“Fabricando” um VRM caseiro de R$15 – Passo a passo e primeiros resultados

Fala pessoal, tudo jóia?

Depois de tanto tempo prometendo e não entregando (lendo o post entenderão perfeitamente o porque) enfim a segunda parte do post sobre o VRM de R$15! 😀
Nesse post irei abordar todo o procedimento para fazer essa coisa funcionar fora do servidor da qual ela foi retirada, os acertos e também os erros que cometi até conseguir deixar a placa funcional. Ai você me pergunta: Por que falar dos erros? Bom, partindo do pressuposto que a idéia dessa página é transmitir conhecimento e ajudar o pessoal que compartilha dessa mesma paixão sobre o overclock, então acho válido comentar sobre o que deu errado e o porque. 🙂

Sem mais delongas, vamos ao que interessa! O primeiro passo é conhecer a peça que temos em mãos, no caso trata-se de um VRM de 3 fases, com 3 mosfets (Fairchild ISL9N310AD3/ISL9N310AD3ST) por fase cujo controlador PWM é o HIP6301 (download do datasheet aqui: hip6301). Ei cara, mas não está faltando um datasheet/documentação da placa? Como que liga esse negócio ai? O que faz cada contato ali?  Pois é, essas são boas questões e que a principio eu também não tinha a menor idéia de como responder e para piorar, tal documentação não existe publicamente! E agora? Deu tudo errado e partiu desistir? Nãaaaao, que isso! Desistir definitivamente não é algo que faz parte do meu vocabulário então o negócio é fazer alguma “engenharia reversa” nessa placa.

Reparem aqueles 3 capacitores sólidos no “topo” da placa, eles são de 100uF / 16V o que é um forte indício que de que os mesmos sejam os responsáveis por filtrar a tensão de entrada do circuito, sendo essa tensão provavelmente de 12V… Podem me perguntar como cheguei a essa conclusão e ai eu explico:

Não existe necessidade de usar um capacitor rotulado para 16V se não vai passar nem 2V por ele, evidentemente que em muitos casos você até pode usar um capacitor nessas condições porém em um circuito VRM em que é desejável ter o menor ripple de saída possível isso não é uma opção, pois quanto maior o ESR, maior é a amplitude do ripple na saída, por isso então que é recomendável adotar capacitores com a tensão mais próximo possível daquela em que ele será usado apenas considerando uma margem de segurança.

Lembrando que ESR significa “Equivalent Series Resistance” e trata-se da impedância intrinseca do capacitor. Para quem tem interesse em se aprofundar mais no assunto, tem esse artigo          (em inglês) que explica e ilustra bem isso.

Sabendo disso e seguindo as trilhas no pcb acabei chegando a conclusão que a tensão de entrada deveria ser aplicada nos pinos ali do canto (o recorte menor, que estão interligados) e que provavelmente essa tensão de entrada era de +12V, com isso resolvi arriscar a ligação e para minha alegria funcionou! Se eu tivesse errado ai muito provavelmente teria mandado a placa pro famoso “céu do hardware” e esse post provavelmente não iria ver a luz do dia por não ter o que mostrar…

Para facilitar a vida de quem pretende montar uma engenhoca dessas, nas 2 fotos abaixo fiz uma legenda do que são os contatos de cada lado do pcb:

Para ligar o +12V serrei o pcb de uma 4870X2 morta que tinha jogado por aqui e peguei a parte que me interessava, que é o conector PCI-E 8 pinos. Apesar de parecer feio é uma solução bastante funcional, já havia feito gambiarra semelhante para ligar peltier na fonte do PC sem correr o risco de derreter o molex por conta da corrente muito acima da especificação do conector e funcionou muito bem! 🙂

E aqui o controlador PWM com os pinos 1~5 dessoldados do pcb, esses pinos se referem ao VID e é por eles que vamos controlar a tensão da saída do VRM usando um dip-switch. Muito provavelmente esses pinos de VID estão conectados aos contatos no pcb mas optei por fazer dessa forma por uma questão de praticidade na hora que precisar mexer nos switchs.

