前情提要
T300方向盤,我又手賤了-解決過熱問題
最後來一個大完結
同樣的,文多慎入
我一直不能理解圖馬斯特為什麼這麼偏愛線性變壓器
TGT那顆渦輪造型的外置變壓器,又大又重,裡面是一顆環型變壓器
而T300則是內置一顆傳統的方型變壓器,年紀超過30歲的應該都記得小時後那種方型又大又重又會發熱的變壓器
後來交換式電源供應器流行,效率高,使用時發熱很少,體積重量都小,唯一缺點就是自帶高頻雜訊。但大部份的電器根本不在乎這個雜訊。 前些年音響系統不能接受這種電源雜訊所以堅持繼續使用線性變壓器,但這幾年很多音響也妥協用上交換式電供了
TGT那個大環型變壓器我能接受,因為環形變壓器本身效率好,各項特性都不錯,反正我也沒要搬來搬去,重就讓它重
T300這顆方型變壓器我就很看不下去了,因為它藏在主機裡,佔內部空間而且會發熱,這大大影響散熱效果
前一篇在改善T300散熱的同時,我就在思考,要嘛把原廠這顆變壓器改成外置,這樣主機內多了一大塊空間又少了一個會發熱的元件,對整體散熱預期會有不小幫助。
而這陣子玩T300,我一直對它有120Hz的震動非常不滿,就是當力迴饋開強一點,轉動方向盤固定一個位置,對抗馬達扭力的狀態,就會感覺到方向盤有一個固定頻率的震動
這是因為原廠的方型變壓器能力太差,當負載電流上升時,變壓器無法輸出足夠的電壓,造成濾波失效。
圖片來源:https://www.rohm.com.tw/electronics-basics/ac-dc-converters/acdc_what2
傳統的變壓器是靠橋式整流將交流正弦波整流成脈動直流,再靠電容在高電壓時蓄電在電容內,電壓擺到低點時電容放電維持輸出電壓達到輸出相對穩定的直流
當變壓器輸出能力不足時,供應負載需求電流就不夠了,電壓擺到低點時整個輸出電壓就被抽乾,於是馬達使用到的就是那個會上下波動的電,自然會產生相應的震動。台灣的電源頻率是60Hz,全波整流後的電壓跳動是120Hz,所以方向盤上的震動就是120Hz
所以既然要改,我就想著乾脆一點,不要延用原廠這個電源了,直接換一組效率高發熱少電流充足的交換式電源上去
原本想外置,但最終還是考慮到不好看的問題所以還是保留內置好了,這樣整體外型跟原廠無異
我用電表量原廠電供電壓時,又有驚喜發現(但不意外就是了)
這種方型線性變壓器空載時的電壓會比較高,一旦掛負載輸出電流時電壓降會很明顯,我知道它會電壓降,但不知道壓降這麼嚴重
我量的數據是這樣的(沒拍照所以就文字敘述)
空載電壓 : 35v
開機校正(自由旋轉) : 31v
滿載(堵轉狀態) : 28v
這壓降著實可怕,無阻力自由旋轉時掉了10%,滿載輸出時掉了20%。這都可以直接看成是迴轉速度跟扭力的損失
之前玩G29時,很多玩家嫌G29扭力弱迴轉速慢,會把電供改大增加電壓,用意就是這個
而T300我沒有打算要"超頻",就只要維持原廠設計但是能發揮100%效能就好
所以我買了36v 5A 的交換式電供來換,不要糾結這1v的差異。線性變壓器會直接反應市電的變化,我們的市電隨便上下跳動10%都是家常便飯,所以原廠的35V隨便因為市電變動而跳到38V都很正常。1V不會影響任何事,電路設計一定會保留餘裕空間。
原廠的變壓器的電流能力我沒有量,但以我的經驗來看(變壓器輸出能力看尺吋就可以推敲了),我認為頂天不超過2A (其實我想猜1A,但怕太不給原廠面子)
選擇更大電流能力的電供可以讓電供工作餘裕更大,別看它散熱片好像有點大,對應T300工作時根本不發溫。足見T300這顆馬達的電流需求根本不大
換電供會有一點小麻煩的是,原廠在這裡設計了一個電路,用5V的USB電透過TRAIC電路去控制市電進入變壓器
這裡我們不管什麼TRAIC是什麼,只要知道這裡有個電路會控制變壓器有沒有電,而控制源是USB就對了
這個電路也是T300損壞的常見因素,這裡我也不懂明明一個簡單的繼電器就能解決的事為什麼要搞一個TRAIC電路? 炫技嗎?
