Sistem răcit cu ion pentru serverul dvs. de jocuri Raspberry Pi !: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Bună, Makers!

Cu ceva timp în urmă am primit Raspberry Pi, dar nu știam cu adevărat ce să fac cu el. Recent, Minecraft a revenit în popularitate, așa că am decis să înființez un server Minecraft pentru ca eu și prietenii mei să ne bucurăm.

Ei bine, sa dovedit a fi doar eu: /. Oricum, acum am nevoie de un cooler destul de serios, care poate răci serverul …

Deci, în acest Instructable, vă voi arăta cum să faceți unul destul de rău. Acesta va include o buclă răcită cu apă, fără piese în mișcare, deoarece radiatorul va fi răcit de un ventilator ionic opțional. Acum recunosc că m-am concentrat la fel de mult pe design, cât și pe funcționalitate. Pentru instalarea serverului în sine, există numeroase tutoriale online. Am urmărit acest videoclip. Dacă doriți să permiteți celorlalți să joace, va trebui, de asemenea, să vă redirecționați routerul, există o mulțime de informații pentru acest lucru online. Oricum, haideți să facem cu sistemul mai rece!

Provizii

Foaie de cupru sau aluminiu de 0,7 mm

4 mm și

Țevi de cupru, alamă sau aluminiu de 6 mm¨

Filament de imprimare 3D (și o imprimantă!)

Unele sârme de cupru de calibru 22

Un transformator de curent alternativ de înaltă tensiune (poate fi găsit pe diverse site-uri online, vă rugăm să manipulați cu grijă!)

2x adaptoare de perete de 5 volți (unul cu un conector micro USB, celălalt doar cu fire goale)

4x adaptoare de șasiu pentru placa de bază.

Un adeziv (de preferință silicon)

Pasta termică

Un fier de lipit cu lipit

Șabloanele

Si asteapta! Am uitat Raspberry Pi !!

Pasul 1: Alegerea materialelor

Înainte să ne grăbim să-l realizăm, am avut nevoie să găsesc un material de construcție cu proprietățile potrivite, care sa dovedit a fi cupru. Are proprietăți termice similare cu argintul, care este cel mai bun metal conductor de căldură. Acest lucru este important, deoarece vrem să transferăm căldura de la procesor și alte circuite integrate la lichid și apoi să ieșim în aer în mod eficient. Cuprul este destul de scump, cu toate acestea, a fost crucial pentru acest proiect. Dacă doriți să găsiți o alternativă, aluminiul ar fi una, deoarece conduce și căldura bine. Această foaie de cupru de 0,7 mm m-a costat în jur de 30 USD, dar aluminiu ar fi mult mai ieftin decât atât. Voi face modulele blocului de răcire din foaie și voi conecta diferitele module cu tuburi de alamă și cupru de 4 mm, dar, desigur, ai putea folosi la fel de ușor tuburi din aluminiu sau plastic în acest scop.

De asemenea, veți avea nevoie de un fel de adeziv pentru a vă conecta toate piesele. Alegerea mea imediată a fost doar să lipesc totul împreună. Cu toate acestea, în acest caz, proprietățile termice ale cuprului sunt de fapt împotriva mea, deoarece de îndată ce am vrut să lipesc piese împreună, toate conexiunile de lângă acesta au început să se topească. Așa că am căutat alte alternative, mai multe despre asta în notele „rapide” de mai jos.

Pasul 2: câteva note rapide

Ca alternativă la lipire, am încercat un epoxid rapid de 5 minute, un compus sintetic din metal și lipici CA (super lipici). Epoxidul nu s-a legat cu adevărat, metalul sintetic nu s-a vindecat niciodată și super-adezivul părea să funcționeze bine și și-a arătat defectul doar după câteva săptămâni, când cuprul a început să se corodeze și lipiciul s-a prăbușit până la dispariția sa. Adezivul uscat a reacționat cumva, nu sunt sigur dacă apa, aluminiul sau bicarbonatul de sodiu pe care le-am folosit ca activator sunt cele care provoacă acest lucru, deși același lucru s-a întâmplat în apropierea cuprului. Rezultatul a fost că, după ce lipiciul a început să se prăbușească, toată apa s-a scurs. Dacă cineva știe răspunsul la ceea ce a provocat acest lucru, mi-ar plăcea să știu. În cele din urmă, a trebuit să demontez sistemul și să remontez totul cu silicon. Sper că acest lucru va funcționa în cele din urmă, deoarece siliconul este mult mai puțin reactiv (dar numai timpul ne va da seama).

O mare parte a filmărilor nu au fost niciodată reînregistrate, așa că, pentru a ști, în toate imaginile pe care le vedeți aplicând super lipici, ar trebui să folosiți silicon.

