無音PC(Windows ATX)

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無音PC(Windows ATX)	Add20050810	V0 20010912

Winタイプで「MacCube並みの無音」PCを作ってみました（厳密には「静かなPC」です）
無音と言いましてもHDDは防音しても僅かな音を出しますし、マザーボードもチリチリと音を出していますので、絶対的な無音ではないので音圧をdb測定して数値を出さないといけないのですが、アマチュアにはちょっと難しいです
測定が出来ないので比較の出来そうな音源がないものかと探したのですが、静音ファン14dbと言うものしか見当たらず、この程度でもかなりうるさいですから、このPCの騒音は10db以下と思っているのですが・・・・

そこで代わりの表現をすると、出来たのは次の程度のものです
家電のVTR（Panasonic NV-HV3G)よりだいぶ低いレベルで、DAT（Sony　DTC690)の再生の回転音とは同じレベルで、DATの音がクーという感じに聞こえますが、PCのほうはフーと言う低い感じの音色です
それから、保険として外付けの超低速で音が聞こえないくらいのFANをつけました（起動回転するレベルで低速回転する程度にして止まってもかまわない使い方なので）が全くといっていいほど音は増加しません

ATX(FlxMicroATX)で先にPortablePCを作ったものと同じボード同じシステムで標準HDDを使用し音楽再生など長時間使用が出来るように考えたものです（電源を改造しているので、お勧めできる作り方でもないのですが、密閉型の一つの方法としてご覧頂ければと思います、防水型も出来るのではと思いますが利用価値が無いので無意味です）

Netで調べてもWindowsタイプの無音PCは見つけられなかったので（その後アメリカのHPででオイル循環パイプを６ｍくらいつかって無音化した実験セットのようなPCだけ見ました）、世界初かもしれません？？？（制作2001年9月時点の文）
最近はVIA製など自作用のファンレス電源やファンレスマザーボードやが出ていますので、自作では無音化しやすいのですが、製品となると例えば長時間のDOSモードの場合のようなヘビーな利用でスピード次第ですがケースのファンかヒートシンクの巨大化が避けられない訳で、本機の場合、通常用途がサーバや音楽用で40W以下と軽負荷なことと真夏のDOS運転のようなヘビーな時のための保険用のアタッチメントファンが逃げ道となっています--200308

CPUはCeleron800MHZを使っているのですが室温が28℃の高い状態で5時間で飽和してはいるのですが、下記のモニタデータにありますようにシステム温度がぎりぎりになっています
コア電圧が少し高いのですが(1.7V推奨）調整出来ないマザーですが、これくらいはOKと判断して使ってますが心配な方はCerelon600とかC3の800にすればよいと思います
TualatinCPUはつかえないのでCeleronの使える上限は1.1Ghz、P3は1.0GhzでFC-PGA2と表示されているものは使えないです、C3は866Ghzが使えますがこれは、案外Cerelon800より発熱が高い感じがしました
CPUの温度リミットはTjunctionで80度ですので余裕はあると考えています（測定のためのチップ内ダイオードの誤差があると言われていて心配したのですがデータシートで見ると1度程度のようでほかの誤差もあるでしょうが気にしないことにしました）

消費電力はアイドリング状態で40VAで外壁の温度は室温28℃で約40度くらいになりました、内部の温度を均一化するため、低速で音の少ないFANを内臓して、かきまざるようにしたところ、システム温度が大分下がったので、CPUを更に高速のCerlon1.1GHZに替えてデータを取りました（下に追加）

Cerelon1.1GHZにした場合のAC電源消費電力は大体軽い使い方で44VA、ベンチマークのときのピークで70VA、MP３音楽を連続で聴く状態で46VAと800Mhzより僅か大きいのですが、室温が24度と下がったこともあり、連続６時間ほど外部FANなしで使えますが、長時間利用なら保険の低速外部FANは付けたほうが安心です

編集アプリを利用しているとき、画面での選択の量が多いときにフリーズする現象が出てマザーのバグかと思ったのですが、これはBIOSでのビデオメモリサイズがデフォルト設定が４MBと少ないためとわかり、16MBにして解決しました（最近のものは8MBになっているようでそのままで大丈夫です）

その後2002年3月からC3 866でLinuxサーバにして連続運転しています
つい先日17ヶ月連続運転したところでHDDがクラッシュして交換作業となりました--Add20030817
富士通のモデルは騒音が小さかったので4台くらい使っていたのですが、例の不良レジンチップのモデルだったので次々とオシャカになってまして生き残りはあと1台と言うひどい状況なのですが、消耗品でもありますので交換は予想のうちだったのですが、サーバのghostバックアップが復元できず（バックアップ書きこみにエラーが発生したようで、書きこみ後のチェックが必要だったのですが）、それならとマザーボードも交換することにしました--615DF/JetWayでintel815でCPUの位置もP6F209と同じ

