Система с йонно охлаждане за вашия сървър за игри на Raspberry Pi!: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Здравейте създатели!

Преди време взех Raspberry Pi, но всъщност не знаех какво да правя с него. Наскоро Minecraft се върна към популярността, затова реших да настроя сървър на Minecraft, на който да се наслаждаваме на мен и приятелите ми.

Е, оказа се, че съм само аз: /. Както и да е, сега се нуждая от доста сериозен охладител, който да охлажда сървъра …

Така че в тази инструкция ще ви покажа как да направите доста лоша. Той ще включва контур с водно охлаждане, без движещи се части, тъй като радиаторът ще се охлажда от допълнителен йон вентилатор. Признавам, че еднакво се фокусирах върху дизайна, както и върху функционалността. За инсталирането на самия сървър има многобройни уроци онлайн. Следях това видео. Ако искате да разрешите на другите да играят, ще трябва също да пренасочите вашия рутер, има много информация за това онлайн. Както и да е, нека да започнем с по -охладителната система!

Консумативи

0,7 мм лист мед или алуминий

4 мм и

6 мм медни, месингови или алуминиеви тръби¨

Нишка за 3D печат (и принтер!)

Някаква медна жица с 22 габарити

AC-трансформатор с високо напрежение (може да се намери на различни сайтове онлайн, моля, боравете внимателно!)

2x 5-волтови стенни адаптери (единият с микро USB конектор, другият само с голи проводници)

4x адаптери за шаси на дънната платка.

Лепило (за предпочитане силикон)

Термична паста

Поялник с спойка

Шаблоните

И чакай! Забравих Raspberry Pi !!

Стъпка 1: Избор на материали

Преди да се втурнем в направата му, трябваше да намеря строителен материал с правилните свойства, който се оказа мед. Той има сходни топлинни свойства със среброто, което е най -добрият топлопроводим метал. Това е важно, тъй като искаме да прехвърлим топлината от процесора и други интегрални схеми към течността и след това ефективно да излезем във въздуха. Медта е доста скъпа, но беше от решаващо значение за този проект. Ако искате да намерите алтернатива, алуминият би бил един, тъй като също така добре провежда топлината. Този лист от мед от 0,7 мм ми струваше около 30 долара, но алуминият би бил далеч по -евтин от това. Ще направя модулите на охладителния блок от листа и ще свържа различните модули с 4 мм месингови и медни тръби, но разбира се, можете също толкова лесно да използвате алуминиеви или пластмасови тръби за тази цел.

Ще ви е необходимо и някакво лепило, за да свържете всичките си части. Моят непосредствен избор беше просто да запоя всичко заедно. В този случай обаче топлинните свойства на медта действително работят срещу мен, защото веднага щом исках да споя към части заедно, всички връзки до нея започнаха да се топят. Затова потърсих други алтернативи, повече за това в „бързите“бележки по -долу.

Стъпка 2: Някои бързи бележки

Като алтернатива на запояването опитах 5-минутен бърз епоксид, съединение от синтетичен метал и CA лепило (супер лепило). Епоксидната смола всъщност не се свързваше, синтетичният метал никога не се втвърдяваше и супер лепилото изглеждаше да работи добре и показа своя недостатък едва след няколко седмици, когато медта започна да корозира и лепилото се разпадна до смъртта си. Изсушеното лепило реагира по някакъв начин, не съм сигурен дали водата, алуминият или содата за хляб, които използвах като активатор, причиняват това, въпреки че същото се случи близо до медта. Резултатът беше, че след като лепилото започна да се разпада, цялата вода изтече. Ако някой знае отговора на причината за това, бих искал да знам. Накрая трябваше да разглобя системата и да сглобя всичко отново със силикон. Надявам се това най -накрая да проработи, тъй като силиконът е много по -малко реактивен (но само времето ще покаже).

Голяма част от кадрите никога не са били записвани отново, така че само за да знаете, във всички снимки, които виждате, че нанасям супер лепило, вместо това трябва да използвате силикон.

