Ionkjølt system for din Raspberry Pi Game Server !: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hei skapere!

For en stund tilbake fikk jeg Raspberry Pi, men jeg visste ikke helt hva jeg skulle gjøre med det. Nylig har Minecraft blitt populær igjen, så jeg bestemte meg for å sette opp en Minecraft -server for meg og vennene mine.

Vel, det viste seg å bare være meg: /. Uansett, nå trenger jeg en ganske seriøs kjøler som kan kjøle serveren …

Så i denne Instructable, vil jeg vise deg hvordan du lager en ganske elendig. Den vil inneholde en vannkjølt sløyfe, uten bevegelige deler, ettersom radiatoren blir avkjølt med en valgfri ion-vifte. Nå innrømmer jeg at jeg fokuserte like mye på designet som på funksjonaliteten. For installasjon av selve serveren er det mange opplæringsprogrammer online. Jeg fulgte denne videoen. Hvis du vil gjøre det mulig for andre å spille, må du også videresende ruteren din, det finnes mye informasjon om dette på nettet. Uansett, la oss lage med det kjøligere systemet!

Rekvisita

0,7 mm ark kobber eller aluminium

4 mm og

6 mm rør av kobber, messing eller aluminium¨

3D -filament (og en skriver!)

Noen 22 gauge kobbertråd

En høyspennings AC-transformator (finnes på forskjellige nettsteder på nettet, vennligst håndter med forsiktighet!)

2 x 5 volt veggadaptere (den ene med mikro-USB-kontakt, den andre bare med bare ledninger)

4x hovedkort chassis adaptere.

Et lim (helst silikon)

Termisk pasta

Et loddejern med loddetinn

Malene

Og vent! Jeg glemte Raspberry Pi !!

Trinn 1: Valg av materialer

Før vi skyndte oss med å lage det, trengte jeg å finne et byggemateriale med de riktige egenskapene, som viste seg å være kobber. Den har lignende termiske egenskaper som sølv, som er det beste varmeledende metallet. Dette er viktig, ettersom vi ønsker å overføre varmen fra CPU og andre IC -er til væsken, og deretter effektivt ut i luften. Kobber er ganske dyrt, men det var avgjørende for dette prosjektet. Hvis du vil finne et alternativ, ville aluminium være et, da det også leder varme godt. Dette arket med 0,7 mm kobber kostet meg rundt $ 30, men aluminium ville være langt billigere enn det. Jeg skal lage de kjøligere blokkmodulene av arket, og jeg vil koble de forskjellige modulene med 4 mm messing- og kobberrør, men selvfølgelig kan du like gjerne bruke aluminiums- eller plastrør til dette formålet.

Du trenger også en slags lim for å koble til alle delene dine. Mitt umiddelbare valg var bare å lodde alt sammen. Men i dette tilfellet er de termiske egenskapene til kobber faktisk motarbeidet meg, for så snart jeg ønsket å lodde til deler sammen, begynte alle forbindelsene ved siden av å smelte. Så jeg så etter andre alternativer, mer om det i de "raske" notatene nedenfor.

Trinn 2: Noen raske notater

Som et alternativ til lodding prøvde jeg en 5 minutter rask epoxy, en syntetisk metallforbindelse og CA-lim (superlim). Epoksyen bundet egentlig ikke, det syntetiske metallet herdet aldri og superlimet så ut til å fungere fint, og viste bare feilen etter noen uker, da kobberet begynte å tære og limet smuldret til dets død. Det tørkede limet reagerte på en eller annen måte, jeg er ikke sikker på om det er vannet, aluminiumet eller natron som jeg brukte som aktivator som forårsaker dette, selv om det samme skjedde i nærheten av kobberet. Resultatet var at etter at limet begynte å smuldre, lekket alt vannet ut. Hvis noen vet svaret på hva som forårsaket dette, vil jeg gjerne vite det. Til slutt måtte jeg demontere systemet, og sette sammen alt igjen med silikon. Jeg håper dette endelig vil fungere, da silikon er mye mindre reaktivt (men bare tiden vil vise).

Mye av opptakene ble aldri spilt inn på nytt, så bare så du vet, på alle bildene du ser meg bruke superlim, bør du i stedet bruke silikon.

