Ionjäähdytteinen järjestelmä Raspberry Pi -pelipalvelimellesi!: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei Tekijät!

Jokin aika sitten sain Raspberry Pi: n, mutta en oikein tiennyt mitä tehdä sen kanssa. Viime aikoina Minecraft on tullut takaisin suosioon, joten päätin perustaa Minecraft -palvelimen minulle ja ystävilleni.

No, se osoittautui vain minä: /. Joka tapauksessa, nyt tarvitsen melko vakavan jäähdyttimen, joka voi jäähdyttää palvelimen …

Joten tässä Instructable -ohjelmassa näytän sinulle, kuinka tehdä melko badass. Se sisältää vesijäähdytteisen silmukan, jossa ei ole liikkuvia osia, koska jäähdytin jäähdytetään valinnaisella ionipuhaltimella. Nyt myönnän, että keskityin yhtä hyvin suunnitteluun kuin toimivuuteen. Itse palvelimen asentamista varten on verkossa lukuisia opetusohjelmia. Seurasin tätä videota. Jos haluat sallia muiden pelaamisen, sinun on myös siirrettävä reititin porttiin, tästä on paljon tietoa verkossa. Tehdään joka tapauksessa jäähdytinjärjestelmällä!

Tarvikkeet

0,7 mm arkki kuparia tai alumiinia

4 mm ja

6 mm kupari-, messinki- tai alumiiniputket

3D -tulostuslanka (ja tulostin!)

Noin 22 gaugen kuparilanka

Korkeajännitteinen AC-muuntaja (löytyy eri sivustoilta verkossa, käsittele huolellisesti!)

2x 5 voltin seinäadapteria (toisessa mikro-USB-liitin, toisessa vain paljaat johdot)

4x emolevyn koteloadapterit.

Liima (mieluiten silikoni)

Lämpötahna

Juotin ja juote

Mallit

Ja odota! Unohdin Raspberry Pi !!

Vaihe 1: Materiaalien valinta

Ennen kuin ryhdymme sen valmistamiseen, minun oli löydettävä rakennusmateriaali, jolla oli oikeat ominaisuudet, joka osoittautui kupariksi. Sillä on samanlaiset lämpöominaisuudet kuin hopealla, joka on parhaiten lämpöä johtava metalli. Tämä on tärkeää, koska haluamme siirtää lämpöä suorittimesta ja muista IC -laitteista nesteeseen ja sitten tehokkaasti ilmaan. Kupari on melko kallista, mutta se oli ratkaiseva tässä projektissa. Jos haluat löytää vaihtoehdon, alumiini olisi yksi vaihtoehto, koska se myös johtaa lämpöä hyvin. Tämä 0,7 mm kuparilevy maksoi minulle noin 30 dollaria, mutta alumiini olisi paljon halvempaa. Valmistan jäähdytinlohkomoduulit arkista ja yhdistän eri moduulit 4 mm: n messinki- ja kupariputkilla, mutta tietysti voit käyttää yhtä helposti alumiini- tai muoviputkia tähän tarkoitukseen.

Tarvitset myös jonkinlaista liimaa kaikkien osien liittämiseen. Välitön valintani oli vain juottaa kaikki yhteen. Kuitenkin tässä tapauksessa kuparin lämpöominaisuudet toimivat itse asiassa minua vastaan, koska heti kun halusin juottaa osat yhteen, kaikki sen vieressä olevat liitokset alkoivat sulaa. Joten etsin muita vaihtoehtoja, lisää siitä alla olevista "nopeista" muistiinpanoista.