Друга забележка е, че докато заявявам по -горе, че съм използвал листова мед, аз използвах алуминий за радиаторния блок. Той е много по -голям и става по -малко топъл, така че по -евтиният алуминий ще работи добре.

По отношение на трансформаторите, опитах да използвам неонов трансформатор за 15 долара, но за съжаление не успях да работи. Това, което свърши работа, бяха евтините 3-доларови или по-евтини постепенни трансформатори. Повечето от тях, като този, имат работно напрежение от 3,6 до 6 волта, което е идеално за нашето приложение. Изходното напрежение е около 400 000 волта, така че, моля, бъдете внимателни при работа и не се приближавайте твърде близо до него, докато работите. Освен това, при работа след работа, моля, разредете трансформатора чрез късо съединение на изходните проводници с отвертка или нещо подобно.

Стъпка 3: Изрязване и огъване на листовете и запечатване на блоковете

Започнах с проектирането на охладителните блокове. Можете да намерите шаблоните за дизайн за всичко, както за блоковете, така и за размерите на тръбите, като приставки. Тези дизайни са за Raspberry Pi 3 модел B, но мисля, че те също трябва да бъдат съвместими с B+, тъй като двата се различават само в повдигнатия метален корпус на процесора по отношение на форм -фактора (поне за частите, които ни интересуват). Ако искате да направите това за новия Raspberry Pi 4, ще трябва да проектирате системата сами, но не се притеснявайте, това не е толкова трудно.

Както и да е, отпечатах шаблоните и ги прикрепих към медта и алуминия с двустранна лента. Изрязах всички части с ножици за метал. Разбира се, може да се използва и инструмент Dremel, но според мен ножиците са много по -бърз метод (също по -малко шумни!). След това огънах страните. Използвах менгеме за това, но избегнах клещи с иглени носове и вместо това използвах чифт клещи с плосък нос (всъщност не знам името му), където менгемето не беше жизнеспособно. По този начин завоите ще бъдат по -прави и по -дефинирани. След като всички завои бяха направени, премахнах шаблона.

Вътре в охладителните блокове закрепих няколко парчета метал, под ъгъл нагоре (когато са монтирани на място). Теорията зад това е, че студената вода ще влиза през страните и ще се „хване“в металните рафтове, охлажда процесора и след това ще се издига и излиза през горната тръба, макар че всъщност не знам как да анализира дали това наистина работи. Вероятно ще ми е необходима термовизионна камера, за да видя дали теоретичният път на топлата вода на практика е един и същ.

Когато стигнахме до зоната за изхвърляне на топлина на радиатора, исках да го огъна по вълнообразен начин, за да увелича максимално неговата повърхност. Опитах се да вкарам и да се огъна, но това се оказа катастрофа, тъй като поне половината от завоите се щракнаха. Опитах се да залепя всички парчета заедно с CA, но както всички знаем, това също се провали зле. Работи добре със силикон, но ако трябва да направя това отново, бих използвал нещо като по -дебело фолио, а също така бих направил завоите в другата посока, така че топлата вода да може да тече в каналите с по -голяма лекота.

След това, когато всички завои бяха направени, запечатах всички празнини със силикон отвътре.

Направих и решетка от 8 парчета алуминий. Използвах техника за свързване, за да ги свържа един с друг, заедно със силикон. Не съм толкова сигурен защо реших да направя това, предполагам, че мисълта ми беше, че по този начин топлата вода, идваща отстрани, няма да потъне надолу към входящите тръби, но потъващата студена вода отгоре би. В ретроспекция идеята изглежда доста надута, меко казано.

Стъпка 4: Отпечатване на стойката и някои лоши решения…

Отпечатах 3D стойка, както за Pi, така и за радиаторния блок. Сглобих всички части, които можете да намерите като приставки STL. Това ми помогна при рязането и огъването на тръбите, въпреки че това няма да е необходимо за вас, тъй като също така предоставих шаблон за огъване. Напръсках го със сребро, но това беше най -глупавото решение. Виждате ли, въпреки добрия външен вид, това не е много практично, тъй като съдържа метален прах. Това прави боята донякъде проводима, което е лошо, ако искате да я използвате като стойка за електроника с високо напрежение (накратко, започна да мирише на изгоряла пластмаса). Трябваше да отпечатам друг държач за медните щифтове на йонния вентилатор, който въпреки че е отпечатан в сребро, не провежда електричество. Сега, да преминем към тръбите.