En annen merknad er at mens jeg sier ovenfor at jeg brukte kobber, brukte jeg aluminium til radiatorblokken. Den er mye større og blir mindre varm, så det billigere aluminiumet fungerer fint.

Når det gjelder transformatorer, prøvde jeg å bruke en $ 15 Neon Transformer, men jeg fikk det ikke til å fungere dessverre. Det som fungerte var de billige 3-buck-or-so cheapo step-up transformatorene. De fleste av disse, som denne, har en driftsspenning på 3,6 til 6 volt, noe som er perfekt for vår applikasjon. Utgangsspenningen er rundt 400 000 volt, så vær forsiktig når du håndterer den, og ikke kom for nær den mens du bruker den. Videre, ved håndtering etter bruk, må du tømme transformatoren ved å koble utledningene med en skrutrekker eller lignende.

Trinn 3: Klippe og bøye arkene og forsegle blokkene

Jeg begynte med å designe de kjøligere blokkene. Du finner designmaler for alt, både blokkene, men også rørdimensjonene, som vedlegg. Disse designene er for Raspberry Pi 3 modell B, men jeg tror de også bør være kompatible med B+, ettersom de to bare er forskjellige i CPU -foringsrøret i hevet metall når det gjelder formfaktor (i hvert fall for delene vi bryr oss om). Hvis du vil lage dette til den nye Raspberry Pi 4, må du designe systemet på egen hånd, men ikke bekymre deg, det er ikke så vanskelig.

Uansett, jeg skrev ut malene og festet dem til kobberet og aluminiumet med dobbeltsidig tape. Jeg klippet ut alle delene med en saks i metall. Et Dremel -verktøy kan selvfølgelig også brukes, men jeg synes saksene er en langt raskere metode (mindre støyende også!). Etter det bøyde jeg sidene. Jeg brukte en skrustikke til dette, men unngikk en nåletang, og brukte i stedet en tang med flat nese (jeg vet egentlig ikke navnet) der skruestikken ikke var levedyktig. På denne måten vil svingene være mer rett og mer definert. Etter at alle bøyene var gjort, fjernet jeg malen.

Inne i de kjøligere blokkene festet jeg noen metallbiter, vinklet oppover (når de er montert på plass). Nå er teorien bak dette at kaldt vann vil komme inn gjennom sidene og "bli fanget" i metallhyllene, avkjøle CPU og deretter stige og gå ut gjennom topprøret, selv om jeg ikke helt vet hvordan å analysere om dette faktisk fungerer. Jeg vil trolig trenge et termisk kamera for å se om den teoretiserte banen til det varme vannet faktisk er den samme i praksis.

Når det gjaldt varmeavfallsområdet for kjøleribben, ville jeg bøye den på en bølget måte for å maksimere overflatearealet. Jeg prøvde å score og bøye, men dette viste seg å være en katastrofe, da minst halvparten av svingene knipset. Jeg prøvde å lime alle brikkene sammen med CA, men som vi alle vet, mislyktes dette også stort. Det fungerte fint med silikon, men hvis jeg skulle gjøre dette igjen, ville jeg brukt noe som en tykkere folie, og jeg ville også gjøre svingene i den andre retningen, slik at det varme vannet lettere kan strømme i kanalene.

Deretter, da alle bøyene var gjort, forseglet jeg alle hullene med silikon, fra innsiden.

Jeg laget også et rutenett av 8 stykker aluminium. Jeg brukte en sammenlåsingsteknikk for å koble dem til hverandre, sammen med silikon. Jeg er ikke så sikker på hvorfor jeg bestemte meg for å lage dette, jeg antar at tanken min var at på denne måten vil det varme vannet som kommer sidelengs ikke synke ned til innløpsrørene, men det synkende kalde vannet ovenfra ville. I ettertid virker ideen mildt sagt ganske langsiktig.

