Ioonjahutusega süsteem teie Raspberry Pi mänguserveri jaoks!: 9 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Tere tegijad!

Mõni aeg tagasi sain Raspberry Pi, kuid ma ei teadnud, mida sellega teha. Hiljuti on Minecraft taas populaarsust kogunud, nii et otsustasin endale ja sõpradele Minecraft serveri üles seada.

Noh, selgus, et olen lihtsalt mina: /. Igatahes, nüüd vajan üsna tõsist jahutit, mis suudaks serverit jahutada …

Nii et selles juhendis näitan teile, kuidas teha päris halb. See sisaldab vesijahutusega aasat, millel pole liikuvaid osi, kuna radiaatorit jahutab lisavarustusse kuuluv ioonventilaator. Nüüd tunnistan, et keskendusin nii disainile kui ka funktsionaalsusele. Serveri enda installimiseks on veebis palju õpetusi. Jälgisin seda videot. Kui soovite lubada teistel mängida, peate oma ruuteri ka porti edastama, selle kohta on Internetis palju teavet. Igatahes hakkame jahedama süsteemiga valmistama!

Tarvikud

0,7 mm leht vasest või alumiiniumist

4 mm ja

6 mm vasest, messingist või alumiiniumist torud¨

3D -printimise hõõgniit (ja printer!)

Umbes 22 -meetrine vasktraat

Kõrgepinge vahelduvvoolu trafo (võib leida erinevatelt veebisaitidelt, palun käsitse ettevaatlikult!)

2x 5-voldised seinaadapterid (üks mikro-USB-pistikuga, teine tühjade juhtmetega)

4x emaplaadi šassii adapterid.

Liim (eelistatavalt silikoon)

Termopasta

Jootekolb joodisega

Mallid

Ja oota! Unustasin Raspberry Pi !!

Samm: materjalide valik

Enne kui me selle valmistamisega kiirustame, oli mul vaja leida õigete omadustega ehitusmaterjal, milleks osutus vask. Sellel on sarnased soojusomadused hõbedaga, mis on parim soojusjuhtiv metall. See on oluline, kuna soovime soojust protsessorilt ja muudelt mikroprotsessoritelt vedelikku üle kanda ning seejärel tõhusalt õhku viia. Vask on üsna kallis, kuid see oli selle projekti jaoks ülioluline. Kui soovite alternatiivi leida, oleks see alumiinium, kuna see juhib hästi ka soojust. See 0,7 mm vasest leht maksis mulle umbes 30 dollarit, kuid alumiinium oleks sellest palju odavam. Ma valmistan lehest jahutusplokkide moodulid ja ühendan erinevad moodulid 4 mm messingist ja vasest torudega, kuid loomulikult võiksite sama hästi kasutada ka alumiinium- või plasttorusid.

Kõikide osade ühendamiseks vajate ka mingit liimi. Minu vahetu valik oli lihtsalt kõik kokku joota. Kuid sel juhul on vase soojusomadused tegelikult minu vastu, sest niipea, kui tahtsin osadeks kokku joota, hakkasid kõik selle kõrval olevad ühendused sulama. Nii et ma otsisin teisi alternatiive, täpsemalt sellest allpool olevatest "kiiretest" märkmetest.

2. samm: mõned kiirmärkmed

Jootmise alternatiivina proovisin 5-minutilist kiiret epoksiidi, sünteetilist metalliühendit ja CA-liimi (superliim). Epoksü ei sidunud tegelikult, sünteetiline metall ei kõvastunud kunagi ja superliim tundus hästi toimivat ning näitas oma viga alles mõne nädala pärast, kui vask hakkas korrodeeruma ja liim lagunes. Kuivatatud liim reageeris kuidagi, ma pole kindel, kas selle põhjuseks on vesi, alumiinium või söögisooda, mida kasutasin aktivaatorina, kuigi sama juhtus ka vase lähedal. Tulemuseks oli see, et pärast liimi murenemist lekkis kogu vesi välja. Kui keegi teab vastust, mis selle põhjustas, tahaksin seda teada. Lõpuks pidin süsteemi lahti võtma ja silikooniga kõik kokku panema. Loodan, et see lõpuks töötab, kuna silikoon on palju vähem reaktiivne (kuid seda näitab ainult aeg).

Suur osa kaadritest pole kunagi uuesti salvestatud, nii et teadke, et kõigil piltidel, mida näete, et ma kannan superliimi, peaksite kasutama silikooni.

