Case fans en de werking daarvan
Vandaag roepen wij de allereerste van onze TechGaming Guides het leven in. Wat deze artikelen mogen zijn? Een reeks aan handleidingen omtrent diverse hardware, waarmee we jou als lezer op de hoogte willen brengen. Niet alleen van de categorie aan hardware zelf; ook de werking daarvan en hoe je als consument het beste je geld kan besteden. Het eerste onderwerp om aan te snijden, betreft niets minder dan een cruciaal component in elke behuizing: de case fan.
Voor de komende zomertijd is dit het relevantste onderwerp, afgezien dan van de processorkoeler. Nou ja, de fan en processorkoeler gaan eigenlijk hand in hand. Naast de plaatsing van ventilatoren in de behuizing, dienen ze ook nog hun werk te doen op een koeler of radiator. Voor die doeleindes kan een zelfgekozen aantal fans alsnog de voorkeur hebben, ten opzichte van de standaard meegeleverde fans bij een product. Maar hoe maak je dan die keuze?
Dat is wat we vandaag gaan bespreken, mede dankzij de aanlevering van een drietal fans door Noctua. Deze fabrikant staat al jarenlang bekend om haar koelingsproducten. Een bekend voorbeeld hiervan is de Noctua NH-D15, een variant van hun klassieke koeler. Of neem in dit geval de diverse NF-A en NF-F-fans. Van de NF-A-reeks heeft Noctua de PWM, FLX en ULN-versies aangeleverd. Deze bieden diverse modi voor betere of stillere prestaties, maar dat is op eerste gezicht allicht niet duidelijk.
Denk hierbij aan de beginnende computerbouwer, die overweldigt wordt door talloze opties in de webwinkels. Om die reden verkennen we vandaag dit onderwerp en welke kenmerken belangrijk zijn bij de aanschaf van case fans. Alvorens we dat doen, nemen we eerst even een kijkje naar de fans die Noctua heeft geleverd.
Logischerwijs is vrijwel iedere gamer bekend met het uiterlijk van een case fan. Wellicht dat je je als lezer dan ook afvraagt wat je van een showcase van wat fans kan verwachten. Met name voor de beginnelingen onder ons; meer dan je zou verwachten. Een propere case fan bestaat namelijk uit meer dan elektronica en ronddraaiend plastic. Voor een kwalitatieve optie dient gekeken te worden naar bouwkwaliteit, maximale snelheid en de connectoren. Die hebben respectievelijk invloed op duurzaamheid, koeling en besturing. Tijd om dan te kijken naar de drie broers binnen de NF-A12x25-reeks en hoe die factoren aanwezig zijn.
Qua verpakking en initieel uiterlijk verschilt het drietal niet veel van elkander. Er wordt aangegeven of het de PWN, FLX of ULN-versie betreft en welke specificaties daarbij te verwachten zijn. Dat laatste gedeelte is het belangrijkste om te weten. De PWM en FLX-versies worden gekenmerkt door 2000 maximale rotaties per minuut, ofwel 2000 RPM. Dit terwijl de ULN-variant, welke staat voor Ultra Low Noise, geschikt is voor gebruik tot 1200 RPM. Dat betekent een significant verschil op het gebied van prestaties, doch ook stilte.
Voor het gemak van de showcase heb ik de ULN-versie als eerste uitgepakt. Zoals te verwachten van de fabrikant wordt op de verpakking een uitgebreid overzicht getoond. Dit niet alleen van de inhoud; zelfs een vergelijking van de luchtdruk, prestaties en airflow ten opzichte van de NF en NS-fans van Noctua. In de doos treffen we verder een plastic verpakking aan en de handleiding. Wat betreft accessoires worden de fans geleverd met een aanzienlijke hoeveelheid.
In alle gevallen is er een anti-vibratierubber te vinden voor radiatoren en een viertal rubberen mounts. Dit uiteraard naast een viertal schroefjes, kortom, je bent vrij om te kiezen hoe je de fan(s) wenst te installeren. Dit is bij de overweging van een fan een belangrijke factor. Er zijn namelijk behuizingen die niet bestemd zijn tegen de vibratie van fans, waardoor een vervelend geluid kan ontstaan. Overweeg in dat geval een fan met geïntegreerd of meegeleverd anti-vibratierubber.
