Sistem sa jonskim hlađenjem za vaš Raspberry Pi server servera!: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Hi Makers!

Malo prije sam dobio Raspberry Pi, ali nisam znao šta ću s njim. Nedavno se Minecraft vratio u popularnost, pa sam odlučio postaviti Minecraft server za sebe i prijatelje.

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

Dakle, u ovom Instructable -u ću vam pokazati kako napraviti prilično loš. Uključivat će vodenu hlađenu petlju, bez pokretnih dijelova, jer će se radijator hladiti opcionalnim ionskim ventilatorom. Priznajem da sam se jednako fokusirao na dizajn kao i na funkcionalnost. Za instalaciju samog servera postoje brojni vodiči na mreži. 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 sistemom!

Supplies

0,7 mm lima bakra ili aluminija

4 mm i

6 mm bakrene, mjedene ili aluminijske cijevi¨

Filament za 3D štampanje (i štampač!)

Neka bakrena žica promjera 22

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

2x zidni adapter od 5 volti (jedan sa mikro USB konektorom, drugi samo sa golim žicama)

4x adapteri za kućište matične ploče.

Ljepilo (po mogućnosti silikonsko)

Termalna pasta

Lemilica sa lemljenjem

Predlošci

I čekaj! 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 dolara, ali aluminij bi bio daleko jeftiniji od toga. Izradit ću module hladnjaka od lima i povezat ću različite module s 4 mm mjedenom i bakrenom cijevi, 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 je bio samo da sve lemim 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 "kratkim" bilješkama ispod.

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 je iscurila. Ako neko zna odgovor šta je uzrok tome, volio bih znati. Na kraju sam morao rastaviti sistem i sve ponovo sastaviti silikonom. Nadam se da će ovo konačno uspjeti, jer je silikon manje reaktivan (ali vrijeme će pokazati).

Veći dio snimljenog materijala nikada više nije 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 limov bakar, za radijatorski blok sam koristio aluminij. 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, prilikom rukovanja 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 sa dizajniranjem hladnijih blokova. Predloške dizajna za sve, i za blokove, ali i za dimenzije cijevi, možete pronaći kao dodatke. 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 sistem, ali ne brinite, nije tako teško.

U svakom slučaju, ispisao sam predloške i pričvrstio 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 bučna!). 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 ovaj način zavoji će biti ravniji i definiraniji. Nakon što su svi zavoji napravljeni, uklonio sam predložak.

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

Kada je u pitanju područje odlaganja topline u bloku hladnjaka, htio sam ga saviti na valovit način, kako bih povećao njegovu površinu. Pokušao sam postići pogodak i saviti se, ali pokazalo se da je ovo katastrofa, jer je barem polovica zavoja pukla. Pokušao sam zalijepiti sve dijelove zajedno s CA -om, ali kao što svi znamo, ovo također nije uspjelo. 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 kanale.

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

Napravio sam i rešetku od 8 komada aluminijuma. Koristio sam tehniku međusobnog povezivanja da ih povežem jedan s drugim, zajedno sa silikonom. Nisam baš siguran zašto sam se odlučio za ovo, pretpostavljam da sam mislio da na ovaj način topla voda koja dolazi sa strane neće potonuti do dovodnih cijevi, ali bi potonula hladna voda odozgo. Gledajući unatrag, ideja se u najmanju ruku čini prilično izmišljenom.

Korak 4: Štampanje štanda i neke loše odluke…

3D sam odštampao postolje, i za Pi i za radijatorski blok. Sastavio sam sve dijelove koje možete pronaći kao STL dodatke. 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 provodljiva, što je loše ako je želite koristiti kao postolje za visokonaponsku elektroniku (ukratko, počela je mirisati izgorjelu plastiku). Morao sam odštampati još jedan držač za bakrene igle ionskog ventilatora, koji iako je odštampan u srebru, ne provodi električnu struju. Pređimo sada na cijevi.

Korak 5: Rezanje i savijanje i spajanje cijevi

Presekao sam delove cevi malo duže 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 karniše. Stalno sam provjeravao da li će sve odgovarati, a i sastavio sam neke dijelove u hodu. Kao referencu možete koristiti priloženi predložak.

