Vergeet-mij-nietjes voor electronici

r. Hans de Deugd (Industrieel Ontwerpen)

Tussenstand: nog twee jaar te gaan

“Veel jonge ontwerpers en elektronici houden bij het ontwerpen weinig rekening met de warmte die vrijkomt in een apparaat. Experts hebben vaak voor zichzelf een aantal vuistregels bedacht, maar de jonge garde kan moeilijk inschatten hoe warm bijvoorbeeld een transistor of power convertor wordt. Er ontstaat vaak pas een probleem als een component te warm is en het apparaat daardoor niet werkt of niet goed werkt. Maar dan is het al te laat.

Voor die ontwerpers en elektronici bedenk ik rekenregels, een soort vergeet-mij-nietjes. Door die regels kunnen ze situaties doorrekenen. Ik kijk vooral naar de positionering van componenten. Hoe ver moet een warmtebron van andere onderdelen afstaan? Hoeveel warmte komt er vrij als je een plaat horizontaal of verticaal neerzet? Moet je wel of niet actief koelen, met bijvoorbeeld een ventilator of koelplaten (die vaak in laptops zitten)? Met mijn rekenmodel kan een ontwerper daar van tevoren rekening mee houden.

Ik kijk ook naar de invloed van het materiaal. Een i-book heeft bijvoorbeeld een kunststof behuizing, maar een powerbook heeft een aluminium omhulsel. Daar is bewust voor gekozen, omdat de processor in een powerbook meer warmte ontwikkelt. Aluminium geleidt warmte, veel beter dan de meeste kunststoffen. In een i-book wordt daarom een ventilator geplaatst. Ik wil een simpele methode maken. Als een ontwerper een product maakt moet hij gemakkelijk kunnen berekenen wat het vermogen is, hoeveel warmte vrijkomt en welk materiaal je dan het beste kunt gebruiken.

Warmteontwikkeling in apparaten wordt een steeds belangrijker onderwerp. Er komen steeds meer elektronische producten. Industrieel ontwerpers zullen daarom ook steeds meer met elektronica in aanraking komen. De complexiteit van die elektronica neemt toe, daarom is een rekenmodel belangrijk.

De afgelopen twee jaar heb ik een uitvoerige literatuurstudie gedaan en experts geïnterviewd. Ik wilde de problemen achterhalen die bestaan bij de warmteontwikkeling. Op basis van die interviews ga ik het komende jaar theorieën en hulpmiddelen ontwikkelen, zodat het ontwikkelingsproces voor ontwerpers sneller gaat. Die theorie toets ik vervolgens in de praktijk en zal ik voorleggen aan de experts.

Voordat ik aan mijn onderzoek begon, werkte ik als ontwerper. Daar deed ik veel ad hoc-werk. Ik vond het jammer dat ik vaak niet meer tijd had om beter en meer te onderzoeken. Daarom wilde ik heel graag promoveren, zodat ik echt goed een probleem kan onderzoeken en oplossen. De afgelopen twee jaar heb ik me kunnen vastbijten in het onderwerp, maar er zijn veel variabelen geweest. Nu is het helemaal duidelijk wat ik wil gaan doen. Het werkelijke onderzoek begint nu.” (RV)

Ruben Strijk. (Foto: Hans Stakelbeek/FMAX)

Naam: ir. Ruben Strijk

Nationaliteit: Nederlandse

Onderwerp: Warmteontwikkeling in elektronische apparaten

Promotor: prof.ir. Hans de Deugd (Industrieel Ontwerpen)

Tussenstand: nog twee jaar te gaan

“Veel jonge ontwerpers en elektronici houden bij het ontwerpen weinig rekening met de warmte die vrijkomt in een apparaat. Experts hebben vaak voor zichzelf een aantal vuistregels bedacht, maar de jonge garde kan moeilijk inschatten hoe warm bijvoorbeeld een transistor of power convertor wordt. Er ontstaat vaak pas een probleem als een component te warm is en het apparaat daardoor niet werkt of niet goed werkt. Maar dan is het al te laat.

Voor die ontwerpers en elektronici bedenk ik rekenregels, een soort vergeet-mij-nietjes. Door die regels kunnen ze situaties doorrekenen. Ik kijk vooral naar de positionering van componenten. Hoe ver moet een warmtebron van andere onderdelen afstaan? Hoeveel warmte komt er vrij als je een plaat horizontaal of verticaal neerzet? Moet je wel of niet actief koelen, met bijvoorbeeld een ventilator of koelplaten (die vaak in laptops zitten)? Met mijn rekenmodel kan een ontwerper daar van tevoren rekening mee houden.

Ik kijk ook naar de invloed van het materiaal. Een i-book heeft bijvoorbeeld een kunststof behuizing, maar een powerbook heeft een aluminium omhulsel. Daar is bewust voor gekozen, omdat de processor in een powerbook meer warmte ontwikkelt. Aluminium geleidt warmte, veel beter dan de meeste kunststoffen. In een i-book wordt daarom een ventilator geplaatst. Ik wil een simpele methode maken. Als een ontwerper een product maakt moet hij gemakkelijk kunnen berekenen wat het vermogen is, hoeveel warmte vrijkomt en welk materiaal je dan het beste kunt gebruiken.

Warmteontwikkeling in apparaten wordt een steeds belangrijker onderwerp. Er komen steeds meer elektronische producten. Industrieel ontwerpers zullen daarom ook steeds meer met elektronica in aanraking komen. De complexiteit van die elektronica neemt toe, daarom is een rekenmodel belangrijk.

De afgelopen twee jaar heb ik een uitvoerige literatuurstudie gedaan en experts geïnterviewd. Ik wilde de problemen achterhalen die bestaan bij de warmteontwikkeling. Op basis van die interviews ga ik het komende jaar theorieën en hulpmiddelen ontwikkelen, zodat het ontwikkelingsproces voor ontwerpers sneller gaat. Die theorie toets ik vervolgens in de praktijk en zal ik voorleggen aan de experts.

Voordat ik aan mijn onderzoek begon, werkte ik als ontwerper. Daar deed ik veel ad hoc-werk. Ik vond het jammer dat ik vaak niet meer tijd had om beter en meer te onderzoeken. Daarom wilde ik heel graag promoveren, zodat ik echt goed een probleem kan onderzoeken en oplossen. De afgelopen twee jaar heb ik me kunnen vastbijten in het onderwerp, maar er zijn veel variabelen geweest. Nu is het helemaal duidelijk wat ik wil gaan doen. Het werkelijke onderzoek begint nu.” (RV)

Ruben Strijk. (Foto: Hans Stakelbeek/FMAX)