Что случится, если отправить промышленный миникомпьютер в условия вечной мерзлоты? В этом эксперименте мы подвергли суровым испытаниям образец Raspberry PI CM4 на материнской плате российской разработки AntexGate v2, чтобы проверить реальные возможности этого тандема.
На выходных жена заставила помыть холодильник, и меня осенило! А что, если проверить, как электроника поведет себя в таких экстремальных условиях? Ведь в мире промышленной автоматизации надежность оборудования при низких температурах — это не просто пожелание, а необходимость. Многие сталкивались с перегревом гаджетов, но мало кто задумывался, как они справятся с настоящим холодом.
Так родилась идея испытать миникомпьютер AntexGate v2 который работает на RaspberryCM4 в условиях, где даже самые стойкие компоненты могут «замерзнуть». И, как выяснилось, не зря. Сегодня мы расскажем, как это устройство прошло проверку в условиях, где даже опытные исследователи Арктики предпочли бы надеть дополнительный слой термобелья.
Что такое AntexGate v2?
AntexGate v2 — это вторая ревизия миникомпьютера, созданного на базе Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4) в миниатюрном форм-факторе для встраиваемых приложений. Устройство разработано для использования в промышленных условиях.
Испытания в «Мини Сабзеро»
Для проведения тестов использовалась климатическая камера Tabai MC-71, которую в шутку прозвали «Мини Сабзеро». Эта камера способна создавать температуру от -80°C до +100°C с точностью поддержания ±0.5°C. Внутренний объем камеры — 64 литра, что вполне хватает, чтобы устроить миникомпьютеру настоящий «ледяной стендап». Если бы у AntexGate v2 был микрофон, он бы наверняка пошутил: «Ну что, ребята, кто тут следующий замерзнет? Я уже готов к своему выступлению!» Итак общий вид.
Общий вид стенда для испытаний
Внутри камеры: AntexGate v2.
Снаружи в безопасных условиях: блок питания АКИП-1160, монитор, клавиатура и мышь.
Программное обеспечение: ОС Raspbian, тесты PassMark PerformanceTest, Node-RED для проверки обмена данными через порты RS485.
Разместили внутри климатической камеры
Методика испытаний
Испытания AntexGate v2 проводились в несколько этапов и начались с обычной комнатной температуры — здесь устройство чувствовало себя как дома.
Работа в комнатных условиях
Следующий этап — -20°C. Через специальное окошко климатической камеры мы наблюдали, как миникомпьютер спокойно переносит первые морозы. Прохлаждаясь 30 минут, он включился без малейших задержек, будто это был для него обычный рабочий день. Но это была лишь разминка перед настоящим вызовом.
Затем температуру опустили до -40°C. Все интерфейсы работали как часы, а мы, наблюдая через окошко, только переглядывались: «Неужели устройство выдерживает заявленные температурные параметры!» Ставим зачет, двигаемся дальше!
Самое интересное началось, когда мы решили устроить настоящий экзамен! Мы оставили устройство в выключенном состоянии в климатической камере, чтобы охладить до -65°C и разошлись по домам. Сабзеро пыхтел всю ночь... По прошествии суток, мы подняли температуру до рабочих -40°C, подали питание... AntexGate v2 включился так же легко, как будто только что вышел из теплой комнаты. Были переживания по поводу реакции на низкую температуру пластика микроразъема, между материнской платой и Raspberry Pi CM4, что могло привести к отсоединению контактов, но AntexGate v2 даже не дрогнул.
Микроразъем между материнской платой и Raspberry Pi CM4
Максимальное потребление энергии во время испытаний не превышало 10 Вт, что подтверждает энергоэффективность устройства и отсутствие элементов, «согревающих» плату. Единственным согревающим элементом был спирт, которым тщательно отмыты платы на производстве!
Когда мы прошли все тесты на заявленные -40°C, решили не останавливаться и попробовать “добить” тестовый экземпляр. Ведь он как раз для того и был предназначен — чтобы найти его предельные характеристики. Мы опустили температуру до -65°C и начали экспериментировать с запусками. При -65°C устройство успешно прошло тесты PassMark PerformanceTest, причем обмен данными через порты RS485 оставался стабильным.
И тут в дело включилась физика: при таких экстремальных температурах все номиналы компонентов на плате начинают отклоняться от нормы. Снижение сопротивления привело к ускорению работы оперативной памяти. Если кому-то вдруг понадобится ускорить ОЗУ и снизить скорость отклика на 5%, можно взять наш метод на вооружение — просто охладите устройство до -65°C.
Обмен данными между портами RS485 при температуре -65°С
Результаты тестов при температуре среды -65°С
Но, честно говоря, мы не рекомендуем использовать AntexGate v2 на таком пределе. Хотя сам контроллер справился, мы не можем гарантировать стабильную работу периферии — например, модема, жесткого диска или других модулей, которые пользователь подключит самостоятельно. Заявленные -40°C устройство прошло на ура, так что русскую зиму оно переживет даже без шапки-ушанки. А вот до -65°C — это уже на свой страх и риск.
Подводим итоги
AntexGate v2 оказался настоящим «моржом» среди миникомпьютеров, бросив вызов экстремальным температурам и удивив даже скептиков. Когда температура в камере упала до -65°C, никто не верил, что устройство включится. Но оно не только заработало, но и показало отличную производительность, будто такие морозы для него — обычное дело.
Если вам интересно узнать больше о возможностях этого устройства или поделиться своим опытом использования, присоединяйтесь к нашему Telegram-каналу. Здесь кипит живое общение: пользователи и разработчики AntexGate обсуждают настройки, делятся лайфхаками и помогают друг другу решать задачи. Это место, где вы найдете ответы на свои вопросы и вдохновение для новых проектов!
Многие после прочтения скажут, что это просто ничего не значит и главное высокие температуры, но в нашем канале отписывались клиенты о реальных испытаниях на +102 градуса Цельсия, к сожалению выше устройство отключилось и вернулось к стабильной работе после остывания. Вот Вам и raspberry для "гиков" хотя если почитать состав микросхем на борту Raspberry и AntexGate там только самые именитые и нежадные микросхемы (FTDI, Microchip, Broadcom, Samsung, TI и другие).