Napravio sam neke potrebne rezove s više alata. Tamo gdje će se cijevi spojiti s obje strane na hladnije blokove, polovica cijevi je uklonjena. Za spajanje ovih cijevi koristio sam silikon. Prvobitno sam namjeravao imati 3 hladnija bloka, ali odlučio sam se ne zamarati onim za memoriju jer se nalazio na stražnjoj strani, a uklanjanje Raspberry Pi -a bilo bi teško jer bi se spojili s obje strane. Osim toga, glavni generator topline je CPU (iako, zaista 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 dužine cijevi od 6 mm. One će funkcionirati kao cijevi za punjenje i odvodnjavanje, ali će i otpuštati dio pritiska dok se voda zagrijava.

Na kraju sam gornji dio radijatora učvrstio silikonom.

Korak 6: Sistem dobija oblik …

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

Nakon što se sve osušilo, htio sam vidjeti je li sistem vodootporan. To se može učiniti potapanjem svega u vodu, na primjer u kantu (sa 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 tamo 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 jonskom 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. Joni će izaći iz mreže povezane s pozitivnom žicom i odletjeti prema mreži s negativnim nabojem, a na kraju će izaći kroz nju i nastaviti letjeti, dajući nam tako slab vjetar (Newtonov treći zakon). Ovaj pristup bi me uštedio mnogo sati kasnije, ali ipak, smatram da je moj vlastiti pristup (Makezine stil) vaaaay hladniji (Vidite šta sam tamo uradio, s riječju "cool"? Nema veze).

Počeo sam tako što sam izrezao cijevi od mesinga od 6 mm dužine 85x5 mm za negativnu rešetku. Skupio sam ih zajedno 7 u 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 koja je mogla spojiti dijelove i provoditi struju. Zato sam svaki put kada sam lemio veće komade (ne one u Minecraftu), morao sam sve zalijepiti da se ništa ne bi raspalo. Koristio sam buhansku svjetiljku umjesto željeza za povezivanje ovih šesterokuta, a dodao sam i nekoliko manjih komada kako bih postigao 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. Odštampao sam rešetku, koja se može naći kao prilog. Odsekao sam 85 komada sa neizolovane bakarne žice od 22 metra iste dužine. Da bih spriječio otapanje otiska, sve sam lemio zajedno dok je plastika bila pod vodom. Svaki od 85 pinova (nazovimo ih "sonde", zvuči mnogo hladnije) je proguran 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 sondu sam nanio kap ljepila kako bih ih pričvrstio za otisak.

Prije nego što sam dvije mreže pričvrstio ljepilom, testirao sam ventilator sa svojim napajanjem i transformatorom. Sistem 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 za plastiku ljepilom.

Korak 8: Električni radovi i postavljanje svega

Ion ventilator sam učvrstio na vrh silikonom pazeći da njegovi metalni dijelovi budu daleko od ostatka sistema. 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 prilično malo udaljenosti između njih (posljednje što želim je lučenje). Zatim sam uzeo napajanje golim žicama i spojio žice s ulaznim na transformatoru. Obavezno dodajte izolaciju.

Zatim sam dodao termalnu pastu na stražnju stranu hladnjačkih blokova i montirao Raspberry sa 4 stalka na matičnoj ploči.

Dodao sam vodu u sistem pipetom i pobrinuo se da protresem sistem (posljednja stvar koju želimo je mjehurić zraka zarobljen u jednom od rashladnih blokova). Kad se skoro napunio, malo sam nagnuo sistem kako bih se riješio zraka zarobljenog između peraja hladnjaka.

Konačno je gotovo!

Korak 9: Kraj

Nakon svega ovoga, Ion Cooler je konačno završen! Priključio sam Ethernet, napajanje i ventilator i sve uključio. Sada je očigledno da sistem nije savršen. Rebra hladnjaka podjednako su prekrivena silikonom, pa dovodim u pitanje njegovu funkcionalnost. Iako se veliki dio topline ipak 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 tužna stvar da su se, iako sam je izgradio za mene i moje prijatelje, dosadili igrati Minecraft …

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

Nadam se da vam se svidio ovaj projekat, ako vam se svidio, sviđa vam se Instructable i razmislite o tome da glasate za mene na takmičenju:).

Vidimo se na sljedećem Instructable!

Sretno stvaranje!