O altă notă este că, în timp ce afirm mai sus că am folosit foi de cupru, am folosit aluminiu pentru blocul radiatorului. Este mult mai mare și se încălzește mai puțin, astfel încât aluminiul mai ieftin va funcționa bine.

În ceea ce privește transformatoarele, am încercat să folosesc un transformator Neon de 15 USD, dar din păcate nu am reușit să funcționeze. Ceea ce a funcționat a fost transformatoarele step-up ieftine cu 3 dolari sau așa de ieftine. Cele mai multe dintre acestea, cum ar fi acesta, au o tensiune de funcționare de 3,6 până la 6 volți, ceea ce este perfect pentru aplicația noastră. Tensiunea de ieșire este de aproximativ 400 000 de volți, așa că vă rugăm să fiți atenți atunci când manipulați și nu vă apropiați prea mult de ea în timpul funcționării. Mai mult, atunci când manipulați după operare, vă rugăm să descărcați transformatorul scurtcircuitând cablurile de ieșire cu o șurubelniță sau altele.

Pasul 3: Tăierea și îndoirea foilor și sigilarea blocurilor

Am început prin proiectarea blocurilor mai reci. Puteți găsi șabloanele de proiectare pentru orice, atât blocurile, cât și dimensiunile tubului, ca atașamente. Aceste modele sunt pentru Raspberry Pi 3 modelul B, totuși cred că ar trebui să fie compatibile și cu B +, deoarece cele două diferă doar în carcasa metalică ridicată a procesorului în ceea ce privește factorul de formă (cel puțin pentru piesele care ne interesează). Dacă doriți să faceți acest lucru pentru noul Raspberry Pi 4, va trebui să proiectați singur sistemul, dar nu vă faceți griji, nu este atât de dificil.

Oricum, am tipărit șabloanele și le-am atașat la cupru și aluminiu cu bandă dublă. Am decupat toate piesele cu foarfece metalice. Desigur, poate fi folosit și un instrument Dremel, dar consider că foarfeca este o metodă mult mai rapidă (și mai puțin zgomotoasă!). După aceea, am aplecat părțile laterale. Am folosit un menghin pentru asta, dar am evitat cleștele cu nas și, în schimb, am folosit o pereche de clești cu nas plat (nu prea știu numele acestuia) în care menghina nu era viabilă. În acest fel, coturile vor fi mai drepte și mai definite. După ce s-au făcut toate îndoirile, am eliminat șablonul.

În interiorul blocurilor mai reci, am asigurat câteva bucăți de metal, înclinate în sus (când sunt montate în poziție). Acum, teoria din spatele acestui lucru este că apa rece va intra prin părțile laterale și „va fi prinsă” în rafturile metalice, va răci CPU-ul și apoi se va ridica și va ieși prin conducta superioară, deși nu știu cum pentru a analiza dacă funcționează efectiv. Probabil aș avea nevoie de o cameră termică pentru a vedea dacă traseul teoretic al apei calde este de fapt același în practică.

Când a venit vorba de zona de eliminare a căldurii a blocului de radiator, am vrut să-l îndoi într-un mod ondulat, pentru a-i maximiza suprafața. Am încercat să înscriu și să mă aplec, dar acest lucru sa dovedit a fi un dezastru, deoarece cel puțin jumătate din coturi s-au rupt. Am încercat să lipesc toate piesele împreună cu CA, dar, după cum știm cu toții, acest lucru a eșuat lamentabil. A funcționat bine cu silicon, dar dacă aș face din nou acest lucru, aș folosi ceva de genul unei folii mai groase și aș face și coturile în cealaltă direcție, astfel încât apa caldă să poată curge în canale cu mai multă ușurință.

Apoi, când s-au făcut toate coturile, am sigilat toate golurile cu silicon, din interior.

Am făcut și o grilă din 8 bucăți de aluminiu. Am folosit o tehnică de interblocare pentru a le conecta între ele, împreună cu silicon. Nu sunt atât de sigur de ce am decis să fac asta, cred că gândul meu a fost că astfel apa caldă care vine lateral nu se va scufunda până la conductele de admisie, dar apa rece scufundată, de sus, ar face-o. În retrospectivă, ideea pare destul de îndepărtată ca să spunem cel puțin.

