TÌM HIỂU VỀ VỎ MÁY & BỘ NGUỒN MÁY TÍNH

• Các khe 5.25”: khe tiêu chuẩn dành để lắp các thiết bị có kích thước 5,25” phổ thông như: CD, DVD, Function Panel..Nếu các khe này không được lắp các thiết bị thì thông thường với các

BÀI TẬP TÌM HIỂU VỀ VỎ MÁY & BỘ NGUỒN MÁY TÍNH

Nhóm sinh viên thực hiện: 3

Nguyễn Hoàng Anh (MSV: 1000321-CNPM)

Nguyễn Thị Ngọc Ánh (KHMT)

Nguyễn Thị Giang (CNPM)

Nguyễn Thị Lợi (KHMT)

Nguyễn Tuấn Thành (CNPM)

A VỎ MÁY

I Giới thiệu chung, các tiêu chuẩn phổ biến của vỏ máy tính:

Vỏ máy tính là một thiết bị dùng gắn kết và bảo vệ các thiết bị phần cứng trong máy tính

Vỏ máy tính có nhiều loại khác nhau, các thiết kế riêng biệt của vỏ máy tính tạo ra sự khác biệt của các hãng máy tính khác nhau và các model khác nhau trong cùng một hãng

Hình 1: Case máy tính

1 Form factor:

Là những chỉ dẫn mô tả một cách chính xác nhất và cơ bản về kích thước và hình dạng của các thiết bị máy tính theo các tiêu chuẩn công nghiệp Chính vì vậy các nhà sản khi đưa ra các sản phẩm của mình đều tuân thủ một cách chặt chẽ và chính xác tuyệt đối các tiêu chuẩn

mô tả này

2 Các chuẩn cho Motherboard và chuẩn mô tả vỏ máy:

Sau đây ta chỉ nói tới 2 chuẩn phổ biến nhất hiện nay là chuẩn ATX và chuẩn BTX

a, Chuẩn ATX:

Dưới đây là môt số cỡ mainboard lớn nhất theo chuẩn ATX phổ biến:

• Full ATX: có kích thước 19”x 9.6” (48.26 x 24.4cm)

• Mini ATX: có kích thước 11.2”x 8.2” (28.45cm x 20.83cm)

• Extended ATX: có kích thước 12”x 13” (30.48cm x 33.02cm)

• WTX: chuẩn Workstation có kích thước 14”x 16.75” (35.56cm x 42.54cm)

• MicroATX: có kích thước 9.6”x 9.6” (24.4cm x 24.4cm)

• FlexATX: có kích thước 9”x 7.5” (22.86cm x 19.05cm)

2 chuẩn khác do Via Technology phát triển dựa trên nền tảng ATX:

• Mini-ITX: do Via phát triển có kích thước 6.7”x6.7” ( 17cm x17cm)

• Nano-ITX: do Via phát triển có kích thước 4.7”x4.7” ( 12cm x12cm)

b, Chuẩn BTX:

Chuẩn mới này của Intel đem lại 1 bộ mặt mới cho các mainboard và vỏ máy tính Thiết

kế mới giúp cho hệ thống giải nhiệt tốt hơn rất nhiều bằng cách bố trí lại thành phần và vị trí các cụm linh liện nhằm tối ưu các luồng khí giải nhiệt lan truyền trong thùng máy Hiện mới có 4 loại kích cỡ theo chuẩn mới BTX đều cùng dài 26.67cm

Có rất nhiều hãng chế tạo và sản xuất vỏ thùng máy dựa trên ATX Form Factor để thiết kế nhưng mỗi hãng đều có những thay đổi nhỏ đặc thù riêng cho phong cách thiết kế và tiện ích của mình Nhưng tất cả các thông số kỹ thuật về kích cỡ đều phải tuân thủ một cách chặt chẽ theo các mô tả trong ATX-Form Factor Khi chế tạo các loại thùng máy này nhà sản xuất thường cho phép người dùng có thể gắn rất nhiều loại kích cỡ mainboard Về cơ bản, csấu tạo đơn giản của 1 thùng máy theo chuẩn ATX chia làm 4 phần:

• Khu vực lắp nguồn: tất cả các bộ nguồn khi được thiết kế cũng phải tuân thủ các tiêu

chuẩn về kích thước của ATX

• Các khe 5.25”: khe tiêu chuẩn dành để lắp các thiết bị có kích thước 5,25” phổ thông

như: CD, DVD, Function Panel Nếu các khe này không được lắp các thiết bị thì thông thường với các loại vỏ máy cao cấp sẽ được lắp đặt các hệ thống quạt thông khí cho thùng máy

