求DIY太阳能电脑1？？

【专家解说】：

转自tom's hardware

Tom‘ s Hardware的工作室，给我们带来了一个奇迹，自己亲手DIY一台太阳能电脑。

我们将组装一台太阳能电脑

　　要DIY一台太阳能电脑，首先要考虑的是，要功耗够低，因为毕竟太阳能带来的电能是不稳定的，并且能够带来的电能也是有限制的；其次，要考虑的是电脑的性能，我们不能组装一台只能打字的电脑出来。所以说，这将是一个艰难的工作。

最终，这台太阳能供电电脑的总耗电量：61.23 瓦特

　　下面，我们就看看Tom‘s Hardware工作室，是怎么样给我们带来奇迹，组装出一台太阳能电脑的。

因为要使用太阳能发电机供电，所以说，我们要自己动手组装特殊的供电的电流转换装置。在触及传输电源给PC的议题时，使用的输入电压水平与电源供应器类型扮演了最重要的角色。传统的太阳能模块 (面板) 会产生等于16 V DC的电源。

我们用在此组件中的一块太阳能面板的规格卷标

　　从太阳能模块传送电力到我们的太阳能供电 PC有两个方法。我们在以下将会知道，这两种途径各有优缺点。

●传统输入电压：太多电源浪费

　　如果我们决定使用传统的 A/C 输入到 PC，则可以使用大量的高能源效率标准组件。这种方式必须使用可转换太阳能模块的16 V DC为传统交流电 (北美 110/120 V，欧洲 230 V) 的变压器。也可以在PC内部使用标准电源供应器－PC PSU会将 A/C再转回DC，并再次调整电压水平。

使用传统 A/C 输出给 PC 时需要的变压器

　　如果仔细观察电源转换的程序，很容易看出太阳能模块从 DC 转成 A/C 给 PC 电源供应器，后者再从 A/C 转成 DC 的过程，相当说不过去。这种两次电源转换的选程可能会造对最高达 25% 的输出电源以废热的形式浪费掉，也因此又提高了 PC 的电源要求。

●16V DC 输入电压需要特殊电源供应器

　　坚守直流电设计，并让太阳能模块的 16 V DC 输出直入 PC，这样会比较有效率，但这需要使用特殊的电源供应器。

处理16 V DC输入到PC时需要的变压器

　　直接连接太阳能模块的电源输出到PC的电源供应器，只需要一个变压器，这可以大幅降低该转换过程中浪费掉的能源。不过较之使用传统A/C电源，直接使用16 V DC输入有一个缺点：在转换太阳能模块电源给PC的过程中，许多电流会浪费在克服两者之间电线阻抗的动作上。原因在于电压水平低，电流水平就高，而电源耗损和电流成正比。不过我们知道可以采取几个步骤来弥补这些能源耗损，所以决定还是采16 V DC的途径。

●以太阳能面板传输16 V DC

　　我们将太阳能面板的输出直接连接PC，所以PC就有16 V DC的电源可资运用。取决于每天时段的阳光密度而定，这些模块的输出在12到20 V DC之间。这也是我们选择非常特殊的电源供应器的原因－亦即Ituner的M2-ATX，它可以处理6到28 V DC范围之间的输入电压。

Ituner M2-ATX电源供应器

低电压电源供应器的俯视图

　　因为此装置是低电压电源供应器，它的最大额定电源为仅有160 W。给PSU的输入电压也非常接近它必须为PC产生的输出电压。这个输入与输出电压之间的小差异，造就了极高能源效率的快乐结果－和处理传统A/C电源的PSU相较之下。我们用这个电源供应器以驱动我们太阳能面板PC (包括显示器) 的所有组件。

　　Ituner M2-ATX只有一个5.25" 磁机接头与一个SATA 接头，所以我们使用Y 型分接线 (Y-adapter) 来连接我们的其它组件。

以Y型分接线传输电源给PC中的额外装置

我们低电压PSU的效率

　　我们量测了太阳能面板PC在闲置与重负载时的能源效率，如以上图表所示。

●以太阳能面板传输16 V DC

　　当太阳能供电PC闲置时，特殊的M2-ATX 电源供应器达成惊人的92.37%效率。如果我们让CPU与绘图子系统进入负载状态，效率会下降到 88.4%。PSU 的内部电源耗电从闲置时的5 W 到负载时的14.2 W 之间。