Pasul 4: Tipărirea suportului și câteva decizii proaste …

Am imprimat 3D un suport, atât pentru Pi, cât și pentru blocul radiatorului. Am asamblat toate piesele, pe care le puteți găsi ca atașamente STL. Acest lucru m-a ajutat cu tăierea și îndoirea tuburilor, deși acest lucru nu va fi necesar pentru dvs., deoarece am oferit și un șablon pentru îndoire. Am vopsit-o cu argint, dar aceasta a fost cea mai stupidă decizie. Vedeți, în ciuda aspectului frumos, nu este chiar practic, deoarece conține pulbere de metal. Acest lucru face ca vopseaua să fie oarecum conductivă, ceea ce este rău dacă doriți să o utilizați ca suport pentru electronice de înaltă tensiune (pe scurt, a început să miroasă a plastic ars). A trebuit să imprim un alt suport pentru pinii de cupru ai ventilatorului ionic, care, deși este imprimat în argint, nu conduce electricitate. Acum, să trecem la tuburi.

Pasul 5: tăierea și îndoirea și conectarea țevilor

Am tăiat secțiunile țevii puțin mai mult decât era necesar, doar pentru a fi în siguranță. Când vine vorba de îndoire, puteți folosi desigur un instrument de îndoire a țevilor, dar, deoarece nu am, am folosit o metodă gratuită. Am luat o bucată de carton și am lipit-o la un capăt și am umplut tubul cu nisip. Nisipul va uniformiza stresul și va reduce la minimum cutele metalului. Pentru îndoire, este mai ușor să folosiți ceva de genul unui suport pentru haine sau a unei tije de perdea. M-am asigurat să verific în permanență pentru a fi sigur că totul se va potrivi și, de asemenea, am asamblat câteva piese pe măsură ce mergeam. Ca referință, puteți utiliza șablonul atașat.

Am făcut câteva tăieturi necesare cu un instrument multiplu. În cazul în care conductele se vor conecta de ambele părți la blocurile de răcire, jumătate din conductă a fost îndepărtată. Am folosit silicon pentru a conecta aceste țevi. Acum, inițial aveam să am 3 blocuri mai cool, dar am decis să nu mă deranjez cu cel pentru memorie, deoarece se afla pe partea din spate, iar îndepărtarea Raspberry Pi ar fi dificilă cu prinderea împreună de ambele părți. În plus, principalul generator de căldură este procesorul (totuși, nu știu de ce procesorul Ethernet ar avea nevoie de răcire, poate pentru că arată atât de cool?). Am ajuns doar să lipesc un radiator pe partea din spate și am acoperit găurile radiatorului cu plăci metalice.

De asemenea, am făcut două găuri de 6 mm în partea superioară a blocului radiatorului și am asigurat două lungimi ale țevii de 6 mm. Acestea vor funcționa ca conducte de umplere și de scurgere, dar vor elibera, de asemenea, o parte din presiune pe măsură ce apa se încălzește.

În cele din urmă, am asigurat partea superioară a radiatorului cu silicon.

Pasul 6: Sistemul ia formă …

Am montat temporar Raspberry Pi, pentru a fi sigur că totul a fost aliniat. Am folosit lipirea pentru a conecta niște țevi, deși restul a fost realizat cu silicon și am ținut piesele în poziție cu lipici, până când lipiciul s-a uscat. Când fixați totul, asigurați-vă că nu introduceți silicon pe partea din spate a blocurilor de răcire (care se vor conecta la circuite integrate), precum și în orice țevi.

După ce totul s-a uscat, am vrut să văd dacă sistemul este impermeabil. Acest lucru se poate face prin scufundarea a tot ce se află sub apă, de exemplu într-o găleată (cu Raspberry Pi eliminat, evident). Cu ajutorul unui paie, am suflat aer într-una din conductele de scurgere și am blocat-o pe cealaltă cu degetul mare. Acolo unde apar bule, există o gaură și am aplicat mai mult silicon acolo. Acest lucru s-a repetat până când nu mai existau bule.

Pentru o protecție suplimentară, am aplicat ojă transparentă pe zmeură și pe toate componentele sale, pentru a acționa ca niște hidroizolații.

Pasul 7: Povestea ventilatorului Ion

Există cu siguranță metode mai bune și mai rapide pentru a face un ventilator de ion, cel mai simplu este doar să luați două bucăți de plasă metalică și să conectați câteva surse de înaltă tensiune de câteva mii de volți la ambele. Ionii vor pleca din rețeaua conectată la firul pozitiv și vor zbura spre rețeaua încărcată negativ, iar în cele din urmă vor ieși prin ea și vor continua să zboare, oferindu-ne astfel vântul ușor (a treia lege a lui Newton). Această abordare m-ar fi salvat multe ore mai târziu, dar totuși, eu consider propria mea abordare (stil Makezine) waaaay cooler (Vezi ce am făcut acolo, cu cuvântul „cool”? Nevermind).

