсек 5.25":

Характеристики устройства:

  • Датчики температуры:
    - Подключение до шести датчиков температур, диапазон измерения 0-100°
    - Работа с датчиками сторонних производителей
    - Редактируемые названия датчиков
    - Функции калибровки показаний датчиков
    - Настраиваемый температурный диапазон, используемый для управления вентиляторами
  • Датчики потока:
    - Подключение до двух датчиков потока
    - Редактируемые названия датчиков
    - Выбор отображения параметров в литрах/час или в литрах/минуту
    - Настраиваемые параметры опроса датчиков потока, что позволяет использовать датчики различных производителей
  • Подключение вентиляторов:
    - Управление четырьмя каналами
    - Индивидуальные настройки для каждого канала или для выбранной группы;
    - Четыре режима управления скоростями вентиляторов - три автоматических и фиксированный
    - Выбор до двух датчиков для управления вентилятором (группой)
    - Отображение параметров работы каждого канала индивидуально
  • Управление запуском и остановкой блока питания компьютера:
    - Настройка функций Soft-TCS из соответствующего ПО
    - Включение и остановка АТХ-совместимого блока питания посредством специальной вставки между 24-контактным разъемом материнской платы и соответствующего разъема БП (опционально)
  • Управление светодиодами (опционально):
    - Настраиваемые цвет и яркость светодиодов в зависимости от показаний температурных датчиков (например, голубой = холод, красный = тепло)
    - Визуальная сигнализация о достижении критических параметров системы
  • Дисплей:
    - Регулируемые яркость и контрастность дисплея
    - Управление постоянной подсветкой
    - Настраиваемый интервал времени, через который дисплей будет выключаться
    - Настройка дисплея с помощью программной платформы для работы с LCD дисплеями JaLcd
    - Используется оригинальный шрифт Crystalfontz-Display
  • Сопряжение с помпой Aquastream:
    - Модульная конструкция, позволяющая объединять платы Aquaero и Aquastream;
    - Встроенная диагностика функциональности для помп Aquastream
    - Отображение состояния помпы, неисправности, текущие параметров
    - Настройка производительности помпы до уровня, превосходящего производительность Eheim 1048 (необходима прошивка aquastream-Firmware 1.06 и выше)
    - Управление режимом деаэрации помпы
  • Сопряжение с другими устройствами:
    - Взаимодействие с устройствами от Aquacomputers по собственной шине Aquabus
    - Опциональное подключение электронного программируемого юсб-коммутатора с независимым управлением восемью каналами "Multiswitch USB"
  • Взаимодействие с ПК:
    - Соединение с ПК посредством USB стандарта HiSpeed USB 1.1
    - Взаимодействие по интерфейсу HID (Human Interface Device)
    - Отсутствие необходимости в драйверах для ОС Windows, Linux, OS-X
    - Управление всеми возможностями устройства с ПК посредством соответствующего ПО (Windows)
    - Программное обеспечение Open Source для Linux
  • Корпус:
    - Лицевая панель из нержавеющей стали с лазерной гравировкой
    - Металлические кнопки
    - Прочная конструкция
  • Обновление микропрограммы:
    - Микропрограмма Aquaero легко обновляется с помощью прилагаемой программы для ПК

Варианты

Aquaero существует в нескольких вариантах, отличающихся дисплеями.

Aquaero с дисплеем LCD, цвет матрицы - белый/голубой:

Aquaero с дисплеем LCD, цвет матрицы - зеленый инверсный:

Aquaero с дисплеем VFD:

VF дисплей обеспечивает улучшение контраста. Небольшая особенность таких дисплеев - можно изменить цвет свечения с помощью специальных световых фильтров.

Aquaero с дисплеем OLED:

На таких дисплеях возможен только зеленый цвет свечения. Дисплеи, изготовленные по технологии OLED, выделяются на фоне других наилучшей контрастностью. Недостатком такого дисплея является короткая жизнь: после приблизительно 10 000 часов работы яркость может упасть наполовину. Однако такие характеристики позволяют дисплею спустя 2-3года использования лишь незначительно потемнеть.

