بلاگ نبض
چگونه با محاسبهی صحیح، اجزاء مختلف سیستم برقرسانی را به شکل درست، اقتصادی و ایمن انتخاب کنیم؟
محاسبهی توان مصرفی و جریان الکتریکی
هر وسیله‌ی الکتریکی توان مشخصی را مصرف می‌کند و برای حفظ پایدار عملکرد آن وسیله باید سیستم برقرسانی طوری طراحی شود تا بتواند توان مورد نیاز آن تامین گردد. اولین گام برای طراحی سیستم برقرسانی به ریگ‌های ماینینگ و اسیک‌ها(Asic) محاسبهی توان مصرفی آن‌ها است. این مرحله اولین و مهم‌ترین مرحله برای برای گام‌های بعدی محسوب می‌شود، محاسبهی اشتباه موجب افزایش هزینه و یا عملکرد ناپایدار و حتی خطرناک تجهیزات ماینینگ می‌شود.
پس از انتخاب قطعات و تجهیزات ماینینگ می‌توان توان مصرفی را مشخص نمود. توان مصرفی کارت‌های گرافیکی، توسط شرکت سازنده مشخص می‌شود. باید در نظر بگیریم در هنگام عملکرد کارت‌های گرافیکی برای عملیات ماینینگ و به منظور کاهش هزینه‌ی برق مصرفی و نیز افزایش طول عمر اصطلاحا آندرکلاک(underclock) می‌شوند و در این حالت توان مصرفی کمتری خواهند داشت. همچنین باید بدانیم کارت‌های گرافیکی مختلف توان مصرفی متفاوتی نیز دارند و نمی‌توان بدون توجه به اجزاء ریگ، سیستم تغذیه(برق رسانی) را طراحی نمود.
توان الکتریکی مصرفی اسیک‌ها معمولا توسط شرکت سازنده در کاتالوگ آن اعلام می‌شود. اگر چه میزان توان مصرفی در هنگام ماینینگ با توجه به شرایط محیطی و … ممکن است اندکی متفاوت باشد(معمولا در یک بازه قرار دارد). بنابراین در اسیک‌ها توان مصرفی مشخص و مراحل محاسباتی کمتر است.
در مزارع ماینینگ و تاسیسات صنعتی برق به صورت سه‌فاز از تابلو برق در دسترس می‌باشد ولی بدلیل این‌که برق ورودی ریگ‌ها و اسیک‌ها تکفاز می‌باشد با اتصال هر فاز به همراه نول و سیم ارت در تابلو برق می‌توان مزرعه را به ۳ بخش تقسیم کرد در حقیقت سه سیستم تکفاز جدا از هم خواهیم داشت و محاسبات برای تکفاز انجام می‌شود. در این حالت باید دقت کرد که این سه بخش به یکدیگر اتصال الکتریکی نداشته باشند.
جریان الکتریکی معمولا به صورت مستقیم در کاتالوگ تجهیزات ماینینگ اشاره نمی‌شود هر چند برای محاسبات به این پارامتر نیاز داریم، باید آن را محاسبه نماییم. در حقیقت برای محاسبهی سطح مقطع سیم/کابل و سیستم حفاظتی به محاسبهی جریان نیاز خواهیم داشت. برای محاسبهی جریان به توان و ولتاژ نیاز خواهیم داشت از آنجایی که سطح ولتاژ مصرف کننده تکفاز(تغذیه‌ی ورودی اسیک و ریگ‌های ماینینگ) در ایران ۲۲۰ ولت است با استفاده از رابطه‌ی زیر می‌توان جریان را از روی توان مصرفی محاسبه کرد.
