Arduino upotettiin nestemäiseen typpeen, ylikellotui 65,3 MHz:iin

Venäläisen Mikhail Svarichevskyn kotisivuilta löytyy mielenkiintoinen artikkeli Arduino UNO -piirilevyn upottamisesta -196-asteiseen nestemäiseen typpeen ja ATmega328P-prosessorin ylikellottamisesta. Arduino on avoimeen laitteistoon perustuva alusta ja ohjelmointiympäristö. Laitteisto perustuu 8-bittiseen Atmel AVR -mikro-ohjaimeen, jonka pinneihin voi kytkeä erilaisia antureita, moottoreita, LED-valoja ja muita komponentteja. Laitteistoa ohjelmoidaan C++:aan perustuvalla Arduino-ohjelmointikielellä. Kyseessä on jo vuonna 2013 julkaistu juttu, mutta aihe on silti relevantti uutisoitavaksi Muropaketissa.

Kun PC-tietokoneiden komponentteja ylikellotetaan nestemäisellä typellä, asennetaan prosessorille tai grafiikkapiirille erillinen kuparista/alumiinista valmistettu kulho. Typpi kaadetaan kulhoon ja piisirun tuottama lämpö johtuu jäähdytettyyn metalliin. Koska Arduino UNO -piirilevy on niin pienikokoinen, Svarichevsky oli päättänyt upottaa koko laitteen nestemäiseen typpeen.

Artikkelissa käydään läpi useita haasteita, joita Arduinolla oli kohdattu, kun se upotettiin nestemäiseen typpeen. Ilmenneitä ongelmia ja artikkelissa yksityiskohtaisesti selitettyjä ja toteutettuja ratkaisuja olivat muun muassa valmiiden rasitustestien puute, ohjelmoitavan kellogeneraattorin ja virransyötön puute sekä useiden komponenttien toimimattomuus kylmässä. Perinteisiä extreme-ylikellotustesteissä kohdattavia kondensio-ongelmia ei syntynyt niin kauan, kun laite pidettiin upotettuna.

Varsinaisissa ylikellotustesteissä vakiona 5 voltin käyttöjännitteellä ja 16 MHz:n kellotaajuudella toimiva ATmega328P-prosessori saatiin toimimaan vakaasti 8 voltin käyttöjännitteellä huoneenlämmössä 37 MHz:n ja nestemäiseen typpeen upotettuna 65,3 MHz:n kellotaajuudella.

Mikhail Svarichevsky, Overclocking Arduino with liquid nitrogen cooling