Заявленные цвета дисплеев и их фото брались у производителя, указывать собственное видение цветов я не стал.

Также Aquaero существует в варианте LT:

Эта версия имеет такие же возможности, что и полная версия, но поставляется без дисплея. Управляется Aquaero LT с помощью соответствующего программного обеспечения. Специальный дополнительный набор позволяет без затруднений переделать LT версию в полноценную версию Aquaero.

С лета 2009 производитель начал предлагать дополнительный радиатор для устройства под названием Powerbooster - с ним к Aquaero можно подключить помпу, отличную от Aquastream. Также Aquaero теперь доступно сразу с предустановленным Powerbooster.

Тем, кому по тем или иным причинам не подходит лицевая панель из нержавеющей стали, могут приобрести сменную панель черного цвета.

Спецификация

  • Напряжение питания:
    • Используется +5В и +12В, подключение с помощью 4-контактного разъема Molex серии 8981
  • Управление светодиодами:
    • Один 3-контакный разъем для подключения одного двухцветного или двух одноцветных светодиодов, максимальная нагрузка 20 миллиАмпер
  • Управление функциями включения/выключения ATX-совместимого блока питания:
    • Один 2-контактный разъем цепи реле. Максимальная коммутируемая нагрузка в цепи реле: 12 Вольт 1 Ампер
    • Один 2-контакный разъем подключения шины +5V Standby для питания устройства в режиме сна
  • Управление вентиляторами:
    • Четыре 3-контактных разъема с поддержкой считывания сигнала тахометра. Максимальная коммутируемая нагрузка - 10 Ватт, ограничения по току в 1 Ампер, 30 Ватт максимальной суммарной нагрузки на все каналы; к разъему четвертого канала может быть подключен второй датчик потока
  • Подключение датчиков:
    • Шесть 2-контактных входов для датчиков 10 КОм NTC
    • Один 3-контакный разъем для подключения датчика потока
  • Интерфейсы:
    • Один 5-контакный внутренний USB;
    • Один 3-контакный разъем шины Aquabus
  • Расширения:
    • Один разъем для подключения помпы Aqustream, возможно подключение до двух помп одновременно
    • Один разъем расширения для подключения дополнительного оборудования Aquacomputers
  • Размеры (ширина/высота/глубина, мм)
    • 148х42х62

Расположение разъемов:

Подключение датчиков температуры реализовано по двухпроводной схеме подключения термисторов. Сами датчики температуры представляют собой термисторы, проще говоря, резисторы, у которых сопротивление изменяется с температурой. Используется термисторы TFF-103:

Характеристики TTF-103:

  • Температурный коэффициент сопротивления: отрицательный
  • Рабочий диапазон: от -40°C до +100°C
  • Сопротивление при 25°C: 10 КОм
  • Погрешность: ± 5% при 25°C

Комплектация

  • Aquaero
  • Четыре датчика температуры, кабель длиной 0.7м
  • Инструкция на немецком языке
  • Четыре винта для крепления устройства в отсеке 5.25"
  • Компакт-диск с сопутствующим ПО
  • Кабель для подключения к ПК по внутреннему интерфейсу USB длиной 0.7м

Дополнительно был приобретен датчик потока того же производителя:

Кабель для соединения датчика потока с устройством не входит в комплектацию, его пришлось приобретать отдельно. Нет в комплекте и штуцеров.

Также отдельно был приобретен датчик температур для установки в СВО:

Установка и подключение

После модификации моего корпуса Cooler Master Cosmos 1000 я смог разместить трехсекционный радиатор внутри. Минусом такого размещения стали ограничения в использовании трех верхних отсеков 5.25" - часть их пространства занимает радиатор со шлангами. Оставшегося места в этих отсеках уже не хватает для установки устройства чтения компакт дисков. Без учета салазок для крепления, Aquaero занимет всего 5см в глубину. Такая компактность позволила без труда установить контроллер в верхний отсек.

