Testy zasilaczy komputerowych - nowa procedura testowa gotowa

Chyba wszyscy się zgodzimy, że dawno na łamach PurePC.pl nie było testów zasilaczy komputerowych. Najwyższy czas to zmienić! Pomiary przejdą jednak solidną metamorfozę, bowiem za platformę testową nie będzie już służył prądożerny zestaw komputerowy za dziesiątki tysięcy, a specjalnie przygotowane obciążenie o charakterze rezystancyjnym. W porównaniu z zestawem komputerowym, takie dedykowane rozwiązanie daje możliwość sprawdzenia wybranego obciążenia np. 20%, 50% czy 100% mocy jednostki. Oczywiście nie zabraknie pomiarów sprawności energetycznej, regulacji napięć, tętnień czy kultury pracy. Poniżej postaram się dokładnie opisać jaką drogę przechodzi zasilacz w redakcji PurePC.pl, a możecie mi wierzyć, że procedura testowa dla sprzętu łatwa nie będzie. Czas przywrócić kolejny dział testowy, którego wielu brakowało na łamach naszego serwisu.

Dlaczego większość testów zasilaczy komputerowych jest źle wykonana?

W internecie można znaleźć niezliczoną ilość serwisów, które recenzują sprzęt komputerowy. O ile do testów płyt głównych, pamięci RAM, procesorów czy kart graficznych wystarczy odpowiednie oprogramowanie, w przypadku zasilaczy ATX należy posiadać nie tylko aparaturę pomiarową, ale również dużą wiedzę z zakresu elektroniki. W serwisach technologicznych za testami zasilaczy stoją przeważnie osoby, które są jedynie entuzjastami, graczami posiadającymi większą lub mniejszą wiedzę na temat komputerów, jednak elektronika to nie ich mocna strona. Sprowadza się to do tego, że brak odpowiedniej wiedzy osoby testującej PSU owocuje wystawianiem złych wniosków i opinii wprowadzających w błąd potencjalnego kupującego. Mało tego, wiele przypadków to tzw. "rzuty okiem" bez jakichkolwiek pomiarów lub podłączenie testowanego zasilacza do komputera i pomiar napięć w programie OCCT. Oczywiście na koniec jest rekomendacja, tylko za co? Niestety, wiele portali technologicznych myśli, że jak otrzymało sprzęt od producenta, który zostaje w redakcji po testach to trzeba go wychwalić w samych superlatywach, dać kilka znaczków i opchnąć w serwisie aukcyjnym lub znajomym. Niektóre rodzime serwisy sprowadzają się do tak niskiego poziomu, że potrafią prezentować skadrowane zdjęcia wnętrza testowanego zasilacza ukradzione z zagranicznych portali (wielokrotnie interweniowaliśmy w tej sprawie w ramach stowarzyszenia European Hardware Association). Nie wiem, czy powodem tego jest brak odpowiedniej wiedzy czy chęć odsprzedaży sprzętu za większą kwotę, wszak nierozkręcany PSU, bez żadnej ryski jest cenniejszy :) Panie i Panowie nie oto tutaj chodzi. Jak w taki sposób można prezentować obiektywną opinię na temat rzekomo testowanego produktu? Zapewniam Was, to na PurePC.pl nie przejdzie, będziemy testować i opisywać obiektywnie zalety i wady każdego z dostarczonych do testów urządzeń.

Dobra procedura testowa to podstawa sukcesu

A co z testami na takich pseudo portalach, które niby wydają do sieci rzetelną opinię? W Polsce są bodajże dwie, no może trzy osoby, które znajdują się w posiadaniu odpowiedniej wiedzy oaz aparatury pomiarowej (w tym niżej podpisany). Najczęściej metodologia testów opiera się na obciążaniu zasilacza zestawem komputerowym w 99% o nieadekwatnym zapotrzebowaniu na moc względem testowanego zasilacza. Generalnie jest to awykonalne. Nie da się zbudować zestawu, który w 100% obciąży PSU o mocy 450 W i 1200 W. Dodatkowo jeżeli są jakiekolwiek pomiary, pomijam oderwane od rzeczywistości wyniki zwracane przez OCCT, sprowadzają się one do zmierzenia napięć na wyjściach zasilających zazwyczaj tanim multimertem bez modułu TrueRMS, o czym wspomnę później. Taka procedura pokaże jedynie, lub w niektórych przypadkach nawet nie, wahanie napięć lub ich spadek, co jest oczywistą rzeczą wraz ze wzrostem obciążenia. Niestety nic to nam nie mówi o zasilaczu, wnioski typu “trzyma napięcia jak skała” obciążając testowany 600 W PSU PC-tem pobierającym około 300 W zostawię bez komentarza.