如果要維持原廠的這個電源邏輯,USB 5V入電後才給變壓器供電,可以把原電源內的TRAIC電路拆下來用,但我是選擇弄一顆5v的繼電器結束這一回合啦
不過我推測原廠特地設計這個電源迴路的目的是不要讓變壓器一直供電,因為線性變壓器即使沒有負載它也會一直耗電發熱
而交換式電供基本上沒有這個問題,待機電流很低,工作時都不太發熱了,更何況輸出電流接近0的時候。
所以改交換式電供其實就直入應該是無所謂的,譬如G29原廠外置的交換式電供就是直入主機,一般也沒人每次玩完就拔電的吧。
最困難的不是接這些線或搞繼電器,反而是要怎麼把這個電供好好的安裝在原本電源模組的位置
改裝完畢
說說效果
好到我不敢置信!
先說最無感的迴轉速,T300本來就是迴轉速很快的盤,供應電壓充足不壓降,迴轉速有感提升,但我說句實話,它的迴轉速本來就很快了,改電供後感覺得出有更快,但並不會覺得更有幫助,所以這一點是有感改變但不見得會覺得使用上提升了多少 (好啦,我不玩甩尾所以對迴轉速基本沒要求,都玩甩尾的人可能會覺得很有感吧?)
我感覺最大的兩個提升,是方向盤迴饋的資訊更乾淨明確了。前面說因為那顆變壓器造成的120Hz震動,平時在轉方向盤時其實不容易感覺到,都是在固定方向盤角度(譬如過一個大彎的時候) 才會很明顯感覺到它在震。但實際上這個震動是一直存在的,可以理解為只要馬達在出力的狀態就在震,只是在轉方向盤時我們容易忽略這個震動而已,但當這個震動消失時,你才會留意到原來T300轉起來可以這麼滑順。非常乾淨、平順。連帶的因為少了這個震動干擾,一些細微的力迴饋資訊變得更明顯了。以前跟震動干擾一起出現會很難理解那到底是什麼? 沒有震動(雜訊)後,真實的資訊才終於沒有干擾的傳遞給玩家。
扭力增加也是非常有感的,但我說句實話,T300本來就不是扭力見長的盤(它只是個入門盤啊),適當的扭力提升固然是好事,但我感覺更明顯的是它傳遞的資訊更明確了,除了上面說的少了震動雜訊干擾外。可以想像當方向盤要給你一個扭動時,變壓器無法提供相應的電流,馬達就只能瞭表心意的唉一下,我們會感覺到方向盤扭了一下沒錯。而電供的電流充足時,當馬達突然想再輸出一下,電供不會含扣,要多少給多少。只有馬達吃不下沒有電供給不了。
舉個例子的話,以前開車撞牆,方向盤會抗議性的推你一下,電流供應充足後一樣撞上牆,方向盤會踹你一下
這使整個力迴饋的訊息都變得非常俐落。加上沒有震動干擾,整個結論就是 : 乾淨俐落!
原本我只是主要想解決那個電源震動順帶進一步強化整體散熱條件。而最後帶來的效果遠超我的預期。 這T300這樣才是完全體啊! 而且還完美維持原廠外觀!
問了chatgpt: if you need to control the power of an AC load, a TRIAC may be a better choice than a relay, especially if you need fast switching and high efficiency. If you need to switch high power DC or AC loads, a relay may be a better choice, especially if you need high reliability and isolation between the control and the load circuits.