В 5-контакных штекерах USB-кабеля, соединяющего Aquaero с ПК, нет привычных ключей, позволяющих не спутать полярность. Подключение устройства к ПК заставило меня заглянуть и в инструкцию к Aquaero, и в инструкцию материнской платы для уточнения распайки USB-разъемов. Несоблюдение полярности при подключении по интерфейсы USB может привести к выходу из строя и Aquaero, и материнской платы. Цветные провода кабеля помогают контролировать полярность при подключении.

Распайку контактов USB на материнской плате необходимо уточнять в документации!

Подключение датчика потока не вызвало никаких проблем, производитель в руководстве акцентирует внимание на строгое соблюдение полярности подключения.

Скорость вентиляторов на радиаторе напрямую влияют на эффективность охлаждения теплоносителя в радиаторе, и как следствие на температуры охлаждаемых СВО компонентов. Один датчик температуры был установлен в контур СВО на выходе из радиатора - в управлении вентиляторами радиатора, на мой взгляд, лучше всего использовать именно такое размещение датчика. Второй датчик температуры разместился в корпусе поблизости от радиатора - так можно наблюдать за температурой воздуха в корпусе, к тому же этим же воздухом охлаждается радитор. Еще один датчик температуры был установлен в контур СВО перед радиатором.

А вот с подключение вентиляторов вышла накладка. Длины кабелей вентиляторов банально не хватало. В комплектацию моего предыдущего контроллера SCYTHE "KAZE MASTER" входили удлинители по 0.6м - с ними я мог без труда подключить любой вентилятор в пределах корпуса Full-Tower. В случае с Aquaero удлинители придется приобретать отдельно или изготовить самостоятельно. Я воспользовался последним.

Попавший ко мне вариант Aquaero не имеет упомянутого "Powerbooster", поэтому все те же ограничения в 10 Ватт 1 Ампер на канал оставили без управления мою помпу Laing DDC3.2 (1Plus), потребляющую 18Вт.

На сегодняшний день существует несколько решений для увеличения регулируемой мощности:

  • Дополнительный радиатор на силовые элементы "Powerbooster" - с ним максимально-возможная нагрузка на первый канал возрастает до 25 Ватт, на второй, третий и четвертые каналы можно подключать до 15 Ватт на канал, но суммарная нагрузка не должна превышать 45 Ватт;
  • "Poweramp" - сборка на основе операционного усилителя L165.

    Данное устройство подключается к одному из каналов управления Aquaero, позволяя управлять устройствами, потребляющими до 3.5 Ампер. Особенность этой схемы - напряжение на выходе меньше номинального на 1.5-2.0 Вольт, т.е. вместо максимально возможных 12 Вольт на канал можно получить лишь 10.0-10.5 Вольт. Во время тестирования разгона процессора или видеокарты я использую максимальную производительность СВО. Ограничения при таком подключении не позволят работать помпе в полную мощность. Тем, для кого тишина важнее нескольких лишних градусов, "Poweramp" разрешит все вопросы по подключению помпы.

  • Любительские схемы на основе операционных усилителей. Данная тема хорошо раскрыта здесь на английском языке и здесь на немецком. Имея соответствующие навыки для самостоятельной сборки, можно обойтись малыми средствами. Существуют схемы с управлением без потерь напряжения. При сборке одной из таких схем я столкнулся с отсутствием необходимых микросхем в местных специализированных магазинах. В результате микросхема была куплена в Германии, но сроки доставки не позволили закончить работу до момента публикации обзора.

В итоге к Aquaero мною были подключены три датчика температуры, один датчик потока и четыре вентилятора, сам контроллер с ПК соединил кабель USB. После запуска системы, Aquaero "задумался" на пару секунд для инициализации, после чего на экране устройства начали появляться показания с датчиков и параметры работы вентиляторов. Подключенные вентиляторы заработали на полной мощности. Прямо с панели контроллера можно выполнить практически всю настройку, но для этого было решено воспользоваться соответсвущим ПО.