Vaihe 2: Muutamia pikamuistiinpanoja

Vaihtoehtona juottamiselle kokeilin 5 minuutin nopeaa epoksia, synteettistä metalliyhdistettä ja CA-liimaa (superliimaa). Epoksi ei todellakaan kiinnittynyt, synteettinen metalli ei koskaan kovettunut ja superliima näytti toimivan hyvin, ja se osoitti virheensä vasta muutaman viikon kuluttua, kun kupari alkoi syövyttää ja liima mureni. Kuivattu liima reagoi jotenkin, en ole varma aiheuttaako tämä vettä, alumiinia tai ruokasoodaa, jota käytin aktivoijana, vaikka sama tapahtui lähellä kuparia. Tuloksena oli, että kun liima alkoi murentua, kaikki vesi valui ulos. Jos joku tietää vastauksen mistä tämä johtuu, haluaisin tietää. Lopuksi minun piti purkaa järjestelmä ja koota kaikki uudelleen silikonilla. Toivottavasti tämä lopulta toimii, koska silikoni on paljon vähemmän reaktiivinen (mutta vain aika näyttää).

Suuri osa kuvamateriaalista ei ole koskaan tallennettu uudelleen, joten tiedäthän, että kaikissa kuvissasi, jotka näet minun levittävän superliimaa, sinun pitäisi käyttää silikonia.

Toinen huomautus on, että vaikka edellä mainitsin, että käytin kuparilevyä, käytin alumiinia jäähdytyselementissä. Se on paljon suurempi ja lämpenee vähemmän, joten halvempi alumiini toimii hienosti.

Muuntajien osalta yritin käyttää 15 dollarin neonmuuntajaa, mutta en saanut sitä toimimaan valitettavasti. Mikä toimi, olivat halvat 3 taalaa tai niin halpoja tehostavia muuntajia. Useimpien näiden, kuten tämän, käyttöjännite on 3,6 - 6 volttia, mikä sopii täydellisesti sovellukseemme. Lähtöjännite on noin 400 000 volttia, joten ole varovainen käsitellessäsi äläkä pääse liian lähelle sitä käytön aikana. Lisäksi, kun käsittelet käytön jälkeen, tyhjennä muuntaja oikosulkemalla lähtöjohdot ruuvimeisselillä tai vastaavalla.

Vaihe 3: Arkkien leikkaaminen ja taivuttaminen sekä lohkojen tiivistäminen

Aloitin suunnittelemalla jäähdytinlohkoja. Löydät suunnittelumallit kaikelle, sekä lohkoille että putken mitoille, liitteinä. Nämä mallit on tarkoitettu Raspberry Pi 3 -mallille B, mutta mielestäni niiden pitäisi olla myös yhteensopivia B+: n kanssa, koska nämä kaksi eroavat toisistaan vain korotetun metallisen suorittimen kotelon muodon suhteen (ainakin osista, joista välitämme). Jos haluat tehdä tämän uudelle Raspberry Pi 4: lle, sinun on suunniteltava järjestelmä itse, mutta älä huoli, se ei ole niin vaikeaa.

Joka tapauksessa tulostin mallit ja kiinnitin ne kupariin ja alumiiniin kaksipuolisella teipillä. Leikkasin kaikki osat metallisaksilla. Tietysti voidaan käyttää myös Dremel -työkalua, mutta sakset ovat mielestäni paljon nopeampi tapa (myös vähemmän meluisa!). Tämän jälkeen taivutin sivuja. Käytin tähän ruuvipenkkiä, mutta välttelin neula-nenäpihtejä, ja sen sijaan käytin paria litteitä pihtejä (en todellakaan tiedä sen nimeä), joissa pahe ei ollut elinkelpoinen. Tällä tavoin mutkat ovat suorempia ja tarkempia. Kun kaikki mutkat oli tehty, poistin mallin.

Kiinnitin jäähdytinlohkojen sisälle muutamia metallikappaleita, kulma ylöspäin (kun ne on asennettu paikoilleen). Teoria tämän takana on, että kylmä vesi tulee sivujen läpi ja "jää kiinni" metallihyllyille, jäähdyttää suorittimen ja sitten nousta ja poistua yläputken kautta, vaikka en oikein tiedä miten analysoida toimiiko tämä. Tarvitsen todennäköisesti lämpökameran nähdäkseni, onko lämpimän veden teoreettinen polku käytännössä sama.