Trinn 4: Skrive ut stativet og noen dårlige avgjørelser …

Jeg 3D -trykte et stativ, både for Pi og radiatorblokken. Jeg monterte alle delene, som du finner som STL -vedlegg. Dette hjalp meg med å kutte og bøye rørene, selv om dette ikke er nødvendig for deg, siden jeg også har gitt en mal for bøyningen. Jeg spraymalte den sølv, men dette var den dummeste avgjørelsen. Du ser, til tross for det flotte utseendet, er det egentlig ikke praktisk, siden det inneholder metallpulver. Dette gjør malingen noe ledende, noe som er dårlig hvis du vil bruke den som stativ for høyspentelektronikk (lang historie kort, den begynte å lukte brent plast). Jeg måtte skrive ut en annen holder for kobberpinnene på ionviften, som selv om den er trykt i sølv, ikke leder strøm. La oss nå bevege oss på rørene.

Trinn 5: Klippe og bøye og koble til rørene

Jeg kuttet rørdelene litt lengre enn nødvendig, bare for å være på den sikre siden. Når det gjelder bøyning, kan du selvfølgelig bruke et rørbøyningsverktøy, men siden jeg ikke har det, benyttet jeg en gratis metode i stedet. Jeg tok et stykke papp og limte det til den ene enden, og fyllte røret med sand. Sanden vil jevne ut stresset og minimere brettene i metallet. For bøying er det enklest å bruke noe som et klesstativ eller en gardinstang. Jeg sørget for å hele tiden sjekke for å være sikker på at alt vil passe, og monterte også noen stykker mens jeg gikk. Som referanse kan du bruke malen som er vedlagt.

Jeg har gjort noen nødvendige kutt med et multiverktøy. Der rørene skal koble seg på begge sider til kjølerblokkene, ble halvparten av røret fjernet. Jeg brukte silikon for å koble disse rørene. Nå opprinnelig skulle jeg ha 3 kjøligere blokker, men jeg bestemte meg for å ikke bry meg om den for minnet, som det var på baksiden, og å fjerne Raspberry Pi ville være vanskelig med at den ble klemt sammen fra begge sider. Dessuten er hovedgeneratoren for varme CPU -en (skjønt, jeg vet egentlig ikke hvorfor Ethernet -prosessoren trenger kjøling, kanskje fordi den ser så kul ut?). Det endte med at jeg bare stakk en kjøleribbe på baksiden, og dekket til hullene på radiatoren med metallplater.

Jeg laget også to 6 mm hull i toppen av radiatorblokken, og sikret to lengder på 6 mm rør. Disse vil fungere som påfyllings- og avløpsrør, men vil også frigjøre noe av trykket når vannet varmes opp.

Til slutt festet jeg toppen av radiatoren med silikon.

Trinn 6: Systemet tar form …

Jeg monterte Raspberry Pi midlertidig, for å være sikker på at alt var justert. Jeg brukte lodding for å koble til noen rør, selv om resten var gjort med silikon, og holdt delene på plass med kliss, til limet hadde tørket. Når du sikrer alt, må du sørge for at du ikke får silikon på baksiden av kjølerblokkene (som kobles til IC -ene) så vel som i rør.

Etter at alt hadde tørket, ville jeg se om systemet var vanntett. Dette kan gjøres ved å senke alt under vann, for eksempel i en bøtte (med Raspberry Pi fjernet, åpenbart). Ved hjelp av et sugerør blåste jeg luft inn i det ene avløpsrøret, og blokkerte det andre med tommelen. Der det dukker opp bobler, er det et hull, og jeg har påført mer silikon der. Dette ble gjentatt til det ikke var flere bobler.

For ekstra beskyttelse påførte jeg gjennomsiktig neglelakk på bringebæret og alle dets komponenter, for å fungere som litt vanntetting.

Trinn 7: Fortellingen om ioneviften

Det finnes sikkert bedre og raskere metoder for å lage en ion -vifte, det enkleste er bare å ta to metallnettstykker og koble noen få tusen volt høyspenningskilde til begge. Ionene vil gå fra masken som er koblet til den positive ledningen og fly mot det negativt ladede rutenettet, og til slutt vil de gå ut gjennom det og fortsette å fly, og dermed gi oss den svake vinden (Newtons tredje lov). Denne tilnærmingen ville ha reddet meg mange timer senere, men likevel anser jeg min egen tilnærming (Makezine -stil) som kulere (Se hva jeg gjorde der, med ordet "kult"? Nevermind).

