Entwicklung von Hardwarelösungen bei ABECO
Ein detaillierter Einblick in die Herausforderungen maßgeschneiderter Hardwarelösungen
ABECO ist spezialisiert auf die Entwicklung von hochperformanten Hardware- und Elektroniklösungen, die von der Gehäusekonstruktion über Leiterplatten und Kabelkonfektion bis hin zur Integration komplexer Systeme reichen. Unsere Kunden kommen vorwiegend aus Branchen, die spezifische Anforderungen an die Maße und Funktionalität ihrer Hardware stellen.
In dieser Case Study präsentieren wir eine umfassende Analyse der wesentlichen Einflussfaktoren und Herausforderungen, die bei der spezialisierten Entwicklung von Hardware und maßgeschneiderten Computersystemen eine zentrale Rolle spielen – von der Integration modernster Fertigungstechnologien und innovativer Designkonzepte über die Optimierung hocheffizienter Komponenten bis hin zur komplexen Abstimmung zwischen Hard- und Software, die den Weg für zukunftsweisende IT-Lösungen ebnet.
Begrenzter Platz und strikte Kundenanforderungen
Die von Kunden vorgegebenen Gehäusemaße schränken oft die Platzierung von Komponenten ein und erfordern daher eine exakte Planung, um alle notwendigen Elemente optimal unterzubringen. Die Gehäusegeometrie spielt dabei eine entscheidende Rolle, da die Karten in Abhängigkeit von der Gehäusehöhe und den Luftzirkulationsanforderungen entweder in horizontalen oder vertikalen Konfigurationen verbaut werden.
Zudem muss die Anordnung der einzelnen Komponenten so erfolgen, dass die erforderlichen Abstände zwischen CPU, GPU, Framer-Karten und Netzteilen eingehalten werden, um die Entstehung von Wärmehotspots zu vermeiden.
Leistungs- und Energieanforderungen
Ein typischer Rechner, der im 24/7-Betrieb läuft, kann eine maximale Leistungsaufnahme von bis zu 500 Watt erreichen, wodurch eine effiziente Energieversorgung essenziell wird. Diese Gesamtleistung setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen: Die CPU, abhängig vom Modell wie einem Intel Core i7 oder AMD Ryzen 7, benötigt zwischen 65 und 125 Watt, während leistungsstarke GPUs, etwa NVIDIA RTX-Modelle, einen Verbrauch von 150 bis 250 Watt aufweisen können. Zusätzlich kommen Framegrabber-Karten mit einem Energiebedarf von 50 bis 75 Watt hinzu. Weitere Komponenten wie Lüfter, Speicher und Peripheriegeräte verbrauchen insgesamt etwa 50 bis 100 Watt.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist ein Netzteil mit einer Ausgangsleistung von mindestens 500 Watt erforderlich. Dabei sind spezielle Anschlüsse unverzichtbar, darunter 12V-Power-Supply-Anschlüsse für die Hauptstromversorgung von CPU und GPU sowie zusätzliche Spannungsabgriffe, wie 3.3V und 5V, für die Versorgung von Peripheriegeräten.
Kühlsystem und Wärmemanagement
Eine effiziente Kühlung ist essenziell, insbesondere bei leistungsintensiven Anwendungen. ABECO setzt hierfür eine Reihe fortschrittlicher Technologien ein: Kühlrippen werden direkt auf CPU und GPU installiert, um die Oberflächenwärme effektiv abzuleiten. Ergänzt wird dies durch Lüfter und speziell konzipierte Lüfterkanäle, die dafür sorgen, dass heiße Luft gezielt aus dem Gehäuse geleitet und gleichzeitig Frischluft zugeführt wird.
Wärmeleitpads und -paste optimieren den Wärmeübergang zwischen den Komponenten und den Kühlsystemen, während umfassende thermische Tests, in denen die Wärmeverteilung bei Vollauslastung simuliert wird, sicherstellen, dass keine kritischen Temperaturgrenzen überschritten werden.