音用は音が多少しても音楽にマスクされてあまり気になりませんが、家庭用サーバの場合は居室が静かな時は、より静音化が必要で、そのレベルとしては達成できたと思います
（SonyのDATと同じ位のかすかな音ですが深夜の枕元に置いたら気になると思います）

Ｌｉｎｕｘサーバ利用は軽負荷なので、外部ＦＡＮなしで、ケースの温度上昇は室温+12度ほどで、ＣＰＵ温度はケース+11度ほどなので、室温+23度でおさまるので、35度でＦＡＮなし使用可能と思ってますが、
ヒートパイプも10年以上も経つと劣化があるようですし、内部のコンデンサ類も105度ものが使われているのですが高温での連続使用は劣化は早まると思うので保険として外部FANを利用しケース温度上昇を室温+7度で使用しています --Add021106

これを作ったのは2001年でしたのでATX用のファンレス電源がなく、このような改造をしたのですが、2003年の現在、ACアダプタ電源とATXコネクタ出力変換ボード付きの製品が販売（9800円）されましたので、このような、ややリスキーな改造ではなく、ACアダプタタイプの電源と、オープンエアーに近いファンレスATX-PCで無音化が出来る状況になりました
簡単な構想程度ですが、CPUをC3の800Mhz程度なら3000円くらいのファンレスヒートシンクがありますから、ボードを立てて周りを極力金網のような通気性をよくすれば、完全ファンレスATXが出来るはずです
また、HDDはSeagateのBarracudaなど静か物があるし、それでも気になる人は、SmartDriveに入れればほぼ無音に作れると思います（保険の超低速ファンは真夏のヘビー動作用に作っておくと安心でしょう）--Add030322

その後サーバOSをFedoraCore1,2,・・・4にするたびにP6F20--615DF--F215が使えなくなったり、また使えるようになったりCPUもC3が使えないケースが多くCeleron中心にマザーボードを乗せ替えが必要でしたが、半日も止めることなく連続運転をしていたのですが、先日(20050715)いきなりサーバがダウンし、調べたところ電源のTrが壊れていました
この電源は無茶な改造物なのでこの際ACアダプタタイプの電源に替え20050717から運転再開し様子を見ることにしました（アダプタ電源を外に出したのでケースの温度上昇が10度程度と低くなりましたが、アダプタのほうのケース温度上昇は20度と割合高いので、内臓可能な寸法なのですが内臓はやめました--3時間経過の温度のメモは最下部にあります）--Add20050717

更に消費電力を減らす目的でNotePCを利用して同じ3.5インチHDDをリムーバブルで利用するサーバを作りました(20050726から20071030現在使用中で、たまにOSのテスト利用で同じモデルに切り替えたりの連続運転です)
NotePcはPanasonicCF-M2(XV8S)ですが、FedoraCore4Serverの使用ではファンが回るのは初期起動だけ（*１）のようで実用上７Wattで無音で使えましたので、この無音PCから切り替え使用をはじめました（記事はこちら-->10W NoteServer)
*１：初期起動時はファイル整理とかデータベース更新とかで１０分くらいは２０Wくらいになりファンが回りましたがその後は全くファンが回っていません・・・と書きましたが---Add20050810
その後数ヶ月連続運転して、ログインして作業やスクリーンセーバで忙しい場合？にファンが回ったり、週１朝４時の更新で、たまに回っていることがありましたがいずれも音は騒がしくないので、軽負荷の私のWebサイトではとても省エネで静かなので満足しています
最近液晶の壊れた同じモデルをジャンクで入手したので表示のふたをはずしたままでサーバ利用しています（もともと蓋は閉めたままで操作するときは外部モニタを使うので、液晶をはずしたままで動くかどうかが確認必要と思います---蓋を閉めるとスリープになるノートがあり省エネサーバには利用できないし、はずしたらエラーで動かないとかです）
要は同じモデルのバックアップとか別のファイルサーバを動かすとか・・・で４台くらい動かしても消費は以前のサーバくらいにしかならないのでなかなか利用価値があります
Pen-Mで自作するのもよいですが、高価なので、メーカ製ノートPCの中古とかジャンクは生きていれば完成度は高いので、購入はスリルもあり値段との相談で試しています（家中がジャンクだらけは問題ですが）---Add20051225