Coloquei o dip-switch e resistores de 4.7Kohm em um pcb separado para manter a coisa bem organizada e um pouco mais fácil de lidar em caso de problemas/erros. O esquema do dip-switch é exatamente o mesmo que o TiN fez no guia de mod da GTX680 e apesar de não contar com a mesma qualidade de montagem que o dele, funcionou muito bem também. 😛

Evidentemente que até chegar nesse esquema com pcb separado fiz muita caca e um “protótipo” porcamente feito para testar se isso iria dar certo mesmo… Mais adiante irei mostrar isso nas tentativas que falharam!

Após tudo montado e aprovado em um primeiro teste sem carga, é hora de soldar os fios nos respectivos contatos e visivelmente não utilizei fios lá muito adequados para essa finalidade… Esses fios são 18AWG de alumínio que tirei de uma fonte morta sendo que o ideal são fios mais grossos (suportam corrente mais elevada), de cobre (menor resistividade elétrica) e com o menor comprimento possível (Resistência (Ω) = resistividade (Ωm) x comprimento (m) / (Área da secção transversal (m²), então se uso um fio comprido em uma aplicação com correntes elevadas a resistência do fio torna-se um problema e produz uma queda de tensão indesejável).

A boa notícia é que só tenho VGAs low-end de baixo consumo para usar com esse VRM então meus fios provisórios devem dar conta do recado, pelo menos por enquanto… 😉

A primeira cobaia funcional foi uma Lenovo (fabricada pela GIGABYTE) X1300LE, que usa o modernissimo RV516, um GPU low-end da ATI que foi lançado em 2007 mas que na verdade trata-se de um “decendente” do RV350 que equipava as lendárias Radeon 9550/9600PRO/9600XT. Esse GPU possui TDP de apenas 27W, o que não impõe um grande desafio para o nosso VRM mas para um primeiro teste já quebra um galho hehe.

Hardware utilizado e resultados:

CPU: Pentium G3258 @ 4.0GHz

MOBO: GIGABYTE Z97-D3H

RAM: 2X2GB G.Skill PI Black 2200CL7

VGA: Lenovo/GIGABYTE X1300LE + VRM IBM

PSU: Antec TRUEPOWER Quattro 1200W

Cooler CPU: Prolimatech Megahalems

Cooler VGA: Noctua NC-U6

Bancada GIGABYTE + Vizo Wndstorm 110CFM 92mm

Software utilizado: Windows XP SP3 + Catalyst 10.2

Infelizmente o ranking dessa placa não é lá muito disputado (4 competidores contando comigo!) mas pelo menos no 3dmark03 eu forcei até o limite da placa pra ver se o VRM não iria arregar e o resultado foram 803MHz no GPU com 1.75V e 483MHz na memória! Infelizmente não havia testado essa placa antes com vmod e o VRM padrão dela para fazer o comparativo mas garanto a vocês que bem logo trarei novidades a esse respeito. 🙂

BONUS-1: Tentativas que deram errado!

1ª tentativa – MSI Radeon X1550:

Aqui o motivo da falha foi eu ter confiado que o controlador PWM iria conseguir manter a tensão nos pinos de VID sem precisar de usar uma fonte de tensão “externa”, como eu só testei os primeiros valores de VID da tabela verdade e eles funcionaram já fui tascando 1.5V (havia testado essa VGA antes com quase 1.8V no gpu com o VRM padrão) mas como a tensão dos bits 0,1 e 2 caiam abaixo de 3V eles ficavam em ‘0’, resultado? Mandou mais de 1.9V no GPU, fumou a placa e tive que voltar pro planejamento…

Alias, antes que me esqueça esse é o tal “protótipo porcamente feito” que fiz pra testar se ia funcionar o esquema do dip-switch que montei no pcb.

2ª tentativa – Zogis GeForce 8500GT 512MB:

A 8500GT por outro lado tudo correu aparentemente bem, corrigi o problema da queda de tensão no dip-switch, liguei e não saiu fumaça em nada, medi a tensão no GPU e era a mesma que eu havia setado (1.4V) mas tinha um problema… A bendita 8500GT não dava vídeo por nada nesse mundo!!! VGA zicada e eu confiei que estava boa pois funcionava da ultima vez que eu usei (sabe-se lá quando foi), de novo, falha minha por não ter testado a VGA antes de ter feito o mod.

BONUS-2: Um pequeno preview…

HD6450 strikes back! Cenas do próximo capitulo na CPBR9!!! Trarei novidades em breve… 😉