Verder zien we dat Noctua bij haar ULN-fan een drietal kabels levert. Als eerste een extensiekabel, vervolgens een adapter voor het forceren van een zéér stille modus en als laatste een adapter voor de levering van stroom via een 4-pin molex-aansluiting in plaats van de 3-pin header op een moederbord. In het volgende hoofdstuk, omtrent connectoren, gaan we dieper in op deze aansluitingen en de invloed daarvan op de prestaties van én controle over de fans.
Vervolgens komen we uit bij de NF-A12x25 ULN-fan zelf. Het typerende, duale kleurenschema van Noctua siert de fan, waar menig computerbouwer een mening over heeft. Discussies terzijde, er zijn andere aspecten die mogen opvallen. In betrekking tot kwaliteit heeft Noctua een verrassend zware fan gefabriceerd. De hoeveelheid plastic en de stevigheid van de behuizing resulteren in een fan die niet zomaar zal breken bij herhaalde installaties. Mocht je regelmatig, om wat voor reden dan ook, een fan willen verwisselen, dan moet de bouwkwaliteit dus een prominente feature zijn.
Hieronder nog een zijwaartse blik op de ULN-fan én een goed voorbeeld van geïntegreerde, modulaire rubbers om vibratie tegen te gaan. Als het gaat om de uiterlijke features van een fan, dan zijn bouwkwaliteit en anti-vibratierubbers de belangrijkste zaken. De vormgeving van de bladen speelt dan weer een rol bij de prestaties en hoe de fan zijn luchtdruk en airflow creëert. De balans daartussen is wat in het hoofdstuk omtrent de praktijk aan bod komt. Er zijn namelijk specifieke scenario’s waarin hogere luchtdruk de voorkeur heeft over fans die simpelweg hard blazen. Alvorens het zover is, kijken we eerst nog even naar connectoren.
Bij de aankoop van een case fan kan het zijn dat de focus moet leggen op stilte. In dat geval zou, om een makkelijk voorbeeld aan te halen, de ULN-fan van Noctua een interessante keuze zijn. Echter is deze wel beperkt te noemen in het geval dat meer koeling benodigd is. Dit natuurlijk vanwege de maximale RPM. Daar komt de NF-A12x25 FLX bij kijken, die geleverd wordt met een tweetal adapters. Hieronder zien we, in volgorde, de overige, specifieke accessoires die geleverd worden bij de PWM, FLX en ULN-fans.
2-pin, 3-pin en 4-pin fans
Bij de onervaren lezer zullen de accessoires een aantal vragen oproepen. Zo zijn er in de eerste afbeelding diverse 4-pin adapters te zien, terwijl het 3-pin adapters betreffen in de andere afbeeldingen. Wat is het verschil tussen die aansluitingen? In eerste instantie is dat het aantal draden en de functies daarvan. Welke aansluiting je ook gebruikt; in alle gevallen is het mogelijk om de snelheid van de fan te veranderen, ofwel variabel te maken. In het geval van de 2-pin connector is dat dan ook de enige functie die een fan zal bezitten.
Bij de 3-pin connector wordt het echter mogelijk om de exacte snelheid van de fan uit te lezen. Dit wordt dus mogelijk gemaakt dankzij de derde draad, ofwel pin. Tegenwoordig is de 3-pin fan een typerende standaard, waarvoor je op een gemiddeld moederbord meerdere aansluitingen voor zal aantreffen. Mocht je daarentegen bekend zijn met processorkoeling, dan ben je ook bekend met het feit dat fans op dergelijke koeling veelal een 4-pin connector bezitten. Een logische vraag is dan waar die vierde draad, ofwel pin, voor bestemd is.