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	写真でわかるとおり外装を巨大なヒートシンクで密閉型にしたものです寸法は310x210x135mm（8.8リットル）で、PortaPCより一回り小さく、同じトランクに収容可能です（収容する意味はありませんが）欠点はアルミ材の固まりみたいなもので7.5Kgと重いことです実はこのヒートシンクはキッチン用品の冷凍食品解凍用のもので、秋葉で売っていましたが、側面のアルミ角棒(80x10x300)や銅板の小売をしてくれる金属材料店が見つかりカットもして頂けて助かりました下記がそのお店で、電話注文で配送もしてくれるそうです「徳野商店：墨田区本所1-22-9（TEL:03-3625-5531)」
	中に詰め込んだのはWindowsSystemでマザーボードは17x17cmのFreeTech　P6F209Bと言う小さいものですが、必要な機能はオンボードですでにあるので、PCIは１つありますが不要で、AC電源も内蔵しました基本的には電源もCPUも排気ファンを使用せず、CPUはヒートパイプで外壁に排熱し、電源の半導体は直接外壁に取り付け、外壁での自然放熱を利用するやりかたです左は内臓デバイスのレイアウトで左片面にHDDとマザーボード、右の片面に電源とCD-ROM（スリムタイプ）を取付け、これを10mm厚80mm幅のアルミつなげることで、熱的にもバランスするようにしたものです（熱抵抗はあまり低くないようで電源側を冷やしてもCPU側はあまり冷えなかったのですが、温度は飽和したせいか両側が同じでした） FDDはつけませんで、CD-ROM、外付けHDDまたはUSBのメモリカードのどれかで間に合います（FDのMSDOSによるFDSISKは取り付け前にFDDをつけて済ませれば、まず不要です）
	CPUの発熱はヒートパイプで下の外壁のヒートシンクに逃がすのですが、取付け取り外しが出来る方法をとるため、曲げたパイプの弾力性を利用してCPUに放熱銅板がピッタリ取付けられるようにしましたヒートパイプは4mmx200mmで柔らかい銅パイプなので、曲げるのにややつぶしてしまいましたが問題無いようです、傾斜して使うほうがよいようですが、あまり姿勢を気にしなくても大丈夫でした（資料も無くて勝手な解釈です）
	廃熱側の銅板の取付けを先にし、間にマザーボードを入れて、CPUの上で銅板でパイプを挟み、バネで圧着します普通は、厚い銅板に孔を空けスリットの調節でパイプをとめるようですが、アマチュアには加工困難でしたので、50x50x4mmの銅板を2枚重ねてから孔を空けてはさむやりかたにしました（パイプの熱抵抗はとても低いらしく銅板２つは必要無かったかもしれませんが熱計算もできなかったので適当に付けたものです）
	マザーボードを滑りこませたCPUに下の銅版を付けパイプをはさんで上の銅版を乗せてからねじで止め、後は通常のバネで密着させますモニタでのCPU表示温度はIntelDataのTjunction温度とすれば80度までは使えるはずですが、一応アラームは70度にしています
	取付け加工をする前にヒートパイプによる放熱をテストしたところ銅板2枚ねじ止めしたものを4mmの穴あけをしたのですが、長さ50mmも穴あけをするのは固定してボール盤であけないと困難です（ボール盤を使ったのですが、材料を小さいバイスにはさんだものを手で押さえただけで始めてしまい、終わって後でみたらひどく汚い状態で、この加工が一番難しかったですヒートパイプとヒートシンクは秋葉の千石電商で扱っています
	接続してテスト