Программное обеспечение

После запуска в устройстве считывание компакт-дисков прилагаемого диска открылось окно программы автозапуска, предлагая выбрать необходимое:


Установить ПО из этого окна в ОС Windows Vista 64-bit мне не удалось -  программы установки не запускались. Пришлось исследовать содержимое диска с помощью файлового менеджера - на диске были найдены:

  • Aquasuit v.4.66.00 - программа управления Aquero c ПК;
  • Set Clock - диспетчер синхронизации времени для Aquaero;
  • Программы установки служебных библиотек, необходимых для корректной работы программного обеспечения - .NetFramework 2.0 и MDAC 2.8;
  • Руководства на немецком и английском  языках в формате pdf для Aquaero, Aquastream, Multiswitch, Tubemeter, только на немецком для Aquaduct и Poweradjust;
  • Два видеоролика -  один о процессе изготовления Aquaero, второй наглядно демонстрирует работу всех возможных устройств  с шиной Aquabus. Всем, у кого имеется в наличии Aquaero, рекомендую внимательно просмотреть. Наибольшую помощь в настройке устройства я получил именно из видеороликов, а не из руководства, содержащего обрывки информации;
  • Samurize 1.64.3 - альтернативной программы, позволяющей выводить различную информацию на рабочий стол;
  • Плагин  AquaComputerSamurizePlugin для подключения Aquaero к программе;
  • Видеоруководство по настройке Samurize;
  • SDK - необходимый пакет для разработки программного обеспечения для устройств с шиной Aquabus, а так же необходимые библиотеки для локализации ПО на другие языки;
  • Aeinfo 2.4  для win32 - альтернативная программа, отображающая информацию с Aquaero по клику в трее;
  • Aeinfo 2.4 для Linux;
  • Aeinfo-samurize 2.3 для win32 - мод Aeinfo, позволяющий использовать Samurize в качестве источника данных;
  • Aquastream xt flasher 1.00 - программа для прошивки соответствующих помп;

Проверка обновления на официальном сайте Aquacomputers показала, что все программное обеспечение на диске имеет версии выше, чем соответствующее ПО на сайте, страничка для загрузок которого последний раз обновлялась 10.06.2008 15:05:35, за исключением руководств - руководство для Aquaero на официальном сайте датировано ноябрем 2007, на диске - августом 2006.

Для управления Aquaero c ПК в ОС Windows Vista x64 понадобилось установить лишь Aquasuite. Данная операционная система уже содержит необходимые служебные библиотеки.

При первом запуске Aquasuite появилось окошко утилиты автоматической проверки обновлений - все соответствующее ПО, включая прошивку устройства,  имело актуальные версии:

По умолчанию Aquasuite запускается на немецком языке, выбор языков доступен в соответствующем меню, русский язык отсутствует. Для дальнейшего обзора мною был выбран английский интерфейс программы:

Неприятным моментом оказалась наличие справки для Aquasuite только на немецком языке. Знания немецкого языка у меня отсутствуют,  поэтому пришлось довольствоваться помощью на английском языке из руководства к Aquaero и англоязычной частью форума Aquacomputers.
Все функции устройства доступны из программы Aquasuite, поэтому дальнейшая настройка производилась из нее. В детальном сравнении возможностей функций контроля с помощью панели и с помощью ПО выяснилось, что устройство умеет отображать на дисплее текущее напряжение для вентиляторов в Вольтах, такая информация в программе не предоставляется.
Запуск Aquasuite встречает окном с вкладкой "Overview":

В этой вкладке отображает сводная информация о состоянии подключенных устройств и датчиков. При клике в область отображения параметров устройств открывается вкладка с настройками для соответствующего устройства.

Управление вентиляторами

Использование устройства показало, что настройку лучше начать с датчиков в соответствующей вкладке:


Признаюсь честно, что настройка Aquaero заняла огромное количество времени. Виной тому стала скудность информации в руководстве к устройству и бесполезная для меня справка к программе только на немецком языке.