Dat resulteert gelukkig in een simpel antwoord; de 4-pin connector maakt het mogelijk om de snelheid van een fan te reguleren op basis van temperatuur. Deze techniek heet pulse-width modulation, ofwel PWM. Wanneer de temperatuur van je processor stijgt, zal de 4-pin fan dus reageren daarop. Niet alleen is deze automatisering handig; een PWM-fan is hierdoor een stuk zuiniger dan andere fans te noemen. Het voltage dat wordt aangeleverd, is bij een 4-pin fan namelijk fluctuerend, waardoor het stroomverbruik gewoonweg lager komt te liggen.
Fan-controllers
Mocht je in het bezit zijn van 3-pin fans en deze tevens willen reguleren op basis van temperatuur, dan is dat mogelijk via een fan-controller. Althans, mits de fan-controller aangesloten wordt op de 4-pin header van je moederbord. Bij ietwat duurdere behuizingen wordt nog weleens een 4-pin fan-controller meegeleverd. Hier is bij de aanschaf van een nieuwe kast dus rekening mee te houden.
Als alternatief kan er middels software of BIOS-instellingen, afhankelijk van je moederbord, nog altijd een custom fan curve ingesteld worden voor fans.
Wanneer je eenmaal besloten hebt welke soort aan fans je behoeft, dan hoef je enkel nog te kijken naar de praktijkervaring. Dat is te doen aan de hand van de hoeveelheid lucht die een fan in theorie kan verplaatsen. Hoe hoger het aantal RPM, des te meer lucht er te verwachten valt, toch? Dit is niet altijd het geval. Het design van de bladen en de behuizing van de fan speelt een belangrijke rol bij de hoeveelheid lucht die gegenereerd en verplaatst wordt. Laten we daar eens wat dieper op in gaan.
Airflow, luchtdruk en RPM
Een term die je als speurder allicht voorbij hebt zien komen, zal ongetwijfeld de “statische druk" zijn. Ook wel bekend als static pressure; dit is een indicator van de hoeveelheid lucht die een fan kan verplaatsen als er weerstand is. Wanneer een fan dient als een intake of uitlaat van lucht in een behuizing, dan zijn er veelal geen obstakels te vinden in de baan van de luchtstroom. Fans met een hoge airflow, ofwel luchtstroom, zijn daarvoor dan de ideale keuze.
Aan de andere kant van het spectrum heb je componenten zoals radiatoren en stoffilters. Deze verminderen de hoeveelheid lucht die door kan stromen, want er zit dan een object voor de fan. Dit is waar fans bij aan te pas komen met een hoge static pressure. De constructie van dergelijke fans is net iets anders en levert daardoor betere temperaturen op voor, in dit geval als relevant voorbeeld, radiatoren van waterkoeling.
Een goedkope fan of twee kan dus resulteren in onvoldoende luchtstroom voor je radiator, waardoor temperaturen al gauw omhoog kunnen schieten. Ten opzichte van een kwalitatieve fan met hoge airflow zal een static pressure fan gelukkig niet enorm veel uitmaken. Een plastic fan uit de aanbiedingenbak van je lokale hardwareboer legt het daarentegen weer heel snel af tegen een static pressure fan. Kortom, een paar euro extra neertellen voor een (potentiële) daling van een paar graden is een uitstekende investering.
Het mag duidelijk zijn dat de aanschaf van een fan geen eenvoudige keuze meer is. Naast de uitleesbaarheid, stroomtoevoer en maximale RPM zijn er nog vele andere factoren die een rol spelen. Met name in dit tijdperk, waarin all-in-one waterkoeling prominenter is dan ooit tevoren. Voor dergelijke koeling dien je te kijken naar fans met voldoende statische luchtdruk. Dit om dus alsnog voldoende lucht te verplaatsen door de radiator van waterkoeling.
Aan de andere kant van het spectrum hebben we dus fans met aanzienlijke luchtstroom. Voor het creëren van een propere airflow in je behuizing, én het in- en uitlaten van lucht, zijn dergelijke fans dan weer de optimale keuze. Wees dus niet bang om kritisch te kijken naar goedkope fans, want deze kunnen lawaaiiger, minder krachtig of geschikt zijn voor jouw systeem. Een verhoging van de investering in fans kan al snel resulteren in betere airflow en lagere temperaturen.