Стъпка 5: Рязане и огъване и свързване на тръбите

Нарязах участъците от тръбата малко по -дълго от необходимото, само за да съм в безопасност. Що се отнася до огъването, разбира се, можете да използвате инструмент за огъване на тръби, но тъй като нямам такъв, вместо това използвах безплатен метод. Взех парче картон, залепих го в единия край и напълних тръбата с пясък. Пясъкът ще изравнява напрежението и ще намали до минимум гънките в метала. За огъване е най -лесно да използвате нещо като багажник за дрехи или перде за завеси. Внимавах непрекъснато да проверявам, за да съм сигурен, че всичко ще се побере, а също така сглобявах някои парчета, докато вървях. Като справка можете да използвате приложения шаблон.

Направих някои необходими разфасовки с мулти-инструмент. Когато тръбите ще се свързват от двете страни към по -хладните блокове, половината от тръбата е отстранена. Използвах силикон за свързване на тези тръби. Сега първоначално щях да имам 3 по -хладни блока, но реших да не се занимавам с този за паметта, тъй като той беше от задната страна, и премахването на Raspberry Pi би било трудно, ако се захванете от двете страни. Освен това основният генератор на топлина е процесорът (макар че наистина не знам защо Ethernet процесорът ще се нуждае от охлаждане, може би защото изглежда толкова готин?). В крайна сметка просто залепих радиатор от задната страна и покрих отворите на радиатора с метални плочи.

Направих и два 6 мм отвора в горната част на радиаторния блок и закрепих две дължини от 6 мм тръба. Те ще работят като тръби за пълнене и източване, но също така ще освободят част от налягането, когато водата се нагрява.

И накрая, закрепих горната част на радиатора със силикон.

Стъпка 6: Системата придобива форма …

Монтирах Raspberry Pi временно, за да съм сигурен, че всичко е подравнено. Използвах запояване, за да свържа някои тръби, макар че останалото беше направено със силикон и задържах частите на място с лепка, докато лепилото изсъхне. Когато обезопасявате всичко, не забравяйте да не поставите силикон върху задната страна на охладителните блокове (които ще се свържат към интегралните схеми), както и във всички тръби.

След като всичко изсъхна, исках да видя дали системата е водоустойчива. Това може да стане, като потопите всичко под вода, например в кофа (очевидно с премахната Raspberry Pi). С помощта на сламка издухвах въздух в една от дренажните тръби, а другата блокирах с палец. Там, където се появят мехурчета, има дупка и там нанесох още силикон. Това се повтаря, докато вече няма мехурчета.

За допълнителна защита нанесох прозрачен лак върху малината и върху всички нейни компоненти, за да действа като някаква хидроизолация.

Стъпка 7: Приказката за йонския вентилатор

Със сигурност съществуват по -добри и бързи методи за създаване на йонни вентилатори, най -лесният е просто да вземете две парчета метална мрежа и да свържете няколко хиляди волта източник на високо напрежение и към двете. Йоните ще излязат от мрежата, свързана към положителния проводник, и ще летят към отрицателно заредената решетка, а накрая ще излязат през нея и ще продължат да летят, като по този начин ни дават лек вятър (Третият закон на Нютон). Този подход би ми спестил много часове по -късно, но все пак смятам, че моят собствен подход (в стил Makezine) е по -хладен (вижте какво направих там, с думата „готино“? Няма значение).