Параметры тонкой настройки достаточно понятно описаны в руководстве, а вот установка условий управления вызвала у меня массу вопросов, так как в руководстве четких указаний для определения этих параметров я не нашел. Ответ на мои вопросы прояснился лишь после просмотра видео с компакт-диска.

После настройки параметров для датчиков температуры, в соответствующей вкладке можно выбрать режим управления тем или иным вентилятором:

Программа предоставляет три автоматических режима управления скоростью вентиляторами. Основные отличия этих режимов пришлось определять опытным путем, так как описание в руководстве отсутствует. Подробно описывать пункты настройки в рамках этого материла не имеет логического смыла, поэтому здесь я лишь покажу результаты свой настройки.

Режим "Adjust to temperature":

Режим "Adjust progressively":

Режим "Adjust linearly":

Зафиксировать скорость вентиляторов вручную позволяют либо в оборотах/минуту, либо в процентном отношении от максимально возможной скорости. Определить максимальную скорость вентилятора поможет нажатие кнопки "test".

Настройка количества импульсов для опроса скорости подключенных устройств может пригодиться  либо при установке двух датчиков потока - второй датчик подключается вместо четвертого вентилятора, либо при подключении вентиляторов с нестандартной реализацией мониторинга оборотов.

Контроль СВО

При создании Aquaero производитель предусмотрел возможность комплексного контроля над системой водяного охлаждения ПК.

При подключении к устройству другого продукта от Aquacomputers - помп серии Aquastream, в Aquaero появляется возможность контролировать состояние помпы.

Для наблюдения за уровнем теплоносителя в бачке СВО Aquacomputers предлагает соответствующий датчик под названием Tubemeter - после его подключения в Aquaero можно настроить визуальное оповещение в случае падении уровня теплоносителя в бачке.

Для контроля потока СВО в Aquaero существует возможность подключить один или два датчика потока. Настройка датчика предусматривает использование датчиков других производителей. Для правильного отображения показаний датчика необходимо ввести количество импульсов, используемое той или иной моделью датчиков. Для датчика потока от Aquacomputers это 169 импульсов на литр.

Второй датчик потока можно подключить вместо вентилятора номер четыре, для чего в программе необходимо указать что именно у вас подключено к разъему.

Управление подсветкой

Возможности Aquaero включили в себя и управление подсветкой ПК.

После подключения светодиодов, можно настроить яркость светодиодов в зависимости от показаний того или иного датчика. Типичное применение этой функции - организация подсветки расширительного бачка СВО.

Для организации различных эффектов подсветки системного блока, например с помощью катодных ламп, Aquacomputers предлагает подключить к Aquaero программируемый юсб-коммутатор "Multiswitch USB".

Расширить организацию спецэффектов подсветки можно через скрипты, ввод и выполнение которых возможны в соответствующей вкладке Aquasuite. Скрипты дают гибкие возможности в управлении Multiswitch - настройка того или иного эффекта в зависимости от показаний того или иного датчика, от времени суток и так далее.

Мне так и не удалось найти информации о синтаксисе скриптов. В поисках этой информации я нашел программу для написания скриптов - с ней можно сделать скрипт даже при отсутствии навыков программирования.

Управление питанием ПК

Aquaero позволяет программно управлять выключением ПК в случае аварии:

На мой взгляд, "богатые" настройки полностью удовлетворяют всевозможным запросам организации выключения ПК программным методом. Данный функционал возможен только при помощи ПО, с самого устройства такие возможности не предоставляются. Через специальную вставку между 24-контактным разъемом питания материнской платы и соответствующим кабелем БП, Aquaero может управлять включением и выключением ПК. По спецификации ATX блоки питания остаются включенным, пока шина PS_ON (зеленый провод в кабеле БП) замкнута с землей (черный провод в кабеле БП). Эту функцию выполняю материнские платы при нажатии кнопки "Power". В случае подключении вставки PS_ON с землей замыкает реле Aquaero. При аварии в СВО Aquaero разъединяет PS_ON с землей, что приводет к незамедлительному выключению БП.

Расширенные функции Aquasuite позволят контролировать работу СВО удаленно - Aquaero можно управлять через сеть.

