3dfx Lüfterregelung

Seit ich mich mit 3dfx Grafikkarten befasst habe, störten mich mehrere Dinge sehr.
Die Grafikkarten werden extrem warm. Insbesondere dann, wenn sie im FSAA Mode laufen. 15 Minuten Need For Speed III und meine Voodoo5 5500 hatte 65°C an den Kühlern, bzw. auf der Rückseite des PCB.
Dann habe ich mich immer an der miesen Qualität und Performance der AAVID Lüfter gestört. Sie sind laut, schwach, ohne Tachosignal... sie sind einfach nur Mist.

Since I worked with 3dfx graphic cards, there were some things I was unhappy about.
The cards are becoming very hot, especially in case of using FSAA modes. Only 15 minutes of playing NFS III drives the Voodoo5 5500 up to 65°C at the heatsinks or the backside of the PCB.
Further the bad quality and performance of the AAVID fans annoyed me. They are loud, weak, without tachosignals ... they are simply crap.

Wie so oft, beginnt alles auf dem Papier.

Entgegen der Originalität muss man sich irgendwann halt entscheiden. Gerade jetzt, wo hier eine Voodoo5 6000 in Betrieb ist habe ich mir Gedaken darüber gemacht, wie man das "Temperaturproblem" in den Griff bekommen könnte.
Ein gleichmäßiger Temperaturverlauf auf der Grafikkarte sorgt letztendlich auch für längere Haltbarkeit der Karte. Man darf nicht vergessen, das es sich gerade bei der Voodoo5 6000 um einen nicht serienreifen Prototypen handelt, der obendrein viele Jahre alt ist. Also frisch ans Werk und den Bleistift gespitzt. Das was ich mir Vorstelle ist in jedem Falle machbar und basiert vom Prizip einer Regelschleife. Erhitzt sich ein Kühler so wird das über einen Sensor gemessen und die Drehzahl des entsprechenden Lüfters und somit die Kühlwirkung erhöht.

First thoughts.
Quite often, the beginning is stating on paper. If original or not, somewhere along the way you have to make a decision. Right now, a Voodoo5 6000 in in charge here, I think about the "temperature problem" and how to get solve it.
An even temperature gradient on the card should giving the card a longer lifetime, because regarding of the Card is no serial produced component. It is still an prototype that didn't reach the maturity phase. Then the couple of years of it's age. So let's going on right now, and have a closer look to a controlling device that I imagine and want to build up. It is practicable and is based on a closed locked loop. When a coolers temperature is rising, a sensor picks it up and the RPM of the according fan increases, as well as the cooling effect.

• Es soll erreicht werden, das alle vier VSA100's eine annähernd gleiche Temperatur untereinander haben und auch verstärkt gekühlt werden, wenn sie sich erhitzen.
• Die Drehzahl der Lüfter soewie die Temperatur der einzelnen Prozessoren soll angezeigt werden.
• Es soll für alle Grafikkarten mit VSA100 Chipsatz geeignet sein. (V4 4500; V5 5500; V5 6000)
• Ein Alarm soll dann ausgelöst werden, wenn ein Chip überhitzt. Also 70°C überschreitet.
• Eine Zwangsschaltung soll ermöglichen die Regelung zu umgehen und die Lüfter alle auf Maximum zu schalten.
• Selbsttestfunktion

The target.
• It should be reached, a nearly even temperature gradient about the whole card, especially the four VSA100's to each other.
• The RPM and temps of every GPU should be displayed.
• It should be useable for all graphics cards with VSA100 chipset. (V4 4500; V5 5500; V5 6000)
• An alarm must be set, if the temperature exeeds matches or exeeds 70°C.
• A special manual circuit shall force connecting the fans on full voltage.
• A simple power on self test would be nice.

Erste Gehversuche auf einem Laborsteckbrett. Eine Schaltung, welche die Temperatur misst, eine Regelgröße herausgibt und zur Anzeige bringt. Die hier verwendeten Bauteile sind ein Operatonsverstärker und der allseits bekannte LM3914.

The first steps a experimetations on a laboratory board. A circuit which measures the temperature, produces a regulation value and displays it. The usual components are an operational amplifier and the well known LM3914.

Zunächst auf Lochraster entsteht der Prototyp. Zu sehen hier, die Lüftertreiber Transistoren, der 4-Fach OP zur Temperaturmessung. Die Platine hat das Euro-Format. 100x160mm. Das passt hinterher wunderbar in ein ausgeschlachtetes CD-Rom Laufwerkgehäuse.

At first on an breadboard, the prototype. Here you can see the fan-drivers, the 4x OpAmp for temp measurement. The Board has the dimensions of 100mm to 160mm. This board will be well fitted into an old and stripped CD-Rom drive housing.

Anzeige der Drehzahl eines Lüfters. Die Schaltung ist bereits soweit gewachsen, das eine Temperaturerhöhung am Sensor auch eine entsprechende Drehzahlerhöhung auslöst.

Displaying of the RPM of one fan. The circuit is now grown up that the a fan follows the increasing of the temperature at the sensor, with increasing his RPM as well.

So ein Testmodell sieht nicht besonders Salonfähig aus. Aber es funktioniert wie es soll. Nun kann es an des eigentliche Gerät gehen.

The testsircuit. It looks very messily but it works like expected. Now it's time to build up this controller in a final version.