Teine märkus on see, et kuigi ma eespool väidan, et kasutasin lehtvaske, kasutasin radiaatori ploki jaoks alumiiniumi. See on palju suurem ja soojeneb vähem, nii et odavam alumiinium töötab suurepäraselt.

Trafode osas proovisin küll kasutada 15 dollari suurust neoontrafot, kuid kahjuks ei saanud ma seda tööle. Mis töötas, olid odavad 3-dollarilised või odavamad astmelised trafod. Enamikul neist, näiteks sellel, on tööpinge 3,6–6 volti, mis sobib ideaalselt meie rakenduseks. Väljundpinge on umbes 400 000 volti, seega olge käsitsemisel ettevaatlik ja ärge töö ajal liiga lähedale sattuge. Peale selle tühjendage pärast töötlemist käsitsemisel trafo, lühistades kruvikeerajaga vms väljundjuhtmed.

3. samm: lehtede lõikamine ja painutamine ning plokkide tihendamine

Alustasin jahutusplokkide projekteerimisega. Lisadena leiate disainimallid kõige jaoks, nii plokkide kui ka torude mõõtmete jaoks. Need disainilahendused on mõeldud Raspberry Pi 3 mudelile B, kuid arvan, et need peaksid ühilduma ka B+-ga, kuna need kaks erinevad ainult kõrgendatud metallist CPU -korpuse poolest (vähemalt nende osade puhul, millest me hoolime). Kui soovite seda teha uue Raspberry Pi 4 jaoks, peate süsteemi ise kujundama, kuid ärge muretsege, see pole nii raske.

Igatahes printisin mallid välja ja kinnitasin kahepoolse teibiga vase ja alumiiniumi külge. Lõikasin kõik osad metallkääridega välja. Muidugi võib kasutada ka Dremeli tööriista, kuid minu arvates on käärid palju kiirem meetod (ka vähem mürarikas!). Pärast seda painutasin külgi. Ma kasutasin selle jaoks pahe, kuid vältisin nõelatangide kasutamist ja selle asemel kasutasin paari lamedate nööpnõelatangidega (ma ei tea tegelikult selle nime), kus pahe polnud elujõuline. Nii on painded sirgemad ja täpsemad. Pärast kõigi painutuste tegemist eemaldasin malli.

Jahutusplokkide sees kinnitasin paar metallitükki, nurga all ülespoole (kui need on oma kohale paigaldatud). Selle teooria on see, et külm vesi tuleb külgede kaudu sisse ja "satub" metallriiulitele, jahutab protsessorit ning tõuseb ja väljub ülemise toru kaudu, kuigi ma tõesti ei tea, kuidas analüüsida, kas see tõesti toimib. Mul oleks ilmselt vaja termokaamerat, et näha, kas sooja vee teoreetiline tee on praktikas sama.

Kui tegemist oli jahutusradiaatori ploki soojuse kõrvaldamise alaga, tahtsin seda lainelise kujuga painutada, et selle pindala maksimeerida. Üritasin skoorida ja painutada, kuid see osutus katastroofiks, sest vähemalt pooled kurvid katkesid. Proovisin CA -ga kõik tükid kokku liimida, kuid nagu me kõik teame, ebaõnnestus see ka armetult. Silikooniga töötas see hästi, kuid kui ma seda uuesti teeksin, kasutaksin paksema fooliumi sarnast ja teeksin ka painutusi teises suunas, nii et soe vesi saaks kanalites kergemini voolata.

Järgmisena, kui kõik kurvid olid tehtud, tihendasin kõik vahed silikooniga, seestpoolt.

Samuti tegin võre 8 tükist alumiiniumist. Kasutasin neid üksteisega ühendamiseks koos silikooniga. Ma ei ole nii kindel, miks ma otsustasin selle teha, ma arvan, et mu mõte oli, et nii ei vaju külili tulev soe vesi sisselasketorudesse, vaid ülevalt alla vajuv külm vesi. Tagantjärele mõte tundub pehmelt öeldes üsna kaugeleulatuv.

Samm: stendi trükkimine ja mõned halvad otsused…

3D printisin aluse, nii Pi kui ka radiaatoriploki jaoks. Panin kokku kõik osad, mille leiate STL -i lisadena. See aitas mind torude lõikamisel ja painutamisel välja, kuigi see pole teie jaoks vajalik, kuna olen esitanud ka painutamise malli. Värvisin pihustiga hõbedaseks, kuid see oli kõige rumalam otsus. Vaatamata heale välimusele pole see tegelikult praktiline, kuna see sisaldab metallipulbrit. See muudab värvi mõnevõrra juhtivaks, mis on halb, kui soovite seda kasutada kõrgepingeelektroonika alusena (lühidalt, see hakkas põlenud plasti lõhna tundma). Pidin välja printima teise hoidiku ioonventilaatori vasktihvtidele, mis on küll hõbedaga trükitud, kuid ei juhi elektrit. Liigume nüüd torude juurde.