Am început prin tăierea lungimilor de 85x 5mm a țevii de alamă de 6mm, pentru grila negativă. Le-am grupat, câte 7 câte 7, într-o formă de fagure. Am folosit bandă de aluminiu pentru a le menține în timp ce le fixam în poziție. Aici, nu am putut scăpa de lipire, deoarece este singura metodă pe care am avut-o care ar putea conecta piesele și, de asemenea, să conducă electricitatea. Așadar, de fiecare dată când am lipit bucăți mai mari (nu cele din Minecraft, totuși), a trebuit să bandez totul, astfel încât nimic să nu se destrame. Am folosit o lanternă butanică în locul unui fier de călcat pentru a conecta aceste hexagoane împreună și, de asemenea, am adăugat câteva bucăți mai mici pentru a ajunge la forma potrivită. Am conectat un fir și am șlefuit partea orientată spre grila pozitivă, deoarece toate conductele ar trebui să fie la fel de departe de grila pozitivă.

Apropo de grila pozitivă, a fost la fel de greu de realizat. Am imprimat grila, care poate fi găsită ca atașament. Am tăiat 85 de bucăți din sârmă de cupru neizolată de calibru 22, de lungime egală. Pentru a preveni topirea imprimării, am lipit totul împreună în timp ce plasticul era sub apă. Fiecare dintre cele 85 de pini (să le numim „sonde”, sună mult mai rece) au fost împinse prin găuri, iar sondele au fost conectate la bucăți mai lungi de sârmă de sus. Acestea au fost la rândul lor lipite pe un fir care ulterior se va conecta la transformator. În timp ce lipiți, asigurați-vă că toate sondele se lipesc în mod egal, am folosit o bucată de plastic pentru a mă asigura de acest lucru. Cu cât este mai precis, cu atât mai bine! Am aplicat o picătură de adeziv pe fiecare dintre sonde, pentru a le fixa la imprimare.

Înainte de a fixa cele două rețele cu adeziv, am testat ventilatorul cu sursa de alimentare și transformatorul. Sistemul nu ar trebui să se arce, dar ar trebui să producă un flux sensibil de aer prin rețeaua negativă (dacă îl simțiți pe partea pozitivă, este posibil să fi conectat firele de ieșire ale transformatorului invers). Poate fi greu să găsești acest loc dulce, dar când îl ai, fixează țevile de alamă pe plastic cu adeziv.

Pasul 8: Lucrul electric și configurarea totul

Am fixat ventilatorul Ion la vârf cu silicon, asigurându-mă că piesele sale metalice sunt departe de restul sistemului. De asemenea, am fixat transformatorul de înaltă tensiune pe partea din spate cu silicon și am conectat firele de ieșire corespunzătoare la firele de cupru din rețeaua pozitivă și negativă, asigurându-mă că există o mică distanță între acestea (ultimul lucru pe care îl doresc este arcul). Mi-am luat apoi sursa de alimentare cu firele goale și am conectat firele cu cele de intrare ale transformatorului. Asigurați-vă că adăugați izolație.

Apoi, am adăugat pastă termică în partea din spate a blocurilor mai reci și am montat Raspberry cu cele 4 standoff-uri ale plăcii de bază.

Am adăugat apă în sistem cu o pipetă și m-am asigurat că scutur sistemul (ultimul lucru pe care îl dorim este o bulă de aer prinsă într-unul dintre blocurile de răcire). Când a fost aproape umplut, am înclinat ușor sistemul pentru a scăpa de aerul prins între aripile radiatorului.

În cele din urmă este terminat!

Pasul 9: Sfârșitul

După toate acestea, Ion Cooler este în cele din urmă terminat! Am conectat conectorul Ethernet, alimentarea și ventilatorul și am alimentat totul. Acum este evident că sistemul nu este perfect. Aripile radiatorului sunt acoperite cu silicon la fel de mult ca nu, așa că mă pun la îndoială funcționalitatea. Deși, o mare parte din căldură se dispersează oricum, prin tuburi și blocuri de răcire. Aș spune că Ion Fan este mai bun decât nimic, dar nu la fel de bun ca unul mecanic. Totuși, acolo aveți dezavantajul zgomotului și al duratei de viață. Măsurarea utilizării puterii sale a obținut o valoare de 0,52 A la 5 volți DC. Deși tensiunea de ieșire este mult mai mare, ar putea să vă afecteze, așa că fiți atenți!

Lucrul cu adevărat trist este că, în timp ce l-am construit pentru ca eu și prietenii mei să ne bucurăm, acum s-au săturat să joace Minecraft….

Oricum, mai sus puteți găsi un videoclip de joc, dacă sunteți interesat.

Sper că ți-a plăcut acest proiect, dacă ți-a plăcut, îți place Instructable și ia în considerare votarea pentru mine în competiție:).

Ne vedem la următorul instructabil!

Fericire fericită!