	電源はPortaPCに使った１５０Wの小さいATX用のものですが、放熱板についていた半導体を外して線を延ばして、下のヒートシンクに取付けました（特性は少しは変わったのでしょうが問題無く動いてます）抵抗やトランスの熱は自然対流だけでは逃げないので、ミニファンを低速回転制御で掻き回すようにしてます
	HDDを外部につなげられ、内部のHDDのON/OFFとマスタ/スレーブ切り替えが出来るのも、PortaPCと同じです
	室温28℃で約5時間後のモニタ画面システムの温度がぎりぎりですが、音がしない程度の微弱ファンでCPU側に空気の流れをつけると（そばに置いただけ）すぐ下がるので、そのやり方が効果的現実的（音はしないと言える回転で十分で、Cubeも実際はファンが必要と感じ(フィンが50度を越える）ので音がしない程度の低速FANをつけました）
	ベンチマークをしてみたものです、ご参考までに
	Add010919 主要パーツのコストですが、リンク表示は全部内容が同じです Cost.htm Cost.PDF Cost.xls
ここから以降はCerelon1.1GHZ積み替えをして同時にすこし改良したもの若干改良した点はHDDを防振シートでくるんだので、気休め程度の放熱対策を追加内部対流を良くするためにチップ用ファンを止めボード全体用の60mmファンに変更外部にアタッチメント式ケース用ファン Cerelon1.1Ghzにしたら、AC電源消費電力は大体軽い使い方で44VA、ベンチマークのときのピークで70VA、MP３音楽を連続で聴く状態で46VAと800Mhzより僅か大きくなりましたが、真夏に厳しい使い方をしなければ、外部ファンも必要ないようにも思いました
	外部ファンを付けずCerelon1.1GHZで度の程度かモニタチェックを下記のように6時間行いました「スタート」朝6時で気温が低かったので「上昇分」をご覧くださいこのときの外部の温度は Room:23度 Case:23度
	「スタート3時間後」このときの外部の温度は Room :24.5度 Case:37~38度（CPU側）36~37度（POW側）ケースの温度上昇は約13度
	「スタート6時間後」このときの外部の温度は Room :24度 Case:38~40度（CPU側）37~39度（POW側）ケースの温度上昇は約16℃ 1.1GHZでも室温がひくかったので、それほどでもないことが判りました
	Add010919 その後120mmGlobeFanという１２V低速回転FANが極めて摩擦が低いらしく2.7Vくらいでも起動回転し音も殆どしない優れものを見つけたので、これを引っ掛け金具でアタッチメント式に、保険用とか真夏用につかえるようにしました
	Add011116 FANの低速低騒音化について：特別にスピードを求めない場合は、意外と風量が少なくて済むことが多く（温度を確認することは必須ですが）、12V　FANを電圧を下げて、「殆ど無音状態で」使うことが出来ます（例えばCerelon1.1Gは６ｃｍFANで）そして８ｃｍ、６ｃｍの十数種のFANを調べてみて、低速で異音がしないで、振動音もしないFANはとても限られているようです静音FANとして売っているものは定格電圧では割合静かですが４～５Vでの音は、かすかな異音がしたりで、無音にはならないものが多いですここでは電圧を調整できるようにしましたが、電流も小さいので簡単に５Vを４Vに下げるにはシリコンダイオードを１～２個かませれるのが簡単です（順方向の電位降下の利用） Add021106 最近はGlobeFAN以外にも静音FANが数多く販売されるようになり有難いのですがそれでも15db位が限度のようで、音はかなりします空気が動く程度で良ければやはり電圧を下げて使うしかないです 1000rpmｋらいの低回転FANを更に低電圧駆動にしても異音はするし低電圧起動しにくいものがあるので、定格以外で使うものは調べてみるしかないです低電圧で起動もしやすく異音もしないのはGlobeFANとAddaFANの静音FANくらいのように思います
	カバー無しなのでFANが止まっても自然対流のクーリングは出来ます１２V用を４V以下で低速回転させてますので、回っているところを撮ったものですが羽もフラッシュ撮影で止まって写りました
	内部から５Vを引き出し電圧を４V弱に変えるドロッパタイプのコントローラを作り調節してますドロッパですが５V以下で使えるので入力が５V電源でOKなので、発熱も殆どありません
	HDDは騒音が少ないと定評のある富士通の流体ものを使用してますが、それでもヒューンと言う回転音が聞こえるので、鉛の防振シートをかぶせましたくるんでもHDDケースの温度は40度弱どまりだったのですが、これも保険用に少し放熱をさせるべくヒートパイプ式にしてみましたおまけにやっただけなので結果のデータは取っていません
	薄い銅板なのでないよりましくらいと思います
	気休めにチップにも銅板が接するようにしてます

	内部の自然対流は妨害物があって、流れが出来ずに局部的に高温になるパーツがあるように思ってFANを3つで掻き回すようにしたものですが、効果があったようで、ボードのシステム温度が下がりました
	蓋を閉める前の実装状態でテストラン中
	「外付けFAN 」を付けて15分後、このときの外部の温度は Room :24度 Case:34~35度（CPU側）36~37度（POW側）ほんの少し空気が動くだけで効果はかなりのものです

ACアダプタ変更後の温度データ Add20050717	CPU温度（BIOS)：５０度 SYSTEM温度（BIOS)：４７度外側ケース温度：３７度　対向側面は３６度 ACアダプタの外部温度：４８度くらい（ケースがプラスチックなので場所によってMax５４度のところがあるが平均をいい加減に書くとこんな感じ）室温：２８度 MB：P6F215/CPU：Celeron733Mhz （外側のファンを使わない状態でFedoraCore4サーバを約３時間使用後の温度を測定）