• Các khe 3.5”: khe tiêu chuẩn dành cho các thiết bị cỡ 35” phổ thông như: HDD,

FDD, ZIP thông thường có từ 2 đến 6 khe trong 1 vỏ máy Các khe cắm này trong một số loại vỏ máy có thể chuyển đổi sang các khe 5,25”

Hình 2: Sơ đồ khu vực lắp đặt nguồn

• Khu lắp đặt cho mainboard: là phần lắp đặt chính trong hệ thống máy tính với tùy

mainboard vào thùng máy Khu vực này bắt buộc các nhà sản xuất phải chế tạo các điểm gá hoặc bắt vít tuyệt đối chính xác nếu không sẽ khó có thể lắp đặt được mainboard.

Hình 3: Sơ đồ khu lắp đặt Mainboard

III Phân loại vỏ máy:

Nếu căn cứ vào hình dáng và kích thước bên ngoài thì có thể chia các loại thùng máy tính thành 6 loại cơ bản Với mỗi loại đều có những đặc điểm và phân khúc thì trường phân chia tương đối rõ rệt

1 Desktop:

Hình 4:Desktop Case

Kiểu vỏ máy nằm thông thường có kích thước tầm trung trở xuống thích hợp cho người dùng có không gian hẹp hoặc đơn giản là người dùng không thích kiểu vỏ máy đứng Tuy nhiên thị trường hiện nay của thể loại vỏ máy nằm ngang hiện có tiềm năng rất lớn với sự xuất hiện một khái niệm mới là Multimedia Home PC (máy tính tích hợp nhiều tính năng giải trí dựa trên các nền tảng Intel Viiv, Amd Live! Home Theater PC - HTPC)

2 Mini Tower & Barbone PC:

Hình 5: Mini Tower Case

Thuộc phân khúc thị trường pc cỡ nhỏ các mẫu thùng máy mini tower với những kích thước nhỏ gọn rất phù hợp với các công việc văn phòng hoặc với những người dùng bình thường không có nhiều diện tích bố trí máy

Nhóm vỏ máy này thông thường chia làm 2 loại tương đối phổ biến dạng mini case có hình dáng như đại đa số các mẫu tower khác nhưng kích thước không gian được thu gọn tối đa chủ yếu lắp được các loại mainboard: microATX, miniATX, flexATX Với loại vỏ case này người dùng cũng có một số không gian vừa phải để tùy biến sắp xếp lắp đặt phần cứng

3 Tower:

Hình 6: Tower

Là cỡ vỏ máy phổ thông và đại trà với kích cỡ vừa phải có thể lắp được các loại mainboard: microATX, fullATX, eATX Đây là cỡ vỏ máy tính phổ thông nên có rất nhiều kiểu dáng mẫu mã cũng như giá cả phù hợp đáp ứng tất cả mọi nhu cầu của người tiêu dùng Tuy nhiên với những hệ thống phần cứng cao cấp hiện nay và với những linh kiện phần cứng tỏa nhiều nhiệt cỡ thùng máy này đã ko còn đáp ứng được những yêu cầu giải nhiệt

4 Mid Tower:

Với kích thước thùng máy ngoại cỡ tất nhiên là sẽ có cả một không gian cực lớn và

thoải mái cho người có thể thoải mái muốn lắp thêm hay mở rộng các thành phần phần cứng trong thùng máy Thể loại thùng máy cỡ này chủ yếu sản xuất cho thị trường cao cấp với giá thành rất cao ngay cả đối với những hãng kô có tên tuổi Giá thành cao luôn đi kèm với chất lượng hoàn hảo của các sản phẩm ngoại cỡ này với những tính năng và tiện ích mà các thùng máy cỡ nhỏ không thể cung cấp

Vỏ phần hai mặt bên: Chế tạo bằng tôn với các loại vỏ máy tính thông thường, bằng hợp kim nhôm đối với các vỏ máy tính chất lượng cao.