Oscyloskop to oręże każdego testera zasilaczy komputerowych

Multimetrem nie jesteśmy w stanie zbadać dokładnie napięcia, ponieważ próbkowanie jest zbyt małe. Poważne portale robiące profesjonalne testy zasilaczy komputerowych (impulsowych) wiedzą, że oscyloskop to najważniejsze urządzenie pomiarowe w całej procedurze testowej. To dzięki niemu można dokładnie ocenić jakość napięć, bo tętnienia napięć na wyjściu zasilacza to najważniejszy parametr. Przykładowo - testowany sampel X dający napięcie wyjściowe dla obwodu +12 V dla obciążenia 100% o wartości 11,5 V i napięciu tętnień na poziomie 20 mV, będzie o klasę lepszy od modelu Y, dającego w tych samych warunkach +12,10 V i napięcie tętnień 150 mV (maksymalna dopuszczalna wartość wg nomy ATX to 120 mV). Wysoka wartość napięcia tętnień może prowadzić do niestabilności komputera, losowych restartów czy BSOD-ów (Blue Screen of Death). Poniżej przebieg napięcia +12 V zasilacza Seasonic PRIME 750 W Titanium o bardzo niskich napięciach tętnień.

Wiele redakcji rezygnuje jednak z oscyloskopu, głównie z braku elementarnej wiedzy w kwestii jego obsługi, chociaż taki sprzęt nie jest czymś bardzo trudnym do opanowania. Amatorów odstrasza również cena, wprawdzie niezbyt wygórowana, ale najwidoczniej sama perspektywa wkładu własnego działa na niektórych demotywująco. Redakcyjny Singray DS1M12 to koszt około 1300-1500 złotych i trzeba było go kupić by testy zasilaczy były wiarygodne i prezentowały odpowiedni poziom. Z czasem zainwestujemy w droższy oscyloskop i aparaturę pomiarową bo kto stoi w miejscu, ten się cofa.

Dlaczego wybrałem sztuczne obciążenie DC, a nie zestaw komputerowy?

Profesjonalne testy zasilacza można wykonać tylko i wyłącznie w oparciu o sztuczne obciążenie DC o charakterze rezystancyjnym. Tutaj nie można stosować zestawu komputerowego, nawet takiego wykorzystującego bardzo prądożerne karty graficzne w tandemie SLI czy CF. Dlaczego? Odpowiedź jest bardzo prosta - nie ma możliwości zadania żądanego stopnia obciążenia np. 10%, 20%, 50% czy 100%. Ponadto, nawet gdybyśmy obciążyli bardzo mocno komputer, to obciążenie zmienia się w czasie dynamicznie mimo zapętlonego programu. W tej sytuacji nie mamy możliwości zmierzenia sprawności energetycznej choćby w celu potwierdzenia posiadanego certyfikatu sprawności 80 PLUS. Te­sty z wy­ko­rzy­sta­niem sztucz­ne­go ob­cią­że­nia po­zwa­la­ją na wy­ko­na­nie po­wta­rzal­nych po­mia­rów na odpowiednio dobranym stop­niu. Więk­szość por­ta­li IT po­mi­ja niestety ta­kie te­sty z powodów technicznych. Dzię­ki przeprowadzanym pomiarom mogę do­kład­nie okre­ślić spraw­ność za­si­la­cza, ja­kość na­pięć (pomiar napięć tętnień oscyloskopem) czy generowany hałas w pełnym zakresie mocy badanego PSU.

Jak więc testujemy zasilacze komputerowe na PurePC.pl?

