Изготовление тестера напряжений для разъема PCI-E на райзере

«Просите, и дано будет вам; ищите, и найдете; стучите, и отворят вам; 
ибо всякий просящий получает, и ищущий находит, и стучащему отворят»

(Мф. 7, 7-8)

Для качественной проверки напряжений питания, которые выдает райзер (+3.3 и +12 вольт), нужно производить их замер под нагрузкой и без нее. Это позволит избежать серьезных проблем, в том числе сгорания видеокарты «райзерами-убийцами«.

Так как райзер использует напряжение +12 вольт от источника дополнительного питания, то достаточно измерить соответствие нормам вольтажа +3.3V, формируемого его преобразователем напряжения. Для обеспечения полной уверенности в нормальной работоспособности райзера/материнской платы, лучше проверить оба напряжения.

При проверке можно использовать специальные устройства, совмещающие на одной плате нагрузочные сопротивления и вольтметры для каждой из проверяемых линий. Народные умельцы уже давно делают самодельные тестеры райзеров, обеспечивающие их проверку под нагрузкой и без нее.

Пример самодельного тестера для проверки напряжений на слоте PCI-E райзера или материнской платы:

К сожалению, китайские ремесленники еще наладили выпуск таких пост-карт, а купить готовое качественное кустарное изделие не всегда представляется возможным. В связи с этим можно изготовить прибор для проверки вольтажа на гнезде PCI-E самостоятельно.

$C:\Users\36\Desktop\Om_Law.png$

Расчет нагрузочных сопротивлений для тестера напряжений разъема PCI-Express

Слот PCI-E должен обеспечивать напряжение мощностью до 65 и 10 ватт по линиям +3.3 (ток до 3 ампер) и +12 вольт (ток до 5.5A) соответственно.

Согласно закону Ома, необходимое значение сопротивления для заданной мощности и вольтажа равно:

R=U²/P

Для обеспечения 50-100% нагрузки на цепи питания слота PCI-Express, нужно обеспечить следующую рассеиваемую мощность (согласно формуле R=U²/P):

по двенадцативольтовой линии — 50-65 ватт, что соответствует нагрузочному сопротивлению Rн= 2.2-2.9 Ом (исходя из значений 12²/50-65 в расчетной формуле R=U²/P);
по линии 3.3 вольта — 5-10 ватт, соответственно R нагрузки = 1-2 Ома (исходя из значений 3.3²/5-10).

Схема тестера предельно проста: на линии +3.3 и +12 вольт параллельно подключаются нагрузочные резисторы и вольтметры, обе линии подключаются к гнезду PCI-E райзера или материнской платы.

Распиновку контактов на разъеме PCI-E можно посмотреть в статье «О проверке работоспособности райзеров для видеокарт«.

Схему можно смонтировать на переходнике PCI-E-USB 3.0 для райзеров, старой видеокарте или на специально изготовленной печатной платы. Ее можно заказать в Китае на Алиэкспресс под размеры имеющихся (заказываемых) деталей. Для этого в поиске на AliExpress нужно задать PCB Manufacturing, выбрать подходящего изготовителя-продавца, выслать ему эскиз платы в нужном формате, оплатить заказ и ждать прибытия вытравленных плат.

Подбор деталей для тестера напряжений PCI-E

В качестве нагрузки по линии 12 вольт с успехом можно использовать доступные резисторы, соединенные параллельно или последовательно так, чтобы образовать нужное сопротивление и мощность. При подборе резисторов следует понимать, что их рассеваемая мощность должна быть не менее расчетной, их можно ставить с запасом.

Пример мощного нагрузочного сопротивления на 100 ватт (Aluminum Power Metal Shell Case Wirewound Resistor):

50W 100W Aluminum Power Metal Shell Case Wirewound Resistor — Мощные нагрузочные резисторы по приемлемой цене можно купить на AliExpress

Нагрузка, создаваемая таким сборным резистором будет потреблять мощность 57.6 ватт (согласно формуле P = U²/R).

Пример подбора резистора на 1.5 Ома мощностью 50 ватт на Aliexpress для нагрузки линии +3.3 вольта (потребляемая мощность 6.6 ватт):

В качестве вольтметра можно использовать готовые решения, продающиеся на AliExpress, например, DC 0-100V 10A Digital Voltmeter Ammeter:

Какие выходные напряжения должны быть у райзера под нагрузкой и без нее?

Согласно стандарту ATX v2.2 отклонения питающих напряжений для материнской платы не должны отличаться от номинала более, чем на 5%.

По стандарту «PCI Express Card Electromechanical Specification Rev. 3.0» для линии +12 вольт допустимо отклонение в 8%, а для +3.3V — 9%.

Таким образом, если придерживаться более строгих норм (стандарт ATX), напряжение по линии +12 вольт не должно выходить за пределы значений +11.4- 12.6 VDC. Вольтаж по линии +3.3 вольт должен быть в пределах 3.135-3.465 вольт.