Mặt trước đa phần được chế tạo bằng nhựa Đối với một số loại vỏ máy tính mặt trước được cấu tạo bằng lưới hoặc tấm hợp kim nhôm

Hình 9: Vỏ máy tính bằng kim loại

Phần vỏ ngoài của vỏ máy tính thường được sơn bằng công nghệ sơn tĩnh điện để đảm bảo

về thẩm mỹ và chống gây rò rỉ điện ảnh hưởng đến người dùng

Một số loại vỏ máy tính được cấu tạo bằng các vật liệu khác như mi ca ở toàn bộ vỏ ngoài (hoặc một phần) nhằm tạo ra sự độc đáo, giúp người dùng có thể nhìn xuyên vào bên trong máy tính, tuy nhiên vật liệu này thường không đủ các điều kiện về cứng vững và tản nhiệt, các loại vỏ máy tính kiểu này chỉ có giá trị về hình thức

Bên trong vỏ máy tính là các thiết bị sẽ sinh ra nhiệt, các nguồn nhiệt có thể phát ra

từ: CPU, chipset cầu bắc, chipset cầu nam, RAM,ổ cứng, các transistor nguồn của bo mạch chủ Do đó vỏ máy tính cần có khả năng lưu thông gió để làm mát các thiết bị toả nhiệt này Nếu sự lưu thông gió không đảm bảo tốt, khi máy tính làm việc bên trong thùng máy sẽ tăng dần nhiệt độ, dẫn đến hệ thống làm việc không ổn định và gây giảm tuổi thọ các thiết bị

Sự lưu thông và quá trình làm mát trong thùng máy không thể thực hiện theo chế độ tự nhiên, các vỏ máy tính thường được thiết kế từ một, hai quạt trở lên và gắn ở các vị trí khác nhau tuỳ theo thiết kế của thùng máy và chuẩn của bo mạch chủ

Thông thường nhất, vỏ máy tính được thiết kế với cách bố trí các quạt, ống dẫn gió, ô thoáng như sau:

 Quạt phía sau: Đa số các vỏ máy tính được thiết kế một quạt phía sau vỏ máy, quạt này có hướng gió thổi ra ngoài và sử dụng quạt kích cỡ 120 mm hoặc nhỏ hơn

 Quạt phía trước vỏ máy: Một (hoặc hơn) quạt thổi vào từ phía trước của vỏ máy tính qua các khoang gắn ổ cứng vừa có tác dụng làm mát ổ cứng, vừa có tác dụng định hướng luồng gió lưu thông

 Ống hút gió cho CPU: Bắt đầu xuất hiện ở các vỏ máy "kiểu 38°" (vỏ máy tính đảm bảo nhiệt độ bên trong thùng máy luôn là 38 độ), ống hút gió lấy gió trực tiếp từ bên trái

vỏ máy tính cấp trực tiếp cho CPU thông qua sức hút của quạt làm mát CPU (quạt chuẩn thổi theo hướng vuông góc với bo mạch chủ)

 Các khe, lỗ thoáng, lưới hút gió: Không thể thiếu đối với các vỏ máy tính, khi có sự lưu thông cưỡng bức gió trong hệ thống thì phải có các vị trí để định hướng luồng gió đi vào bên trong hệ thống

Hình 11: Hệ thống tản nhiệt

IV Một số loại vỏ máy phổ biến trên thị trường hiện nay:

Hiện nay, trên thị trường Việt Nam chủ yếu bán loại vỏ máy tính Tower và Mid Tower Các nhà sản xuất nổi tiếng trong lĩnh vực này như: COOLER MASTER, GoldenField,

HuntKey v…v

Hình 12: COOLERMASTER ELIT E 310 (Giá: ~800.000 VND)

Hình 13: COOL ERMASTER ELITE 335 (Giá :~1.000.000 VND)

Hình 14: GOLDEN FIELD 1318B (Giá: ~350.000 VND)

Hình 15: TR ENDSONIC GAMING HUMMER HU09A (Giá: ~800.000 VND)

Bộ nguồn là một thiết bị phần cứng quan trọng, cung cấp năng lượng hoạt động cho toàn

bộ hệ thống,quyết định sự ổn định của hệ thống, tuổi thọ của các thiết bị phần cứng khác

II Bộ nguồn máy tính:

1 Bộ nguồn máy tính (tên tiếng Anh: Power Supply Unit hay PSU) là một thiết bị cung cấp

điện năng cho bo mạch chủ, ổ cứng và các thiết bị khác , đáp ứng năng lượng cho tất cả các thiết bị phần cứng của máy tính hoạt động