در این رابطه p توان برحسب وات، i جریان بر حسب آمپر و φ ضریب توان است؛ با توجه به نوع مصرف کننده(اسیک و ریگ) ضریب توان برابر ۱ در نظر گرفته می‌شود و رابطه‌ی بالا برای محاسبات مربوط به ماینینگ به صورت زیر تبدیل می‌شود
در ریگ‌های ماینینگ اجزاء دیگری همانند پردازنده، رم، هارد، مین برد و… نیز مصرف کننده‌ی توان هستند و در محاسبات باید در نظر گرفته شوند. معمولا ۱۵۰ وات توان مصرفی را در محاسبات برای این اجزا قرار می‌دهیم، اگر این بخش را با مجموع توان مصرفی کارت‌های گرافیکی مورد استفاده در ریگ‌ها جمع کنیم توان مصرفی محاسبه شده بدست می‌آید(دقت کنید این توان دقیق نبوده و برای محاسبات و طراحی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ مشخص کردن دقیق‌تر توان پس از راه‌اندازی و با استفاده از وات‌متر‌ها امکان پذیر است). توان مصرفی هر کارت گرافیکی متفاوت است و براساس اطلاعات سازنده‌ی کارت گرافیکی مشخص می‌شود. در جدول زیر توان مصرفی تعدادی از کارت‌های گرافیکی بر اساس اطلاعات سازنده گرد‌آوری شده است.
| متوسط توان مصرفی بر حسب وات | نام |
| ۲۹۵ | MSI Radeon RX Vega 64 Air Boost 8G |
| ۱۲۰ | MSI Radeon RX 570 GAMING X 4G |
| ۲۱۰ | MSI Radeon RX Vega 56 Air Boost 8G OC |
| ۱۸۵ | MSI Radeon RX 580 8G |
| ۱۲۰ | MSI RX 470 MINER 4GB |
| ۱۲۰ | MSI GTX 1060 Gaming X 6GB GDDR5 |
| ۲۶۰ | GeForce RTX 2080 Ti DUKE 11G OC |
| ۲۴۵ | GeForce RTX 2080 DUKE 8G OC |
| ۱۸۵ | GeForce RTX 2070 DUKE 8G |
| ۱۸۰ | MSI GTX 1070 Ti GAMING 8GB |
| ۱۵۰ | MSI GeForce GTX 1070 GAMING X 8G |
| ۷۵ | ASUS ROG STRIX GTX1050TI 4G GAMING |
جدول توان برخی از کارت‌های گرافیکی مورد استفاده در ریگ‌های ماینینگ
برای محاسبهی توان مصرفی کل، ابتدا توان مصرفی هر کارت گرافیکی را مشخص می‌کنیم سپس با توجه به تعداد کارت‌ها توان مصرفی کل کارت‌ها را بدست آورده و با توان مصرفی دیگر اجزاء جمع می‌کنیم برای مثال توان مصرفی تقریبی ریگ ماینینگ متشکل از ۸ کارت RX 570 را با استفاده از جدول به صورت زیر به‌دست می‌آوریم:
جریان نیز با استفاده از رابطه‌ی توان و جریان، به شکل زیر قابل محاسبه است:
در محاسبات طراحی سیستم برقرسانی بهتر است ۲۰-۳۰ درصد برای توسعه در آینده، مصرف کننده‌های اضافی و … در نظر گرفته شود، بنابراین جریان اعمالی در محاسبات با در نظر گرفتن ۳۰ درصد ظرفیت اضافه به شکل زیر اعمال خواهد شد:
در جدول زیر توان مصرفی و جریان مورد نیاز برخی از اسیک‌ها محاسبه شده است. در محاسبات مربوط به اسیک‌ها نیز بهتر است در صورت امکان پذیر بودن ظرفیت اضافی کمی در نظر بگیریم. اما توجه داشته باشید ظرفیت اضافی به معنای هزینه‌ی بیشتر است و اگر چنانچه در آینده قصد توسعه و … ندارید مقدار کمی تا ۵ درصد ظرفیت اضافی بیشتر مناسب است.