Samm: torude lõikamine ja painutamine ning ühendamine

Lõikasin torusektsioonid natuke pikemaks kui vaja, lihtsalt turvalisuse huvides. Painutamise osas võite muidugi kasutada torude painutamise tööriista, kuid kuna mul seda pole, kasutasin selle asemel tasuta meetodit. Võtsin papitüki, liimisin selle ühte otsa ja täitsin toru liivaga. Liiv tasandab pingeid ja minimeerib metalli kortsud. Painutamiseks on kõige lihtsam kasutada näiteks riidenagi või kardinapuu. Ma kontrollisin pidevalt, kas kõik sobib, ja panin ka mõned tükid kokku. Viitena saate kasutada lisatud malli.

Tegin multitööriistaga mõned vajalikud lõiked. Kui torud ühendatakse mõlemal küljel jahutusplokkidega, eemaldati pool torust. Nende torude ühendamiseks kasutasin silikooni. Nüüd oli mul algselt 3 jahutusplokki, kuid otsustasin mitte mälukaardiga vaeva näha, kuna see oli tagaküljel, ja Raspberry Pi eemaldamine oleks keeruline, kuna see oleks mõlemalt poolt kokku kinnitatud. Pealegi on peamine soojusgeneraator protsessor (kuigi ma ei tea tegelikult, miks Etherneti protsessor vajab jahutamist, võib -olla sellepärast, et see tundub nii lahe?). Lõpuks kleepisin lihtsalt tagaküljele jahutusradiaatori ja katsin radiaatori augud metallplaatidega.

Samuti tegin radiaatoriploki ülaossa kaks 6 mm auku ja kinnitasin kahe pikkusega 6 mm toru. Need toimivad täitmis- ja äravoolutorudena, kuid vabastavad vee soojendamisel ka osa rõhust.

Lõpuks kinnitasin radiaatori ülaosa silikooniga.

6. samm: süsteem võtab kuju …

Paigaldasin Raspberry Pi ajutiselt, et olla kindel, et kõik on joondatud. Mõne toru ühendamiseks kasutasin jootmist, kuigi ülejäänud osa tehti silikooniga, ja hoidsin osi kleeplindiga paigal, kuni liim oli kuivanud. Kõigi kinnitamisel veenduge, et silikoon ei satuks jahutusplokkide (mis ühendatakse IC -dega) tagaküljele ega torudesse.

Kui kõik oli kuivanud, tahtsin näha, kas süsteem on veekindel. Seda saab teha, uputades kõik vee alla, näiteks ämbrisse (kui Raspberry Pi on ilmselgelt eemaldatud). Puhusin õle abil ühte äravoolutorusse õhku ja blokeerisin teise pöidlaga. Seal, kus tekivad mullid, on auk ja ma panin sinna rohkem silikooni. Seda korrati seni, kuni mullid enam puudusid.

Täiendavaks kaitseks kandsin vaarikale ja kõikidele selle komponentidele läbipaistvat küünelakki, et see oleks veekindel.

7. samm: lugu ioonventilaatorist

Ioonventilaatori valmistamiseks on kindlasti paremaid ja kiiremaid meetodeid, lihtsaim on lihtsalt võtta kaks metallvõrgust tükki ja ühendada mõlema tuhande voldise kõrgepingeallikaga. Ioonid lähevad positiivse juhtmega ühendatud võrgust ja lendavad negatiivse laenguga võrgu suunas ning lõpuks väljuvad sellest läbi ja jätkavad lendamist, andes seega meile nõrga tuule (Newtoni kolmas seadus). See lähenemine oleks mind mitu tundi hiljem päästnud, kuid siiski pean enda lähenemist (Makezine'i stiil) waaaay cooler (Vaadake, mida ma seal tegin, sõnaga “lahe”? Mitte midagi).

