Sustav s ionskim hlađenjem za vaš Raspberry Pi poslužitelj igara!: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Pozdrav tvorci!

Prije nekog vremena dobio sam Raspberry Pi, ali zapravo nisam znao što bih s njim. Nedavno se Minecraft vratio u popularnost, pa sam odlučio postaviti Minecraft poslužitelj za sebe i svoje prijatelje.

Pa pokazalo se da sam to samo ja: /. U svakom slučaju, sad mi treba prilično ozbiljan hladnjak koji može rashladiti poslužitelj …

Dakle, u ovom Instructable -u pokazat ću vam kako napraviti prilično loš. Uključivat će petlju hlađenu vodom, bez pokretnih dijelova, jer će se radijator hladiti dodatnim ionskim ventilatorom. Priznajem da sam se jednako usredotočio na dizajn kao i na funkcionalnost. Za instalaciju samog poslužitelja na mreži postoje brojni vodiči. Pratio sam ovaj video. Ako želite omogućiti drugima igru, morat ćete i preusmjeriti usmjerivač na port, postoji mnogo informacija za to na mreži. U svakom slučaju, krenimo s hladnijim sustavom!

Pribor

0,7 mm lima bakra ili aluminija

4 mm i

6 mm bakrene, mjedene ili aluminijske cijevi¨

Filament za 3D ispis (i pisač!)

Neka bakrena žica promjera 22

Visokonaponski AC-transformator (može se pronaći na raznim web stranicama na mreži, molimo rukujte oprezno!)

2x 5-voltni zidni adapteri (jedan s mikro USB priključkom, drugi samo s golim žicama)

4x adapteri za kućište matične ploče.

Ljepilo (po mogućnosti silikonsko)

Termalna pasta

Lemilica s lemljenjem

Predlošci

I čekajte! Zaboravio sam Raspberry Pi !!

Korak 1: Izbor materijala

Prije nego što smo požurili u njegovu izradu, morao sam pronaći građevinski materijal s pravim svojstvima, za koji se pokazalo da je bakar. Ima slična toplinska svojstva kao srebro koje je najbolji metal koji provodi toplinu. To je važno jer želimo prenijeti toplinu iz CPU -a i drugih IC -a u tekućinu, a zatim učinkovito u zrak. Bakar je prilično skup, međutim, bio je ključan za ovaj projekt. Ako želite pronaći alternativu, aluminij bi to bio, jer također dobro provodi toplinu. Ovaj lim od bakra od 0,7 mm koštao me oko 30 USD, ali aluminij bi bio daleko jeftiniji od toga. Izradit ću module hladnjaka od lima, a različite module povezat ću s mesinganim i bakrenim cijevima od 4 mm, ali naravno da biste u tu svrhu mogli jednostavno koristiti i aluminijske ili plastične cijevi.

Za spajanje svih dijelova trebat će vam i neka vrsta ljepila. Moj neposredni izbor bio je samo sve lemiti zajedno. Međutim, u ovom slučaju toplinska svojstva bakra zapravo djeluju protiv mene, jer čim sam htio lemiti dijelove zajedno, svi spojevi pored njega su se počeli topiti. Stoga sam potražio druge alternative, više o tome u "brzim" bilješkama u nastavku.

Korak 2: Neke kratke bilješke

Kao alternativu lemljenju, isprobao sam 5-minutni brzi epoksid, spoj od sintetičkog metala i CA ljepilo (super ljepilo). Epoksid se zapravo nije spojio, sintetički metal nikada nije očvrsnuo i činilo se da super ljepilo radi dobro, a svoju je manu pokazalo tek nakon nekoliko tjedana, kada je bakar počeo korodirati i ljepilo se raspaslo. Osušeno ljepilo je nekako reagiralo, nisam siguran jesu li to uzrok voda, aluminij ili soda bikarbona koju sam koristio kao aktivator, iako se isto dogodilo u blizini bakra. Rezultat je bio da je nakon što se ljepilo počelo raspadati, sva voda iscurila. Ako netko zna odgovor na uzrok toga, volio bih znati. Konačno, morao sam rastaviti sustav i sve ponovno sastaviti silikonom. Nadam se da će ovo napokon uspjeti jer je silikon puno manje reaktivan (ali samo će vrijeme pokazati).

Veći dio snimljenog materijala nikada nije ponovno snimljen, pa samo da znate, na svim slikama koje vidite kako nanosim super ljepilo, umjesto toga trebate koristiti silikon.