Започнах с изрязване на 85x 5 мм дължини на 6 мм месингова тръба, за отрицателната решетка. Събрах ги заедно, 7 на 7, във формата на пчелна пита. Използвах алуминиева лента, за да ги държа заедно, докато ги фиксирах на място. Тук не можех да се отърва от запояването, тъй като това е единственият метод, който имах, който можеше да свързва парчетата и също така да провежда електричество. Така че всеки път, когато запоявах по -големи парчета (не тези в Minecraft обаче), трябваше да залепя всичко, така че нищо да не се разпадне. Използвах факел от бутан вместо желязо, за да свържа тези шестоъгълници заедно, а също така добавих няколко по -малки парчета, за да стигна до правилната форма. Свързах проводник и шлифовах страната, обърната към положителната решетка, тъй като всички тръби трябва да са еднакво далеч от положителната решетка.

Говорейки за положителната решетка, това беше също толкова трудно да се направи. Отпечатах решетката, която може да се намери като прикачен файл. Отрязах 85 броя неизолирана медна жица с 22 габарита с еднаква дължина. За да предотвратя разтопяването на отпечатъка, запоявах всичко заедно, докато пластмасата беше под вода. Всеки от 85 -те щифта (да ги наречем "сонди", звучи много по -хладно) бяха избутани през отворите, а сондите бяха свързани към по -дълги парчета тел отгоре. Те от своя страна бяха запоени към проводник, който по -късно ще се свърже с трансформатора. Докато запоявате, уверете се, че всички сонди залепват еднакво, използвах парче пластмаса, за да се уверя в това. Колкото по -точно, толкова по -добре! Нанесох капка лепило върху всяка от сондите, за да ги закрепя за отпечатъка.

Преди да закрепя двете решетки с лепило, тествах вентилатора с моето захранване и трансформатор. Системата не трябва да има дъга, но трябва да произвежда чувствителен поток въздух през отрицателната решетка (ако го усетите от положителната страна, може да сте свързали изходните проводници на трансформатора обратното). Може да е трудно да намерите това сладко място, но когато го получите, закрепете месинговите тръби към пластмасата с лепило.

Стъпка 8: Електрическа работа и настройка на всичко

Закрепих йонния вентилатор отгоре със силикон, като се уверя, че металните му части са далеч от останалата част на системата. Също така фиксирах трансформатора за високо напрежение към задната страна със силикон и свързах съответните изходни проводници към медните проводници от положителната и отрицателната мрежа, като се уверих, че има доста малко разстояние между тях (последното нещо, което искам, е искренето). След това взех захранването си с голите проводници и свързах проводниците с входните на трансформатора. Не забравяйте да добавите изолация.

След това добавих термо паста към задната страна на охладителните блокове и монтирах Raspberry с 4 -те стойки на дънната платка.

Добавих вода в системата с пипета и се уверих, че разклатих системата (последното нещо, което искаме, е въздушен мехур, уловен в един от охлаждащите блокове). Когато тя беше почти пълна, леко наклоних системата, за да се отърва от въздуха, уловен между перките на радиатора.

Най -накрая приключи!

Стъпка 9: Краят

След всичко това йонният охладител най -накрая приключи! Включих конектора за Ethernet, захранване и вентилатор и захранвах всичко. Сега е очевидно, че системата не е перфектна. Ребрата на радиатора са покрити със силикон еднакво, колкото не, затова се съмнявам, че е функционален. Въпреки че голяма част от топлината така или иначе се разсейва през тръбите и охлаждащите блокове. Бих казал, че йонният вентилатор е по -добър от нищо, но не толкова добър, колкото механичен. Въпреки това, тук имате недостатък на шума и живота. Моето измерване на неговата консумация на енергия получи стойност от 0,52 А при 5 волта DC. Въпреки че изходното напрежение е много по -високо, това потенциално може да ви навреди, така че бъдете внимателни!

Наистина тъжното е, че докато го създадох за мен и приятелите ми да се наслаждават, те вече се умориха да играят Minecraft….

Както и да е, по -горе можете да намерите видеоклип за геймплей, ако се интересувате.

Надявам се, че този проект ви е харесал, харесайте Instructable и помислете дали да гласувате за мен в конкурса:).

Ще се видим на следващия Instructable!

Приятно правене!