Alustasin negatiivsete võrkude jaoks 85x 5 mm pikkuste 6 mm messingist torude lõikamisega. Ma rühmitasin need kokku 7, 7, kärgstruktuuri kujul. Kasutasin alumiiniumlinti, et neid koos hoida, samal ajal kui need oma kohale kinnitasin. Siinkohal ei suutnud ma jootmisest eemale pääseda, kuna see oli ainus meetod, mis mul oli, et osi ühendada ja ka elektrit juhtida. Seega pidin iga kord suuremaid tükke kokku jootma (mitte Minecrafti omad), aga pidin kõik lindile panema, et midagi laiali ei läheks. Nende kuusnurkade ühendamiseks kasutasin raua asemel butaanipõletit ja lisasin ka mõned väiksemad tükid, et saavutada õige kuju. Ühendasin juhtme ja lihvisin positiivse võre poole jääva külje tasaseks, kuna kõik torud peaksid olema positiivsest võrgust võrdselt kaugel.

Rääkides positiivsest võrgustikust, oli seda sama raske teha. Prindisin välja võre, mille leiate lisana. Lõikasin 85 mõõtmetega tükki 22 võrdse pikkusega isoleerimata vasktraadist. Trükise sulamise vältimiseks jootsin kõik kokku, kui plast oli vee all. Kõik 85 tihvti (nimetagem neid "sondideks", kõlab palju lahedamalt) suruti aukudest läbi ja sondid ühendati ülevalt pikemate traaditükkidega. Need joodeti omakorda juhtme külge, mis ühendatakse hiljem trafoga. Jootmise ajal veenduge, et kõik sondid jääksid ühtlaselt alla, selle veendumiseks kasutasin plastikutükki. Mida täpsem, seda parem! Kandsin igale sondile tilga liimi, et need prindile kinnitada.

Enne kahe võre liimiga kinnitamist testisin ventilaatorit oma toiteallika ja trafo abil. Süsteem ei tohiks kaarida, kuid see peaks tekitama tundliku õhuvoolu läbi negatiivse võrgu (kui tunnete seda positiivsel küljel, olete võib -olla ühendanud trafo väljundjuhtmed vastupidi). Selle magusa koha leidmine võib olla raske, kuid kui sa selle kätte said, kinnita messingist torud liimiga plasti külge.

8. samm: elektritööd ja kõik seadistamine

Kinnitasin ioonventilaatori silikooniga ülaosale, veendudes, et selle metallosad on ülejäänud süsteemist kaugel. Samuti kinnitasin kõrgepinge trafo silikooniga tagaküljele ja ühendasin vastavad väljundjuhtmed vaskjuhtmetega positiivse ja negatiivse võrgu kaudu, veendudes, et nende vahel on õige vahemaa (viimane asi, mida ma soovin, on kaar). Võtsin siis oma toiteallika paljaste juhtmetega ja ühendasin traadid trafo sisendjuhtmetega. Lisage kindlasti isolatsioon.

Järgmisena lisasin jahutusplokkide tagumisele küljele termopasta ja paigaldasin Vaarika koos 4 emaplaadi vaheseinaga.

Lisasin pipeti abil süsteemi vett ja raputasin kindlasti süsteemi (viimane asi, mida soovime, on õhumull, mis on ühte jahutusplokki kinni jäänud). Kui see oli peaaegu täis, kallutasin süsteemi veidi, et vabaneda radiaatori uimede vahele jäänud õhust.

See on lõpuks valmis!

9. samm: lõpp

Pärast seda on ioonjahuti lõpuks valmis! Ma ühendasin Etherneti, toite ja ventilaatori pistiku ja lülitasin kõik sisse. Nüüd on selge, et süsteem pole täiuslik. Radiaatori uimed on silikooniga kaetud sama palju kui mitte, seega kahtlen selle funktsionaalsuses. Kuigi suur osa soojusest hajub niikuinii läbi torude ja jahutusplokkide. Ma ütleksin, et ioonventilaator on parem kui mitte midagi, kuid mitte nii hea kui mehaaniline. Siiski on teil müra ja eluea puudus. Minu mõõtmine selle energiatarbimise kohta oli 5 volti alalisvoolul väärtus 0,52 A. Kuigi väljundpinge on palju suurem, võib see teile haiget teha, seega olge ettevaatlik!

Tõesti kurb on see, et kuigi ma selle endale ja mu sõpradele nautimiseks ehitasin, on nad nüüd Minecrafti mängimisest tüdinenud….

Igatahes, ülalpool leiate mänguvideo, kui olete huvitatud.

Loodan, et teile meeldis see projekt, kui teile meeldis, siis meeldis Instructable ja kaaluge konkursil minu poolt hääletamist:).

Näeme järgmisel Instructable'il!

Head tegemist!