Hình 1: Một bộ nguồn máy tính

2 Phân loại:

a, Nguồn ATX: Bộ nguồn dùng phổ biến trong các máy sử dụng vi xử lý từ dòng Pentium

III đến nay Bổ sung tính năng quản lí bộ nguồn nâng cao (ACPI- Advanced Configuraton ang Power Interface) cho phép tắt/mở máy bằng chương trình phần mềm

Hình 2: Bộ nguồn ATX

b, Nguồn BTX: Tương tự như ATX nhưng có thiết kế gọn gàng hơn và công suất lớn hơn

với nhiều đầu cấp nguồn

Hình 3: Bộ nguồn BTX

3 Cấu tạo:

Các thành phần một bộ nguồn thông thường hoàn chỉnh sẽ có bao gồm:

+ Quạt tản nhiệt: mục đích chính dùng để hút hơi nóng trong máy và của bộ nguồn ra

ngoài

Hình 4: Quạt tản nhiệt

+ Mạch chỉnh lưu: chuyển đổi điện áp xoay chiều thành các mức điện áp một chiều

(DC) khác nhau cung cấp cho các thiết bị bên trong máy: -12V,-5V,0V,+5V,+12V Chỉnh lưu còn gợn sóng, các mạch điện tử trong thiết bị chưa thể sử dụng được điện thế này

Hình 5: Mạch chỉnh lưu

+ Bộ lọc chỉnh lưu: thành phần chính là tụ điện có nhiệm vụ giảm gợn sóng cho dòng

điện DC sau khi được chỉnh lưu

+ Bộ lọc nhiễu điện: để tránh các nhiễu và xung điện trên lưới điện tác động không tốt

đến thiết bị, các bộ lọc sẽ giới hạn hoặc triệt tiêu các thành phần này

+ Mạch ổn áp: ổn định điện áp cung cấp cho thiết bị khi có sự thay đổi bởi dòng tải, nhiệt

độ và điện áp đầu vào

+ Mạch bảo vệ: làm giảm các thiệt hại cho thiết bị khi có các sự cố do nguồn

điện gây ra (quá áp, quá dòng, …)

+ Cáp đầu ra: Cung cấp các mức điện áp ta tương ứng với từng thiết bị trong máy.

Hình 6: Cáp đầu ra của PSU

4 Nguyên lí hoạt động của bộ nguồn máy tính:

Tất cả các bộ nguồn của máy tính đều hoạt động dựa theo nguyên tắc nguồn chuyển mạch

tự động (switching power supply) với cách thức hoạt động như sau: điện xoay chiều từ lưới điện được bộ chỉnh lưu nắn thành dòng điện một chiều chỉnh lưu Dòng điện này được các bộ

lọc gợn sóng (tụ điện có dung lượng lớn) làm cho bằng phẳng lại thành dòng điện một chiều cấp cho cuộn sơ cấp của biến áp xung (transformer).

Hình 7: Sơ đồ khối bộ chuyển mạch tự động (switching power supply)

Dòng điện nạp cho biến áp xung này được điều khiển bởi công tắc bán dẩn (transistor switching) Công tắc bán dẩn này hoạt động dưới sự kiểm soát của khối dò sai / hiệu chỉnh, từ trường biến thiên được tạo ra trên biến áp xung nhờ công tắc bán dẩn hoạt động dựa trên nguyên tắc điều biến độ rộng xung (PWM-Pulse Width Modulation) Xung này có tần số rất cao

Tần số này được giữ ổn định và độ rộng của xung sẽ được thay đổi khi có sự hiệu chỉnh từ

bộ dò sai / hiệu chỉnh Từ trường đó cảm ứng lên các cuộn dây thứ cấp tạo ra các dòng điện xoay chiều cảm ứng (dạng xung) sẽ được các bộ chỉnh lưu sơ cấp nắn lại lần nữa Sau đó, qua các bộ lọc sơ cấp, dòng điện một chiều tại đây đã sẵn sàng cho các thiết bị sử dụng

Để nhận biết được sai lệch về điện áp hay dòng điện của các đường điện thế ở các ngõ ra,

từ đây sẽ có một đường hồi tiếp dò sai (feedback) đưa điện áp sai biệt về bộ dò sai / hiệu chỉnh