Kun kyse oli jäähdytyselementtiyksikön lämmönpoistoalueesta, halusin taivuttaa sitä aaltoilevalla tavalla maksimoidakseen sen pinta -alan. Yritin tehdä maalia ja taipua, mutta tämä osoittautui katastrofiksi, koska vähintään puolet mutkista katkesi. Yritin liimata kaikki osat yhteen CA: n kanssa, mutta kuten me kaikki tiedämme, tämä epäonnistui myös surkeasti. Se toimi hyvin silikonilla, mutta jos tekisin tämän uudelleen, käyttäisin jotain paksumpaa kalvoa ja taivuttaisin myös toiseen suuntaan, joten lämmin vesi voi virrata kanavissa helpommin.

Seuraavaksi, kun kaikki mutkat tehtiin, suljin kaikki aukot silikonilla sisäpuolelta.

Tein myös ristikon kahdeksasta alumiinikappaleesta. Käytin lukitustekniikkaa yhdistämään ne toisiinsa silikonin kanssa. En ole niin varma, miksi päätin tehdä tämän, luulisin ajatukseni olevan, että tällä tavalla sivuttain tuleva lämmin vesi ei laskeudu tuloputkiin, mutta uppoava kylmä vesi ylhäältä. Jälkeenpäin ajateltuna idea tuntuu lievästi sanottuna varsin kaukaa haetulta.

Vaihe 4: Jalustan tulostaminen ja joitain huonoja päätöksiä…

3D -tulostin jalustan sekä Pi: lle että jäähdytinlohkolle. Kokosin kaikki osat, jotka löydät STL -lisälaitteina. Tämä auttoi minua putkien leikkaamisessa ja taivuttamisessa, vaikka tämä ei olekaan sinulle tarpeellista, koska olen myös toimittanut taivutusmallin. Maalasin ruiskulla hopealla, mutta tämä oli typerin päätös. Näet, että hyvästä ulkonäöstä huolimatta se ei ole käytännöllistä, koska se sisältää metallijauhetta. Tämä tekee maalista jonkin verran johtavaa, mikä on huono, jos haluat käyttää sitä suurjänniteelektroniikan jalustana (lyhyesti sanottuna, se alkoi haistaa palaneelle muoville). Minun piti tulostaa toinen pidike ionipuhaltimen kuparitappeille, joka vaikka on painettu hopealla, ei johda sähköä. Siirrytään nyt putkiin.

Vaihe 5: Putkien leikkaaminen ja taivuttaminen ja liittäminen

Leikkasin putken osia hieman pidempään kuin tarvitaan, vain turvallisuuden vuoksi. Taivutuksen suhteen voit tietysti käyttää putken taivutustyökalua, mutta koska minulla ei ole sitä, käytin sen sijaan ilmaista menetelmää. Otin pahvin ja liimasin sen toiseen päähän ja täytin putken hiekalla. Hiekka tasoittaa jännitystä ja minimoi metallin rypyt. Taivutuksessa on helpointa käyttää vaatetelineen tai verhotangon kaltaista. Tarkistin jatkuvasti, että kaikki on kunnossa, ja koin myös joitain kappaleita menlessäni. Viitteenä voit käyttää liitteenä olevaa mallia.

Tein tarvittavat leikkaukset monityökalulla. Jos putket yhdistyvät molemmin puolin jäähdytinlohkoihin, puolet putkesta poistettiin. Käytin silikonia näiden putkien liittämiseen. Nyt alunperin minulla oli kolme jäähdytinlohkoa, mutta päätin olla vaivautumatta muistin takia, koska se oli takana, ja Raspberry Pi: n irrottaminen olisi vaikeaa, kun se puristettaisiin yhteen molemmilta puolilta. Lisäksi päälämmöntuottaja on suoritin (en tosin tiedä, miksi Ethernet -prosessori tarvitsee jäähdytystä, ehkä siksi, että se näyttää niin viileältä?). Lopulta kiinnitin vain jäähdytyselementin takapuolelle ja peitin jäähdyttimen reiät metallilevyillä.