Poniżej opiszę krok po kroku, jaką drogę (a raczej męki) przechodzi dostarczony na testy sampel. Przyznam, że żaden PSU nie otrzymuje taryfy ulgowej, każdy musi się obronić sam, a nie wszystkie jednostki są do tego zdolne. Zdarzyły się modele w mojej karierze, które nie podołały procedurze testowej i pożegnały się głośnym hukiem i swądem spalonej elektroniki.

Test 25 zasilaczy 650-750W - Jaki zasilacz komputerowy dla gracza

Wszystko zaczyna się od rozpakowania zasilacza, wykonania zdjęć nie tylko opakowania i zewnętrznej warstwy jednostki, najciekawsze znajduje się przecież w środku. Tak, każdy zasilacz jest rozkręcany (wszystkie zdjęcia są autorskie, nie ma mowy o amatorszczyźnie i podkradaniu zdjęć z zagranicznych serwisów, jak to robią niektóre polskie portale), a elektronika jest wnikliwie analizowana. Na poszczególnych stronach testu zasilacza opisuję oraz linkuję do specyfikacji technicznej (datasheet) wszystkich zidentyfikowanych tranzystorów, diod, układów scalonych czy kondensatorów. Poznacie więc najważniejsze parametry podzespołów elektronicznych m.in.: maksymalny prąd, który mogą dostarczyć diody, tranzystory MOSFET czy maksymalna temperatura pracy i żywotność kondensatorów. Oczywiście nie pomijam kwestii dodatkowego wyposażenia.

Kwestia okablowania

Okablowanie to osobna strona, z reguły kwestia kabli w recenzjach sprowadza się do wymienienia ilości złącz. Jest to bardzo złe podejście. Dzisiaj wielkie fabryki/korporacje i producenci starają się za wszelką cenę zwiększyć marżę w przeliczeniu na jedną sztukę sprzedanego produktu. Kończy się to często na okablowaniu, przez oszczędności otrzymujemy nie tylko krótsze, ale i cieńsze kable. Zamiast wykorzystać przewody 18 AWG często pojawiają się 20 AWG a nawet 22 AWG (wyższa nomenklatura = mniejszy przekrój przewodu). Spotkałem się z jednym ponad 500 watowym modelem zasilacza, gdzie jedna wiązka kablowa PCI-E 2 x (6+2) pin oparta była o przewody 20 AWG – niedopuszczalne. Oczywiście dokładna analiza długości i opis zastosowanych złącz będzie fundamentem publikacji.

Przebieg testów zasilacza

Testy są przeprowadzane w temperaturze pokojowej, aczkolwiek znajdą się osoby, wykonujące testy w specjalnym “hot-boxie”, lecz osobiście nie widzę większego sensu sztucznego zwiększania temperatury otoczenia. Obecnie większość dostępnych na runku obudów posiada miejsce montażu zasilacza na spodzie konstrukcji, a większość z Was montuje PSU w taki sposób, aby zasysał zimne powietrze z zewnątrz, gdzie temperatura powietrza wynosi ok. 20 - 27 °C (w zależności od pory roku). Mimo wszystko nie wykluczam w przyszłości budowy wspomnianego "hot-boxa”.

Żeby za­pew­nić powtarzalne pomiary, za­si­lacz zostaje wcześniej rozgrzany (ob­cią­że­nie około 50% przez 2-3 go­dzi­ny). Każ­dy po­miar na­pięć dokonywany jest co najmniej trzykrotnie, co około 15 min. Poszczególne tryby ob­cią­że­nia trwają minimum 40-60 min, a głównie chodzi o ustabilizowanie temperatur oraz prędkości wentylatora. W przypadku niejasności powtarzam pomiary od nowa. Testy składają się z dwóch części:

Testy podstawowe:

• Zasilacz zostaje podłączony do sztucznego obciążenia DC, dzięki czemu dokonuję dokładnych pomiarów napięć i prądów, z reguły jest to pięć stopni obciążenia w granicach 20%, 35%, 50%, 75% oraz 100%. Nie zawsze jest idealne 20%, czasami to kilka procent mniej lub więcej, ale zawsze zaczynam od maksymalnego obciążenia, mam wtedy pewność, że zasilacz jest odpowiednio rozgrzany.
• Na podstawie wcześniejszych pomiarów obliczam oddawaną moc oraz sprawność.
• Pomiar prędkości wentylatora dokonuję tachometrem laserowym.
• Pomiar temperatury.
• Pomiar generowanego hałasu decybelomierzem.
• Za pomocą przystawki oscyloskopowej USB, wykonuję pomiar napięcia tętnień dla każdego z obciążeń.
• Podczas każdego stopnia obciążenia sprawdzam jak testowana jednostka poradzi sobie z niezrównoważonym rozkładem obciążeń w testach "Cross Load", czyli obciążenia krzyżowego. Próba składa się z dwóch testów CL1 i CL2. W jednej bardzo mocno obciążane są linie+3,3 V oraz +5 V (ok. 14 A) linia +12 lekkie obciążenie nie przekraczające 3 A. Drugi test polega na maksymalnym obciążeniu obwodu +12 V, pozostałe linie są wtedy obciążone symbolicznie. Większość budżetowych zasilaczy z regulacją grupową jest skazana na niezaliczenie tego testu.

Testy dodatkowe:

• Kolejny dość istotny w dobie miniaturyzacji jest test z niskimi obciążeniami - „Low Load”. Ukazuje on jak zasilacz spisuje się z energooszczędnymi podzespołami, gdzie niejednokrotnie cała platforma w spoczynku pobiera ok. 50-80 W.
  Pod uwagę biorę wyłącznie główne napięcia czyli +3,3 V, +5 V oraz +12 V.
• Test przeciążeniowy(+-3%) obciąża jednostkę na 110% mocy znamionowej. Zasilacz musi tak pracować co najmniej 15 minut, z reguły jest to dłuższy czas.
• Mocne przeciążenie, czyli ile można bezpiecznie wycisnąć z PSU, przeciążana jest szyna/szyny +12 V. Może zaistnieć sytuacja aktywowania się takich zabezpieczeń jak OCP i OPP oraz OTP. W teście, bardzo uważnie monitorowana jest temperatura nie tylko wydmuchiwanego powietrza, ale również obudowy (są jednostki, gdzie tranzystory znajdują się na rewersie laminatu i za pośrednictwem termopada są chłodzone obudową PSU) i kabli. W przypadku zasilaczy z niewystarczającym okablowaniem, lub przewodami o małym przekroju test będzie pomijany. Spotkałem się z przypadkiem, gdzie kable miały ponad 70 °C (!)..
• Test zabezpieczeń, głównie SCP. Dokonuję małego sabotażu, w postaci zwarcia na wtyku Molex pinu z napięciem +12 V do masy przy maksymalnym obciążeniu testowanej jednostki.

Reasumując

Na pewno znajdą się osoby, które będą krytykować procedurę testową PurePC.pl, czasem ze zwykłej złośliwości, a czasem zdarzy się niedopatrzenie - nikt nie jest idealny. Ale nawet mimo tego uważam, że opracowana metodologia testowa jest właściwa i pozwoli rzetelnie ocenić testowany zasilacz. Podsumujmy dlaczego:

• Wykorzystanie wyłącznie sztucznego obciążenia - rezystancyjne DC własnego projektu - oparte na tranzystorach i chłodzone wentylatorami (uaktywniają się samoczynnie po osiągnięciu zadanej temperatury) - możliwość testowania zasilaczy do 1350-1500 W na linii +12 V.
• Wszystkie linie +12 V podpinam do jednego bloku obciążenia (równomierne obciążenie linii).
• Pomiar natężenia prądu na poszczególnych liniach dokonuję miernikiem cęgowym.
• Łączne obciążenie obliczane jest poprzez sumowanie iloczynów natężenia prądu i napięcia na poszczególnych liniach.
• Wykonanie dodatkowych pomiarów sonometrem (decybelomierzem), umieszczonym w odległości 50 cm od obciążonego zasilacza, a także sprawdzenie temperatury wydmuchiwanego powietrza przy pomocy termometru cyfrowego oraz termopary typu K umiejscowionej w najcieplejszym miejscu kratki z tyłu zasilacza.
• Oscyloskop odpowiada za podgląd przebiegu napięcia, odczytanie wartości napięcia tętnień i porównania z dopuszczalnymi zakresami normy ATX. Interesuje nas wyłącznie pomiar wartości międzyszczytowej składowej zmiennej tzw. peak-to-peak, na zdjęciu poniżej okienko zaznaczone czerwoną ramką (Pk-Pk) - wartość wyrażona jest w miliwoltach (mV).
• Korzystając z laserowego tachometru mierzę prędkość obrotową wentylatora.