　　这些量测数字更加支持了我们采用16-Volt DC方案的决定。若是使用传统的A/C电源器，最佳的PSU在最理想状态下达成的效率值为87%。这种方式不但免除了两阶段输出转换先天的能源耗损，在处理DC输入时的表现也优于最佳的传统PSU处理A/C输入的能力。这个PSU是美国制，定价80到90美元之间－就北美区而言，知名的mini-ITX厂商Logic Supply与车用PC厂商SolarPC是购买这个组件的不错货源。

PSU 接头

PSU 电路板的背面

●电源供应器接头与组件

电源 LED
主机板开/关的开关
外接电源开/关的开关
ATX 接头 (20 接脚)
P4-12V 电源接头
使用者跳接器 (jumper) 设定
正电压输入 (电池)
发动 (开关式电池，正极)
负电压输入 (电池)
遥控开/关的放大器控制
开/关定时器设定的组态

　　制造厂商建议在遇到电源供应器必须一段时间以峰值输出的情况，请安装散热风扇。我们使用5V变压器的Papst 512 F/2，让风扇只吃电160 mW。

这个PC电源供应器并不是以密闭容器封装，所以建议在安装与使用时要小心－它会轻易短路而受损。

准备工作……

……修整树脂板

硬纸盒模型

外壳钻孔

切割Plexiglas板

组装树脂板

底板上的电路板

固定电路板到底板上

接线、散热与电路板的底面图

接线、散热与电路板的俯视图

　　所以我们为电源供应器打造一容器，也让我们可以为这个 12 伏的装置安装风扇。我们用Plexiglas树脂玻璃做为它的结构、切割成仔细测量的多片并胶黏起来。

●效率是它的目标

　　这个电源供应器的线束相当短，所以要在PC机壳内找到好位置安装有点棘手。

安装顶盖就定位

固定在顶盖上的风扇

安装在容器中的电路板

准备固定与使用的完成容器

完成并组装好，顶面图

完成并组装好，侧面图

完成并组装好

完成并组装好

　　别忘记许多组件供货商也提供延长线－别害怕在必要时打电话，求助他们！

●最佳选择：AMD Athlon 64 X2 BE-2350

　　在为太阳能供电PC选择CPU时，我们强烈重视两项准则：低耗电与双核架构。

我们太阳能PC的心脏：AMD Athlon 64 X2 BE-2350

　　为了选择CPU，我们研究了多颗处理器的耗电。比方说，我们知道AMD Sempron 64耗电相当少，但它只有单一CPU核心，所以我们并未加以考虑。

闲置时的 CPU 耗电

　　针对太阳能供电PC，我们必须担心吃掉的每一瓦特，因为所有必要能源均来自太阳能面板，而不是大多数PC使用墙上插座的市电。

完全负载时的CPU耗电

　　如果读者注意到闲置与负载时的耗电量测数字，AMD Athlon 64 X2 BE-2350的确是个不错的组合。它在闲置只消耗8.49 W，完全负载时只耗电38.66 W。英特尔L2步进的Core 2处理器耗电也不多，但我们的量测数字显示英特尔CPU安装所在的主机板太过耗电。

　　一方面内存控制器是做在芯片组上，另一方面则是英特尔与 NVIDIA芯片组的耗电通常较高，Core 2 处理器的低耗电数字被较高耗电主机板的数字抵销了。所以我们为这部太阳能供电的 PC选择一颗超微处理器－也就是Athlon 64 X2 BE-2350。

●1 瓦特的主动散热耗电少

　　有关我们太阳能供电 PC 的散热，我们原可采用两种基本途径之一：要不是以散热器主动散热处理器，或是打造某种被动散热系统。为了决定要采哪种方式，我们量测了处理器在不同温度下的耗能量。

　　我们已量测了不同温度下的处理器耗能水平，数字如下。

被动与主动散热处理器的耗能

　　处理器出厂预设散热器在风扇最高转速时消耗1 W。如果我们使用被动散热器，Athlon 64 X2 BE-2350 的耗能量在 Cool and Quiet 模式时增加约1.1 W，完全负载下增加足足12 W。

测试系统主板的CPU与散热器

测试系统主板的CPU与散热器

　　虽然CPU散热器风扇会固定消耗一定能源，但使用时，处理器耗电因此降低。我们手上的技嘉主机板内建风扇控制器，所以风扇非常安静。考虑到它可以为我们提供较佳的运作时能源预算数字，因此我们决定采用主动散热方案。