Još jedna napomena je da dok sam gore naveo da sam koristio limani bakar, koristio sam aluminij za blok radijatora. Mnogo je veći i manje se zagrijava pa će jeftiniji aluminij raditi sasvim u redu.

Što se tiče transformatora, pokušao sam koristiti Neonski transformator od 15 dolara, ali nažalost nisam uspio. Ono što je uspjelo su jeftini jeftini pojačani transformatori od 3 dolara. Većina ovih, poput ove, ima radni napon od 3,6 do 6 volti, što je savršeno za našu primjenu. Izlazni napon je oko 400 000 volti, stoga budite oprezni pri rukovanju i nemojte mu se previše približavati tijekom rada. Nadalje, pri rukovanju nakon rada, molimo vas da ispraznite transformator kratkim spojem na izlaznim vodovima odvijačem ili slično.

Korak 3: Rezanje i savijanje limova i brtvljenje blokova

Počeo sam s projektiranjem hladnijih blokova. Predloške dizajna za sve, i za blokove, ali i za dimenzije cijevi, možete pronaći kao nastavke. Ovi dizajni su za Raspberry Pi 3 model B, međutim mislim da bi također trebali biti kompatibilni s B+, jer se dva razlikuju samo u podignutom metalnom kućištu CPU -a u smislu faktora oblika (barem za dijelove do kojih nam je stalo). Ako želite ovo napraviti za novi Raspberry Pi 4, morat ćete sami dizajnirati sustav, ali ne brinite, nije tako teško.

U svakom slučaju, ispisala sam predloške i pričvrstila ih na bakar i aluminij dvostranom trakom. Izrezao sam sve dijelove škarama za metal. Naravno, može se koristiti i Dremel alat, ali smatram da su škare daleko brža metoda (i manje bučne!). Nakon toga sam savio stranice. Za to sam koristio porok, ali sam izbjegao kliješta s iglastim nosom, a umjesto toga koristio sam par kliješta s ravnim nosom (zapravo ne znam kako se zove) gdje porok nije bio održiv. Na taj će način zavoji biti ravniji i definiraniji. Nakon što su napravljeni svi zavoji, uklonio sam predložak.

Unutar hladnjaka blokirao sam nekoliko komada metala, nagnutih prema gore (kad su montirani na mjestu). Teorija koja stoji iza ovoga je da će hladna voda ući sa strana, "uhvatiti se" u metalne police, ohladiti CPU, a zatim ustati i izaći kroz gornju cijev, iako zapravo ne znam kako analizirati radi li to doista. Vjerojatno bi mi trebala termovizijska kamera da vidim je li teoretski put tople vode zapravo isti u praksi.

Kad je riječ o području odlaganja topline bloka hladnjaka, htio sam ga saviti na valovit način, kako bih povećao njegovu površinu. Pokušao sam zabiti i savijati se, ali pokazalo se da je to katastrofa jer je pukla barem polovica zavoja. Pokušao sam sve dijelove zalijepiti zajedno s CA -om, ali kao što svi znamo, i ovo je strašno propalo. Sa silikonom je dobro funkcionirao, ali ako bih ovo ponovio, upotrijebio bih nešto poput deblje folije, a savijanja bih napravio i u drugom smjeru, tako da topla voda može lakše teći u kanalima.

Zatim, kad su svi zavoji napravljeni, sve sam praznine zapečatio silikonom, iznutra.

Napravio sam i rešetku od 8 komada aluminija. Upotrijebio sam tehniku međusobnog povezivanja za njihovo povezivanje, zajedno sa silikonom. Nisam baš siguran zašto sam se odlučio na ovo, pretpostavljam da sam mislio da na ovaj način topla voda koja dolazi bočno neće potonuti do dovodnih cijevi, ali hladna voda koja tone, odozgo bi. Gledajući unatrag, ideja se u najmanju ruku čini prilično promišljenom.