Jeg begynte med å kutte opp 85 x 5 mm lengder på 6 mm messingrør, for det negative rutenettet. Jeg grupperte dem sammen, 7 ganger 7, i en bikakeform. Jeg brukte aluminiumstape for å holde dem sammen mens jeg festet dem på plass. Her kunne jeg ikke komme unna lodding, da det er den eneste metoden jeg hadde som kunne koble brikkene og også lede strøm. Så hver gang jeg loddet sammen større biter (ikke de i Minecraft skjønt), måtte jeg tape alt slik at ingenting skulle falle fra hverandre. Jeg brukte en buthanlommelykt i stedet for et strykejern for å koble disse sekskantene sammen, og la også til noen mindre biter for å komme til riktig form. Jeg koblet til en ledning og pusset siden som vender mot det positive rutenett, ettersom alle rørene skal være like langt fra det positive rutenettet.

Apropos det positive rutenettet, det var like vanskelig å lage. Jeg skrev ut rutenettet, som kan finnes som vedlegg. Jeg kuttet 85 stykker av 22 gauge uisolert kobbertråd av like lengde. For å forhindre at utskriften smelter, loddet jeg alt sammen mens plasten var under vann. Hver av de 85 pinnene (la oss kalle dem "prober", høres mye kulere ut) ble presset gjennom hullene, og sonderne ble koblet til lengre ledningsstykker fra toppen. Disse ble igjen loddet til en ledning som senere vil koble seg til transformatoren. Mens du lodder, må du sørge for at alle sonder holder seg like. Jeg brukte et stykke plast for å være sikker på dette. Jo mer presis, jo bedre! Jeg påførte en dråpe lim på hver av sonderne for å feste dem til utskriften.

Før jeg festet de to ristene med lim, testet jeg viften med strømforsyning og transformator. Systemet bør ikke bue, men det bør produsere en fornuftig luftstrøm inn gjennom det negative rutenettet (hvis du føler det på den positive siden, har du kanskje koblet utgangstrådene til transformatoren omvendt). Det kan være vanskelig å finne dette søte stedet, men når du fikk det, fest messingrørene til plasten med lim.

Trinn 8: Elektrisk arbeid og konfigurering av alt

Jeg festet ion -viften til toppen med silikon og sørget for at metalldelene er langt borte fra resten av systemet. Jeg festet også høyspenningstransformatoren til baksiden med silikon og koblet de tilsvarende utgangskablene til kobbertrådene fra det positive og negative nettet, og sørget for at det er en god del avstand mellom disse (det siste jeg vil ha er lysbue). Jeg tok deretter strømforsyningen med de blanke ledningene og koblet ledningene med inngangene til transformatoren. Sørg for å legge til isolasjon.

Deretter la jeg til termisk pasta på baksiden av kjølerblokkene og monterte bringebæret med de fire hovedkortets distanser.

Jeg la vann inn i systemet med en pipette, og sørget for å riste systemet (det siste vi ønsker er en luftboble som er fanget i en av kjøleblokkene). Da det var nesten fylt opp, vippet jeg systemet litt for å bli kvitt luften som var fanget mellom radiatorfinnene.

Den er endelig ferdig!

Trinn 9: slutten

Etter alt dette er endelig Ion Cooler ferdig! Jeg koblet til Ethernet-, strøm- og viftekontakten og satte på alt. Nå er det tydelig at systemet ikke er perfekt. Radiatorfinnene er dekket av silikon like mye som ikke, så jeg stiller spørsmål ved at det er funksjonelt. Selv om mye av varmen sprer seg uansett, gjennom rørene og kjøleblokkene. Jeg vil si at Ion Fan er bedre enn ingenting, men ikke så bra som en mekanisk. Selv om du har ulempen med støy og levetid. Min måling av strømforbruket fikk en verdi på 0,52 A ved 5 Volt DC. Selv om utgangsspenningen er mye høyere, kan det potensielt skade deg, så vær forsiktig!

Det virkelig triste er at mens jeg bygde det for meg og vennene mine å nyte, har de nå blitt lei av å spille Minecraft….

Uansett, ovenfor kan du finne en spillvideo, hvis du er interessert.

Jeg håper du likte dette prosjektet, hvis du gjorde det, liker Instructable og vurder å stemme på meg i konkurransen:).

Vi sees på neste Instructable!

Glad i å lage!