Sprzęt pomiarowy użyty do testów:

Aby te­sty by­ły do­kład­ne, korzystam z urzą­dzeń po­mia­ro­wych re­no­mo­wa­nych marek jak Volt­craft oraz CHY. Mul­ti­metry cy­fro­we Volt­craft VC-850, Volt­craft VC 607 AC/DC oraz watomierz sieciowy Voltcraft Energy Logger 4000F po­sia­da­ją prze­twor­nik war­to­ści sku­tecz­nej Tru­eRMS (True Ro­ot Me­an Squ­are). Ozna­cza to, że mie­rzą rze­czy­wi­stą war­tość sku­tecz­ną. W tań­szych roz­wią­za­niach po­miar jest prze­li­cza­ny, a otrzy­ma­ny wy­nik jest po­praw­ny je­dy­nie dla prze­bie­gów si­nu­so­idal­nych. Mier­ni­ki wy­so­kiej kla­sy, jak te wy­ko­rzy­sta­ne w te­ście, po­zwa­la­ją na po­miar war­to­ści sku­tecz­nej prze­bie­gów od­kształ­co­nych, a ta­kie wła­śnie pa­nu­ją na wyj­ściu za­si­la­czy im­pul­so­wych.

Lista wykorzystanego sprzętu pomiarowego:

• Multimetr cyfrowy Voltcraft VC-850 – pomiar napięć.
• Multimetr cęgowy Voltcraft VC 607 AC/DC – pomiar natężenia prądu.
• Tachometr laserowy Voltcraft DT10L – pomiar prędkości obrotowej wentylatora.
• Watomierz sieciowy Voltcraft Energy Logger 4000F – pomiar mocy czynnej (wejściowej z gniazdka).
• Decybelomierz Voltcraft SL-200 – pomiar natężenia dźwięku.
• Termometr cyfrowy CHY700 – pomiar temperatury.
• Oscyloskop USB Stingray DS1M12 - pomiar napięcia tętnień.

Kolejny dział testowy wraca po latach na PurePC.pl

3 lata, tyle dokładnie minęło od ostatniego testu zasilaczy na PurePC. Pewnie wielu z Was spyta, czemu tyle musieliście czekać. Wcześniej za testy zasilaczy odpowiedzialny był Rafał Romański, Redaktor Naczelny PurePC.pl. To on stworzył w 2012 roku test 25 zasilaczy komputerowych o mocach 650-750W, który ma na liczniku aktualnie ponad 4 miliony odwiedzin. Jednak jak to bywa z obowiązkami, czym większa redakcja, tym mniej czasu na testy, a więcej trzeba się poświęcić rozwojowi serwisu. Po 10 latach istnienia PurePC.pl jest uznawane przez sporą grupę odbiorców i firmy, jako jeden z największych, i najlepszych serwisów o tematyce IT w Polsce. Rafał nie chciał pozwolić na oddanie jego ulubionego działu byle komu stąd tak długi czas, jaki upłynął... aż do dzisiaj. Przyznaje, że standardy testowe i edycyjne są mocno wyśrubowane przez Rafała i Sebastiana, ale to daje możliwość przygotowania wysokiej jakości materiałów, które mam nadzieje, że pomogą Wam w wyborze odpowiedniej jednostki zasilającej. Jeśli macie jakieś pytania, co do zaprezentowanej procedury piszcie śmiało w komentarzach. Zdradzę, że już niedługo pojawi się pierwszy test jednego z najnowszych przedstawicieli grupy 80 Plus Titanium. Później mamy w planach kilka tańszych modeli, również tych uznawanych za "wybuchowe".