Korak 4: Ispis postolja i neke loše odluke…

3D sam ispisao stalak, i za Pi i za radijatorski blok. Sastavio sam sve dijelove koje možete pronaći kao STL nastavke. To mi je pomoglo pri rezanju i savijanju cijevi, iako vam to neće biti potrebno, jer sam također dao predložak za savijanje. Poprskala sam ga srebrnom bojom, ali to je bila najgluplja odluka. Vidite, unatoč dobrom izgledu, nije baš praktično jer sadrži metalni prah. Zbog toga je boja donekle vodljiva, što je loše ako je želite koristiti kao stalak za visokonaponsku elektroniku (ukratko, počela je mirisati izgorjelu plastiku). Morao sam ispisati još jedan držač za bakrene igle ionskog ventilatora, koji iako je ispisan u srebru, ne provodi električnu struju. Pređimo sada na cijevi.

Korak 5: Rezanje i savijanje i spajanje cijevi

Presjekao sam dijelove cijevi nešto dulje nego što je potrebno, samo da budem siguran. Što se tiče savijanja, naravno možete koristiti alat za savijanje cijevi, ali kako ga nemam, umjesto toga sam upotrijebio besplatnu metodu. Uzeo sam komad kartona, zalijepio ga na jedan kraj i cijev napunio pijeskom. Pijesak će izravnati stres i smanjiti nabore u metalu. Za savijanje najlakše je upotrijebiti nešto poput stalka za odjeću ili zavjese. Stalno sam provjeravao je li sve u redu, a također sam i sastavio neke komade u hodu. Kao referencu možete koristiti priloženi predložak.

Napravio sam neke potrebne rezove s više alata. Tamo gdje će se cijevi s obje strane spojiti na hladnije blokove, polovica cijevi je uklonjena. Za spajanje ovih cijevi koristio sam silikon. Prvotno sam namjeravao imati 3 hladnija bloka, ali odlučio sam se ne zamarati s onim za memoriju jer se nalazio na stražnjoj strani, a uklanjanje Raspberry Pi -a bilo bi teško ako se spoji s obje strane. Osim toga, glavni generator topline je CPU (iako, zapravo ne znam zašto bi Ethernet procesoru trebalo hlađenje, možda zato što izgleda tako super?). Na kraju sam samo zalijepio hladnjak na stražnju stranu, a rupe na radijatoru pokrio metalnim pločama.

Napravio sam i dvije rupe od 6 mm na vrhu radijatorskog bloka i pričvrstio dvije duljine cijevi od 6 mm. Oni će funkcionirati kao cijevi za punjenje i odvodnju, ali će i otpuštati dio tlaka dok se voda zagrijava.

Na kraju sam gornji dio radijatora učvrstio silikonom.

Korak 6: Sustav dobiva oblik …

Privremeno sam montirao Raspberry Pi, kako bih bio siguran da je sve usklađeno. Za spajanje nekih cijevi koristio sam lemljenje, iako je ostalo učinjeno silikonom, a dijelove sam držao ljepljivima, sve dok se ljepilo nije osušilo. Kad sve učvršćujete, pazite da silikon ne dođe na stražnju stranu hladnjaka (koji će se spojiti na IC), kao ni u cijevi.

Nakon što se sve osušilo, htio sam vidjeti je li sustav vodootporan. To se može učiniti potapanjem svega pod vodu, na primjer u kantu (s uklonjenom Raspberry Pi, očito). Uz pomoć slamke upuhao sam zrak u jednu od odvodnih cijevi, a drugu blokirao palcem. Tamo gdje se pojave mjehurići, postoji rupa i tu sam nanio još silikona. To se ponavljalo sve dok više nije bilo mjehurića.

Za dodatnu zaštitu, nanela sam prozirni lak za nokte na malinu i na sve njezine komponente, kako bi djelovala kao neka hidroizolacija.

Korak 7: Priča o ionskom ventilatoru

Sigurno postoje bolje i brže metode za izradu ionskog ventilatora, najjednostavnije je uzeti dva komada metalne mreže i spojiti nekoliko tisuća voltnih izvora visokog napona na oba. Ioni će izaći iz mreže povezane s pozitivnom žicom i odletjeti prema negativno nabijenoj mreži, a napokon će izaći kroz nju i nastaviti letjeti, dajući nam tako slab vjetar (Newtonov treći zakon). Ovaj pristup bi mi uštedio mnogo sati kasnije, ali ipak, smatram da je moj vlastiti pristup (Makezine stil) waaaay hladniji (Pogledajte što sam tamo napravio, s riječi "cool"? Nema veze).