Khối này nhận các tín hiệu sai biệt và so sánh chúng với điện áp chuần, sau đó tác động đến công tắc bán dẩn bằng cách gia giảm độ rộng xung để hiệu chỉnh lại điện thế ngõ ra (ổn áp) hay cắt xung hoàn toàn làm bộ nguồn ngưng “chạy” trong các chế độ bảo vệ Ưu điểm của bộ nguồn switching là gọn nhẹ (do hoạt động ở tần số cao nên có các linh kiện nhỏ gọn hơn), hiệu suất cao và có giá thành thấp

5 Vai trò của bộ nguồn máy tính:

Nguồn máy tính là một bộ phận rất quan trọng đối với một hệ thống máy tính, tuy nhiên có

nhiều người sử dụng lại ít quan tâm đến Sự ổn định của một máy tính ngoài các thiết bị chính (bo mạch chủ, bộ xử lý, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, ổ cứng ) phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn máy tính bởi nó cung cấp năng lượng cho các thiết bị này hoạt động

Một nguồn chất lượng kém, không cung cấp đủ công suất hoặc không ổn định sẽ có thể gây lên sự mất ổn định của hệ thống máy tính (cung cấp điện áp quá thấp cho các thiết bị, có nhiều nhiễu cao tần gây sai lệch các tín hiệu trong hệ thống), hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị (nếu cung cấp điện áp đầu ra cao hơn điện áp định mức)

Thực tế cho thấy một bộ nguồn máy tính chất lượng kém, không cung cấp đủ công suất hoặc không ổn định sẽ dẫn tới tình trạng hoặc máy tính chạy ì ạch, hoặc máy tính đang chạy

là cả hệ thống máy tính bị hỏng Do nguồn chất lượng kém gây nên sự mất ổn định của hệ thống máy tính (cung cấp điện áp quá thấp cho các thiết bị, có nhiều nhiễu cao tần gây sai lệch các tín hiệu trong hệ thống), hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị (nếu cung cấp điện áp đầu ra cao hơn điện áp định mức), đây là những tác hại mà người dùng chỉ nhận biết được sau một thời gian sử dụng nhất định Chính vì vậy, việc lựa chọn một bộ nguồn thích hợp với hệ thống là điều cần xem xét và tính toán khi chọn mua máy tính.

III Các vấn đề kĩ thuật liên quan tới bộ nguồn máy tính:

1 Công suất và hiệu suất:

là khác nhau Các thiết bị thường xuyên thay đổi công suất tiêu thụ thường là:

• CPU: Có nhiều chế độ tiêu thụ nhất: Khi làm việc ít, khi giảm tốc độ (thường thấy

ở các CPU cho máy tính xách tay, các CPU dòng Core 2 duo của Intel ), khi làm việc tối đa

• Cạc đồ hoạ: Khi cần xử lý một khối lượng đồ hoạ lớn (khi chơi games, xử lý ảnh, biên tập video ) cạc tiêu tốn hơn mức bình thường

• Chipset cầu bắc (NB): linh kiện tiêu thụ năng lượng nhiều nhất trên bo mạch chủ, nếu bo mạch chủ tích hợp sẵn cạc đồ hoạ thì chipset cầu bắc tiêu tốn năng lượng hơn, và giao động mức tiêu thụ tuỳ theo chế độ đồ hoạ

• Ổ quang: Khi đọc hoặc ghi sẽ tiêu tốn năng lượng hơn mức bình thường

• Các quạt trong máy tính nếu có cơ chế tự động điều chỉnh tốc độ theo nhiệt độ của

hệ thống

Công suất cực đại tức thời của nguồn máy tính là công suất đạt được trong một thời gian ngắn Công suất này có thể chỉ đạt được trong một khoảng thời gian rất nhỏ - tính bằng mili giây (ms) Rất nhiều hãng sản xuất nguồn máy tính đã dùng công suất cực đại tức thời để dán lên nhãn sản phẩm của mình

Công suất cực đại liên tục là công suất lớn nhất mà nguồn có thể đạt được khi làm việc liên tục trong nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày Công suất này rất quan trọng khi chọn mua nguồn máy tính bởi nó quyết định đến sự làm việc ổn định của máy tính

Thông thường một hệ thống máy tính không nên thường xuyên sử dụng đến công suất cực đại liên tục bởi khi này một trong các linh kiện điện tử trong nguồn máy tính làm việc đạt đến (hoặc xấp xỉ) ngưỡng cực đại của nó

b,Hiệu suất