Tein myös kaksi 6 mm reikää jäähdytinlohkon yläosaan ja varmistin kaksi pituutta 6 mm putkea. Nämä toimivat täyttö- ja tyhjennysputkina, mutta vapauttavat myös osan paineesta veden lämmetessä.

Lopuksi kiinnitin jäähdyttimen yläosan silikonilla.

Vaihe 6: Järjestelmä muotoilee…

Asensin Raspberry Pi: n väliaikaisesti varmistaakseni, että kaikki oli kohdakkain. Käytin juottamista joidenkin putkien liittämiseen, vaikka loput tehtiin silikonilla, ja pidin osat paikallaan tarttumalla, kunnes liima oli kuivunut. Kun kiinnität kaiken, varmista, ettet saa silikonia jäähdytinlohkojen (jotka liitetään IC: iin) takapuolelle sekä putkiin.

Kun kaikki oli kuivunut, halusin nähdä, onko järjestelmä vedenpitävä. Tämä voidaan tehdä upottamalla kaikki veden alle, esimerkiksi ämpäriin (ilmeisesti Raspberry Pi poistettuna). Oljen avulla puhalsin ilmaa yhteen viemäriputkeen ja tukkin toisen peukalollani. Missä kuplia syntyy, siellä on reikä ja levitin siihen enemmän silikonia. Tätä toistettiin, kunnes kuplia ei enää ollut.

Lisäsuojaksi levitin vadelmalle ja kaikille sen osille läpinäkyvää kynsilakkaa toimimaan vedeneristeenä.

Vaihe 7: Ionin tuulettimen tarina

On varmasti olemassa parempia ja nopeampia menetelmiä ionipuhaltimen valmistamiseksi, helpoin on vain ottaa kaksi metalliverkkoa ja liittää muutama tuhat voltin suurjännitelähde molempiin. Ionit siirtyvät positiivisesta langasta kytketystä verkosta ja lentävät negatiivisesti varautunutta verkkoa kohti, ja lopulta ne poistuvat sen läpi ja jatkavat lentämistä antaen meille pienen tuulen (Newtonin kolmas laki). Tämä lähestymistapa olisi säästänyt minut monta tuntia myöhemmin, mutta silti pidän omaa lähestymistapaani (Makezine -tyyli) waaaay cooler (Katso mitä tein siellä sanalla "cool"? Ei mitään).

Aloitin leikkaamalla 85x5mm pituisia 6mm messinkiputkea negatiiviselle ristikolle. Ryhmittelin ne yhteen, 7 x 7, hunajakennon muotoon. Pidin niitä yhdessä alumiiniteipillä, kun kiinnitin ne paikoilleen. Täällä en voinut päästä eroon juotoksesta, koska se on ainoa tapa, jolla minulla oli mahdollisuus yhdistää kappaleet ja johtaa myös sähköä. Joten joka kerta, kun juotin yhteen suurempia paloja (ei kuitenkaan Minecraftin), minun piti nauhoittaa kaikki, jotta mikään ei hajota. Käytin butaanipoltinta raudan sijasta yhdistämään nämä kuusikulmat yhteen ja lisäsin myös muutamia pienempiä kappaleita oikean muodon saavuttamiseksi. Yhdistin johdon ja hioin positiivisen ruudukon puoleisen sivun tasaiseksi, koska kaikkien putkien tulisi olla yhtä kaukana positiivisesta ruudukosta.