| جریان بر حسب آمپر | توان برحسب وات | نام |
| ۶٫۵ | ۱۴۳۲ | BITMAIN Antminer T9+ |
| ۹٫۰۹ | ۲۰۰۰ | WhatsMiner M1 V2 |
| ۵٫۹۷ | ۱۳۱۴ | BITMAIN Antminer S9j |
| ۴٫۳۴ | ۹۵۵ | Antminer V9 |
| ۳٫۶۳ | ۸۰۰ | Antminer L3 |
جدول محاسبهی توان و جریان برخی از اسیک‌های موجود در بازار
سطح مقطع سیم و یا کابل مورد نیاز
برای محاسبهی سطح مقطع سیم و یا کابل، به منظور تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز از منبع و یا تابلو برق تا ریگ و یا اسیک، باید ابتدا توان مصرفی و جریان الکتریکی مشخص گردد. برای محاسبهی سطح مقطع فاصله تابلو برق و یا منبع(در بخش ماینینگ خانگی، کنتور در نظر گرفته می‌شود) تا محل قرارگیری ریگ‌ها و یا اسیک‌ها باید اندازه‌گیری شود. سپس با محاسبهی جریان از بخش قبل سطح مقطع سیم و یا کابل، از جدول زیر مشخص می‌گردد.
جدول محاسبهی سطح مقطع سیم‌های مسی نسبت به مسافت و جریان مجاز
برای مثال: با در نظر گرفتن جریان هشت اسیک S9j از جدول مربوط به اسیک‌ها در بخش قبل جریان ۴۸ آمپر به‌دست می‌آید(عدد نزدیک به آن(رُند به سمت بالا) در جدول بالا ۵۰ آمپر است)، در صورتی که فاصله از منبع ۱۰۰ متر باشد، با استفاده از جدول سطح مقطع کابل برای فاز و نول مورد نیاز ۲*۱۰ میلیمتر مربع خواهد بود. (دقت کنید این مثال برای مصرف کننده‌ی صنعتی است و کنتور‌های خانگی توانایی تامین این جریان را نخواهند داشت). علاوه بر رشته‌های فاز و نول در مکان‌هایی که دارای سیستم ارت(زمین) هستند برای حفظ امنیت بهتر است از سیمی با سطح مقطع کمتر برای اتصال به زمین استفاده گردد.
فیوزها
فیوزها معمولا برای محافظت از خطرات اتصال کوتاه و خطاها در سیستم‌های برق مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حقیقت با عبور جریان بالاتر از عددی که بر روی آن درج شده است، اتصال الکتریکی را قطع می‌کند. فیوز نوع Bو نوع C از پر استفاده‌ترین انواع فیوزها می‌باشند. تفاوت این دو نوع در سرعت عملکرد آن‌ها است.
در شبکه‌ی الکتریکی مصرف‌کننده‌های مختلفی وجود دارند و برخی از انواع آن‌ها همانند موتور‌های الکتریکی در هنگام آغاز به کار جریان بالایی را از شبکه درخواست می‌کنند و پس از رسیدن به سرعت مناسب جریان مصرفیشان کاهش می‌یابد. فیوز‌های نوع C با کمی تاخیر عمل می‌کنند تا این رفتار عادی موتورها، کمپرسور‌ها و… به عنوان خطا تلقی نگردد.
نوع B در صورت وقوع خطا و یا عبور جریان بالاتر بلافاصله مدار را قطع می‌کند. ریگ‌های ماینینگ و اسیک‌ها به دلیل این‌که بر عکس موتور‌های الکتریکی در زمان حالت کار پایدار(انجام عملیات ماینینگ) سطح توان مصرفی بالاتری نسبت به زمان آغاز به کار و یا زمان توقف عملیات ماینینگ دارند، فیوز‌های نوع B برایشان مناسب‌تر است. از طرفی با وقوع خطاهای اتصال کوتاه به دلیل سرعت عملکرد بالاتر این فیوزها، مدار را قطع و از وقوع خرابی‌های بیشتر جلوگیری می‌کنند.
انتخاب فیوزها بر اساس حداکثر جریان مجاز عبوری صورت می‌گیرد، دقت کنید در صورت انتخاب نامناسب فیوز با جریان کمتر با راه‌اندازی فیوز عمل کرده و اجازه‌ی فعالیت را نخواهد داد همچنین با انتخاب فیوز با ظرفیت خیلی بالا حفاظت به درستی صورت نمی‌گیرد.
برای حفاظت مزارع ماینینگ بهتر است به بخش‌های کوچکتر تقسیم و برای هر بخش فیوز مناسب انتخاب شود و در نهایت یک سیستم حفاظتی نیز برای کل مجموعه انتخاب شود.