Дополнительные функции

При наличии двух и более температурных датчиков в контуре СВО и датчика потока, программа позволяет узнавать кол-во энергии, перенесенной теплоносителем между датчиками. В моем случае один датчик установлен перед радиатором, второй после - так я могу узнать, сколько ватт тепла рассеивает мой радиатор. Если датчик на входе в радиатор переставить на выход водоблока с CPU, то можно видеть, сколько ватт тепла водоблок снимает с CPU.
Сами данные программа вычисляет по формуле:
Энергия = Теплоемкость x Поток x Разница показаний датчиков температуры
где за основу взята удельная теплоемкость в 4187 кДж x кг-1 x K-1.
При расчетах программа не учитывает того, что удельная теплоёмкость воды изменяется с температурой.
Для визуализации истории работы системы Aquasuite имеет возможность построения графиков работы системы за выбранный период времени.

Заключение

Начиная от покупки, заканчивая работой с устройством, производитель дает возможность сделать выбор востребованных функций устройства.

Не всем необходим дисплей, поэтому вариант Aquaero LT за 57,90 € позволит сэкономить финансовые средства. Тем же, кто считает наличие дисплея полезным, можно найти компромисс в стоимости устройств между 80,24 € с дисплеем LED и 121,76 € c дисплеем VFD.

Со своей первоочередной задачей в управлении вентиляторами Aquaero прекрасно справляется. Серьезных недостатков как токовых не найдено, хотя наличие только четырех управляемых каналов некоторым может показаться недостаточным.

Ограничения максимальной нагрузки на канал в 10 Ватт у базовой модели Aquaero не позволят управлять одной из популярных помп для СВО - Laing DDC3.2 (1Plus), потребляющей 18 Ватт. Использовать интегрированные функции управления помпой возможно при использовании в СВО только помп Aquastream. Aquaero является полностью автономным устройством: с момента подачи питания на устройство контроллер начинает выполнять свои функции независимо от того, что происходит с ОС на ПК, настройку можно выполнить прямо с панели.

Мониторинг за температурами реализован по двухпроводной схеме подключения датчиков, что ставит под вопрос профессиональное использование устройства для снятия показаний. В высокоточной технике такого рода используется подключение термисторов с помощью трех или четырех проводов - такие схемы позволяют вычитать из показаний термисторов сопротивление самих проводов. Преобразование показаний датчиков в градусы происходит путем сравнения показаний со значениями в таблице, зашитой в самом устройстве.

Устройство имеет отличный запас функций при расширяемости, хотя это определение не совсем корректно. И датчик уровня теплоносителя, и программируемый USB-коммутатор, могут работать независимо от Aquaero. В случае их совместного использования Aquaero лишь объединяет все подключенные устройства в одну систему, оставляя за собой право на управление остальными. Построение системы контроля за СВО (а это непосредственно само Aquaero, датчик потока, датчик температур для СВО, датчик уровня воды, и как считает сам производитель - помпу Aquastream) обойдется в немалую сумму, сопоставимую со стоимостью довольно неплохого готового комплекта СВО. Пользователям таких систем, которые хотят иметь возможность незамедлительного выключения ПК в случае аварии, для ее реализации придется докупить еще и специальную вставку в разъем питания материнской платы.

Из минусов отмечу недостатки комплектации - отсутствуют удлинители для вентиляторов, кабель для подключения датчика потока, но этот минус больше относится к самому датчику потока, который вдобавок еще и издает невыносимый шум - "стрекотание" вращающейся крыльчатки "перекрикивает" все мои вместе взятые вентиляторы.

Еще один минус - это отсутствие русского интерфейса и справки на русском языке. Более того, при установке собственных названий подключенным устройствам ни Aquaero, ни Aquasuite, не позволяют использовать кириллицу.

Самые большие претензии остались к скудному содержанию руководства к устройству. Имеющаяся справка на немецком языке будет полезна не всем.

Выражаем благодарность:

ru.aquatuning.de - за предоставленные на тестирование Aquaero и датчики.

Factotum