Počeo sam s rezanjem 85x5 mm duljine mjedene cijevi od 6 mm, za negativnu rešetku. Skupio sam ih zajedno, 7 prema 7, u obliku saća. Koristio sam aluminijsku traku da ih držim zajedno dok sam ih učvršćivao na mjestu. Ovdje nisam mogao pobjeći od lemljenja, jer je to jedina metoda koju sam imao koji je mogao spojiti dijelove i provoditi električnu energiju. Stoga sam svaki put kada sam lemio veće komade (ne one u Minecraftu), morao sam sve zalijepiti da se ništa ne bi raspalo. Koristio sam bukarsku svjetiljku umjesto željeza za povezivanje ovih šesterokuta, a također sam dodao i nekoliko manjih komada kako bih dobio pravi oblik. Spojio sam žicu i brusio stranu okrenutu prema pozitivnoj mreži, jer bi sve cijevi trebale biti jednako udaljene od pozitivne rešetke.

Kad smo već kod pozitivne rešetke, to je bilo jednako teško napraviti. Ispisao sam rešetku koja se može pronaći kao privitak. Odrezao sam 85 komada s neizolirane bakrene žice promjera 22, jednake duljine. Kako bih spriječio otapanje ispisa, sve sam lemio zajedno dok je plastika bila pod vodom. Svaki od 85 pinova (nazovimo ih "sondama", zvuči mnogo hladnije) proguran je kroz rupe, a sonde su spojene na duže komade žice s vrha. Oni su zauzvrat lemljeni na žicu koja će se kasnije spojiti na transformator. Prilikom lemljenja pazite da se sve sonde jednako lijepe, upotrijebio sam komad plastike da se u to uvjerim. Što preciznije, to bolje! Na svaku sam sondu nanio kap ljepila kako bih ih učvrstio za otisak.

Prije nego što sam dvije mreže pričvrstio ljepilom, isprobao sam ventilator s napajanjem i transformatorom. Sustav ne bi trebao imati luk, ali bi trebao stvarati osjetnu struju zraka kroz negativnu mrežu (ako to osjetite na pozitivnoj strani, možda ste obrnuto spojili izlazne žice transformatora). Može biti teško pronaći ovo slatko mjesto, ali kad ga dobijete, pričvrstite mjedene cijevi na plastiku ljepilom.

Korak 8: Električni radovi i postavljanje svega

Ionski ventilator pričvrstio sam na vrh silikonom pazeći da njegovi metalni dijelovi budu daleko od ostatka sustava. Također sam fiksirao visokonaponski transformator na stražnju stranu silikonom i spojio odgovarajuće izlazne žice na bakrene žice s pozitivne i negativne mreže, pazeći da postoji dosta razmaka između njih (posljednje što želim je lučenje). Zatim sam uzeo napajanje golim žicama i spojio žice s ulaznim transformatorom. Svakako dodajte izolaciju.

Zatim sam na stražnju stranu hladnjaka postavio termalnu pastu i montirao Raspberry s 4 postolja na matičnoj ploči.

Dodao sam vodu u sustav pipetom i pobrinuo se da se sustav protrese (posljednje što želimo je mjehurić zraka zarobljen u jednom od rashladnih blokova). Kad se skoro napunio, malo sam nagnuo sustav kako bih se riješio zraka zarobljenog između peraja hladnjaka.

Napokon je gotovo!

Korak 9: Kraj

Nakon svega ovoga, Ion Cooler je konačno gotov! Uključio sam Ethernet, napajanje i ventilator i sve napajao. Sada je očito da sustav nije savršen. Rebra hladnjaka podjednako su prekrivena silikonom, pa dovodim u pitanje njegovu funkcionalnost. Iako se velik dio topline svejedno raspršuje kroz cijevi i rashladne blokove. Rekao bih da je Ion Fan bolji nego ništa, ali nije tako dobar kao mehanički. Međutim, tu imate nedostatak buke i vijeka trajanja. Moje mjerenje potrošnje energije dobilo je vrijednost od 0,52 A na 5 V DC. Iako je izlazni napon mnogo veći, mogao bi vam naštetiti, stoga budite oprezni!

Zaista je žalosno što su, iako sam ga izgradio za sebe i svoje prijatelje, sada dosadilo igrati Minecraft …

U svakom slučaju, gore možete pronaći video zapis igre, ako vas zanima.

Nadam se da vam se svidio ovaj projekt, ako vam se svidio, sviđa se Instructable i razmislite o glasovanju za mene na natječaju:).

Vidimo se na sljedećem Instructable!

Sretno u izradi!