Netzteil- und Mainboard-Kompatibilität
Die Auswahl des richtigen Netzteils ist entscheidend, um eine zuverlässige und stabile Stromversorgung des gesamten Systems sicherzustellen. Dabei spielen insbesondere die Kompatibilität mit dem Mainboard und die ausreichende Leistungsabgabe eine wesentliche Rolle. Ein ATX-Netzteil verfügt über standardisierte Anschlüsse – wie den 24-Pin-Stecker – und gewährleistet so eine nahtlose Integration mit gängigen Mainboards. Entscheidend für die Eignung eines Netzteils sind dabei mehrere Parameter. Besonders wichtig ist dabei die 12V-Schiene, über die viele Hauptkomponenten des Mainboards sowie Peripheriegeräte mit Strom versorgt werden. Neben der reinen Leistungsfähigkeit sind auch Qualitätszertifizierungen wie 80 PLUS ein Indikator für hohe Energieeffizienz und stabile Spannungswerte. Diese Zertifizierungen bestätigen, dass das Netzteil über integrierte Schutzmechanismen wie Überstrom- und Überspannungsschutz verfügt, welche einen zuverlässigen Betrieb auch unter hoher Last garantieren.
Kabelkonfektionierung
Eine präzise, normgerechte Kabelverlegung ist von zentraler Bedeutung, um optimale Systemleistung und hohe Wartungsfreundlichkeit zu gewährleisten. Dabei müssen Kabellängen exakt dimensioniert werden, um Signalverluste und Spannungsabfälle zu vermeiden. Hochwertige, geschirmte Kabel minimieren elektromagnetische Störungen (EMI) und gewährleisten so eine stabile Daten- und Energieübertragung.
Gleichzeitig sorgen robuste Steckverbinder für vibrationssichere und zuverlässige Verbindungen, die auch unter intensiven Betriebsbedingungen standhalten. Der Einsatz von UL-zertifizierten Kabeln erfüllt höchste Sicherheitsstandards und reduziert das Risiko von Brandgefahren signifikant.
Lösungen von ABECO
Durch den Einsatz modernster CAD-Systeme und thermischer Simulationen optimieren wir das Design, um eine Geometrie zu entwickeln, die eine präzise Platzierung von CPU, GPU und Zusatzkarten wie beispielsweise einem CAN-Bus im vorgegebenen Gehäuse ermöglicht. Parallel dazu fertigen wir maßgeschneiderte Netzteile, die exakt auf die spezifischen Leistungs- und Platzanforderungen abgestimmt sind. Um eine optimale Wärmeableitung und Stabilität zu gewährleisten, integrieren wir fortschrittliche Kühlsysteme, die Lüfter, Kühlrippen und innovative Lösungen zur Luftstromoptimierung umfassen. Darüber hinaus erstellen wir individuelle Kabelbäume, die sowohl funktional als auch ästhetisch den Anforderungen des Systems gerecht werden.
Um höchste Zuverlässigkeit und Sicherheit zu garantieren, unterziehen wir das Gesamtsystem umfassenden Tests und Validierungen. Dabei werden Stresstests durchgeführt, um die Systemstabilität unter Volllast zu überprüfen, Temperaturtests, die eine optimale Wärmeverteilung sicherstellen, sowie EMV-Prüfungen, die elektromagnetische Störungen wirksam vermeiden.
Optimiertes Wärmemanagement, modulare Flexibilität und höchste Zuverlässigkeit
Mit diesem Ansatz hat ABECO eine Reihe hochperformanter Rechner geliefert, die den anspruchsvollsten Anforderungen gerecht werden. Dank eines optimierten Wärmemanagements bleibt die Temperatur auch bei maximaler Leistung stabil, was die Systemzuverlässigkeit erheblich erhöht. Die modulare Bauweise ermöglicht eine flexible Anpassung an unterschiedliche Anwendungen, etwa in der Bildverarbeitung mit Kameras und Lasern. Diese Systeme sind dabei speziell dafür konzipiert, den 24/7-Betrieb in industriellen Umgebungen zu unterstützen und höchste Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
ABECO ist der ideale Partner für Unternehmen, die nach präzisen, effizienten und robusten Hardware- und Elektroniklösungen suchen. Unsere technische Expertise und unser Fokus auf Qualität setzen Standards in der Branche.