منبع تغذیه
یکی از اجزای مهم و مشترکی که هم در ریگ‌ها و هم اسیک‌ها وجود دارد، منبع تغذیه‌ی آن‌ها است. منبع تغذیه اسیک‌ها معمولا توسط شرکت سازنده به همراه آن‌ها عرضه می‌شود. در صورتی که ناچار به تهیه‌ی منابع تغذیه‌ی اسیک از بازار شدید، حتما اعتبار آن را به دقت بررسی کرده و توجه داشته باشید که توانایی تامین سطح توان بالاتری از توان نامی مصرفی اسیک را داشته باشد.
در ریگ‌های ماینینگ، انعطاف و انتخاب بیشتری وجود دارد. از آنجایی که منبع تغذیه همراه مجموعه دائما در حال فعالیت خواهد بود، توصیه می‌شود حتما منبع تغذیه از برند‌های معتبر و با کیفیت(رده بالا) انتخاب گردد، ظرفیت منبع تغذیه بیشتر از توان مصرفی کل مجموعه انتخاب شود(دقت شود که معمولا نمودار بازدهی منبع تغذیه نیز در بار کامل(استفاده از حداکثر ظرفیت پاور) نیز کاهش می‌یابد و خطرات اضافه باری نیز وجود خواهد داشت)، کابل‌های تغذیه PCI-E با کیفیت و باشند و حتما بررسی شود که توانایی تامین انرژی مورد نیاز کارت‌های گرافیکی و دیگر اجزاء متصل به آن را داشته باشند و حدامکان نحوه‌ی اتصال کارت‌های گرافیکی به کابل‌های منبع تغذیه ساختاری توزیع شده و نه متمرکز داشته باشد(از تمامی سوکت‌های منبع تغذیه و کابل‌ها برای تغذیه‌ی کارت‌های گرافیکی استفاده شود) و از یک کابل برای تغذیه‌ی تمامی کارت‌های گرافیکی استفاده نشود.
حافظت و امنیت تجهیزات ماینینگ
وجود اضافه ولتاژ در شبکه‌ی برق می‌تواند به دستگاه شما آسیب بزند، اضافه ولتاژها معمولا آسیب‌های جدی به قطعات الکترونیکی وارد می‌کنند. استفاده از استابلایزر(تثبیت کننده ولتاژ) و یا محافظ با جلوگیری از عبور اضافه ولتاژها برای افزایش طول عمر ریگ یا اسیک پیشنهاد می‌شود
سعی شود کابل/سیم برق محل اتصالی یا انشعاب کمتری داشته باشد و اتصال دو هادی در این محل‌ها به خوبی انجام شده و به خوبی عایق شود، در صورت وجود دیگر مصرف کننده‌ها در انشعابات توان مصرفی آن‌ها نیز در محاسبات در نظر گرفته شود.
در صورت وجود کارت‌های گرافیکی قدرتمند و پرمصرف بر روی کابل منبع تغذیه، حتما باید توان و جریان آن‌ها محاسبه گردد، عبور جریان بالاتر از ظرفیت سیم و طراحی اشتباه، می‌تواند موجب خرابی، اتصالی و حتی آتش سوزی و از بین رفتن تجهیزات شود. به دلیل این‌که معمولا کابل تغذیه‌ی پاور اسیک‌ها، توسط شرکت سازنده همراه آن‌ها ارائه نمی‌شود، حتما از کابل‌های مرغوب و استاندارد با ظرفیت بالا استفاده شود.
نکات برگزیده مطلب
- سیستم برقرسانی یکی از قسمت‌های مهم در طراحی مربوط به راه‌اندازی مزارع ماینینگ و همچنین ماینینگ خانگی می‌باشد. این قسمت اغلب به دلیل وجود بستر(سیم‌کِشی/کابل کِشی) از گذشته معمولا در نظر گرفته نمی‌شود و همین موضوع ممکن است باعث بروز حوادث غیر قابل جبران و خسارت به ماینر‌ها گردد. در صورت وجود این بستر از گذشته حتما قبل از راه‌اندازی عملیات ماینینگ، از وجود ظرفیت کافی اجزاء، اطمینان حاصل نمایید.