Kun puhutaan positiivisesta ruudukosta, sitä oli yhtä vaikea tehdä. Tulostin ruudukon, joka löytyy liitteenä. Leikkasin 85 kappaletta irti 22 gaugen eristämättömästä, samanpituisesta kuparilangasta. Jotta painatus ei sulaisi, juotin kaikki yhteen, kun muovi oli veden alla. Jokainen 85 nastaa (kutsutaan niitä "koettimiksi", kuulostaa paljon viileämmältä) työnnettiin reikien läpi, ja anturit yhdistettiin pidempiin langanpalasiin ylhäältä. Nämä puolestaan juotettiin johtimeen, joka myöhemmin liitetään muuntajaan. Varmista juottamisen aikana, että kaikki koettimet tarttuvat tasaisesti, käytin muovipalaa varmistaakseni tämän. Mitä tarkempi, sitä parempi! Laitoin tippa liimaa kuhunkin koettimeen kiinnittääksesi ne tulostimeen.

Ennen kuin kiinnitin kaksi ritilää liimalla, testasin tuulettimen virtalähteellä ja muuntajalla. Järjestelmän ei pitäisi kaareutua, mutta sen pitäisi tuottaa tuntuva ilmavirta negatiivisen verkon läpi (jos tunnet sen positiivisella puolella, olet saattanut liittää muuntajan lähtöjohdot toisinpäin). Tämän makean paikan löytäminen voi olla vaikeaa, mutta kun sait sen, kiinnitä messinkiputket muoviin liimalla.

Vaihe 8: Sähkötyöt ja kaiken asentaminen

Kiinnitin ionipuhaltimen yläosaan silikonilla varmistaen, että sen metalliosat ovat kaukana muusta järjestelmästä. Kiinnitin myös suurjännitemuuntajan takapuolelle silikonilla ja liitin vastaavat lähtöjohdot kuparilankoihin positiivisesta ja negatiivisesta verkosta varmistaen, että näiden välillä on melko vähän etäisyyttä (viimeinen asia, jonka haluan on valokaari). Otin sitten virtalähteeni paljailla johdoilla ja liitin johdot muuntajan tuloihin. Muista lisätä eristys.

Seuraavaksi lisäsin lämpötahnaa jäähdytinlohkojen takapuolelle ja asensin Vadelman 4 emolevyn välilevyn kanssa.

Lisäsin järjestelmään vettä pipetillä ja ravistelin järjestelmää (viimeinen asia, jonka haluamme, on ilmakupla, joka on juuttunut johonkin jäähdytyslohkoon). Kun se oli lähes täynnä, kallistin järjestelmää hieman päästäkseni eroon jäähdytinrivien väliin jääneestä ilmasta.

Se on vihdoin valmis!

Vaihe 9: Loppu

Kaiken tämän jälkeen Ionjäähdytin on vihdoin valmis! Liitin Ethernet-, virta- ja tuuletinliittimen ja käynnistin kaiken. Nyt on selvää, että järjestelmä ei ole täydellinen. Jäähdytinrivat on peitetty silikonilla yhtä paljon kuin ei, joten epäilen sen toimivuutta. Vaikka suuri osa lämmöstä hajoaa joka tapauksessa putkien ja jäähdytyslohkojen läpi. Sanoisin, että ionipuhallin on parempi kuin ei mitään, mutta ei yhtä hyvä kuin mekaaninen. Sinulla on kuitenkin melun ja käyttöiän haittapuoli. Mittaukseni sen virrankulutuksesta sai arvon 0,52 A 5 voltin tasavirralla. Vaikka lähtöjännite on paljon korkeampi, se voi vahingoittaa sinua, joten ole varovainen!

Todella surullinen asia on, että vaikka rakensin sen itselleni ja ystävilleni, he ovat nyt kyllästyneet Minecraftin pelaamiseen….

Joka tapauksessa yllä on pelivideo, jos olet kiinnostunut.

Toivottavasti pidit tästä projektista, jos pidit, pidät Instructable -ohjelmasta ja harkitset minun äänestämistä kilpailussa:).

Nähdään seuraavassa Instructable -ohjelmassa!

Hyvää tekemistä!