Система с ионным охлаждением для игрового сервера Raspberry Pi

В этой статье мастер-самодельщик поделится с нами своим опытом по установки на Raspberry Pi ионной системы охлаждения. Конкретно этот сервер делался в качестве домашнего для игры в Minecraft. Мастер не касается вопросов ПО, всю эту информацию можно найти в сети, да и не обязательно устройство использовать под эти узконаправленные задачи. Мастер делится с нами не только удачным опытом, но и допущенными ошибками.

Инструменты и материалы:
-Лист меди или алюминия 0,7 мм;
-Медные, латунные или алюминиевые трубки 4 и 6 мм;
-3D-принтер;
-Медный провод;
-Высоковольтный трансформатор переменного тока;
-Два 5-вольтовых блока питания (один с разъемом micro USB, другой просто с проводом);
-Переходники для материнской платы;
-Клей (желательно силиконовый);
-Термопаста;
-Паяльник с припоем;
-Raspberry Pi;
-Шуруповерт;
-Ножницы;
-Ножницы по металлу;
-Тиски;
-Плоскогубцы;
-Мультиметр;
-Труборез;
-Гравер;
-Отвертка;
-Крепеж;

Шаг первый: выбор материала
При выборе материала для устройства системы охлаждения мастер выбрал медь. Она имеет термические свойства, аналогичные серебру. Это важно, поскольку нужно отводить тепло от процессора и других микросхем. Альтернативным материалом может быть алюминий. Из алюминия мастер сделал радиаторы.

Для соединения медных деталей мастер сначала попытался использовать пайку, но некоторые соседние детали начинали плавится от теплового воздействия.

В качестве альтернативы пайке он попробовал 5-минутную эпоксидную смолу и суперклей. Эпоксидная смола на самом деле не склеивала. Суперклей, казалось, работал нормально, и показал свои недостатки только через несколько недель, когда медь начала корродировать, и клей разрушился. В результате, после того как клей начал рассыпаться, вся вода вытекла. Наконец, мастеру пришлось разобрать систему и собрать все заново с помощью силикона.

Что касается трансформаторов, мастер попытался использовать неоновый трансформатор (для неона) за 15 долларов, но, к сожалению, он не заработал. То, что работало, было дешевыми повышающими трансформаторами за 3 доллара. Большинство из них, имеют рабочее напряжение от 3,6 до 6 вольт, что идеально подходит для данного устройство. Выходное напряжение составляет около 400 000 вольт, поэтому будьте осторожны при обращении с ними. Кроме того, при работе после эксплуатации, пожалуйста, разряжайте трансформатор, закорачивая выходные провода с помощью отвертки или чего-то подобного.

Шаг второй: радиатор
Мастер начал с проектирования радиатора. Все ссылки на шаблоны для него и для других деталей будут в конце статьи. Эта конструкция предназначена для Raspberry Pi 3 модели B.

Мастер распечатал шаблоны и прикрепил их к меди и алюминию с помощью двухсторонней ленты. Затем вырезал все детали металлическими ножницами.

Сверлит отверстия для трубок. Сгибает корпус радиатора.

Также мастер изготавливает из меди теплоотводы, которые будут крепится непосредственно на плату и к ним будут крепится трубки.

Изгибает лист алюминия «гармошкой». По замыслу мастера внутрь радиаторов будет заливаться вода. При нагреве она будет подниматься вверх и проходя через ребра радиатора охлаждаться. При изгибании часть ребер сломалась, и мастер заклеил изломы силиконом. Не самый лучший способ, но это первый опыт мастера по изготовлению такого устройства.

Сам корпус радиатора имеет два внутренних пространства разделенных перегородкой. С одной стороны, устанавливается гармошка, а с другой стороны мастер сделал и установил решетку из алюминия. Соединительные швы корпуса мастер закрыл силиконом.

Шаг третий: 3D-печать
На 3D-принтере мастер напечатал держатель для Расберри и для системы охлаждения. После печати он покрасил детали краской. К сожалению краска содержала металлизированные частицы и в условиях работы высокого напряжения начала выделять неприятный запах. Пришлось мастеру изготавливать детали заново.

Шаг четвертый: резка, гибка и соединение труб
Дальше мастер отрезает медные трубки.

Прежде чем изгибать трубки наполняет их песком. Это не даст им сломаться.

Затем мастер приклеивает трубки к теплоотводам.

Здесь нужно все правильно подогнать. Теплоотводы будут крепится на термопасту к процессорам.

Крепит трубки к радиатору.

Шаг пятый: подгонка и проверка
Дальше мастер все тщательно подгоняет. Перед установкой системы охлаждения на Расберри проверяет ее на герметичность.

Помещает систему в емкость с водой, продувает ее через одну трубку закрыв остальные. На все негерметичные места наносит силикон.

Плату для защиты покрывает лаком.

Шаг шестой: ионный охладитель
Дальше мастер сделал ионный охладитель (подробно что это такое можно ознакомится например здесь).

Мастер разрезал медную 6 мм трубку на отрезки по 5 мм. Затем собрал из нее блок 85Х5 мм. Это будет отрицательный электрод.

Чтобы сделать положительную решетку мастер распечатал держатель. Затем, из медной проволоки, собрал решетку.

Прежде чем закрепить две решетки, мастер проверил вентилятор подключив блок питания и трансформатор и установив положительную решетку над отрицательной. Система не должна иметь дуги, но она должна создавать ощутимый поток воздуха через отрицательную решетку (если вы чувствуете поток воздуха с положительной стороны, возможно, вы подключили выходные провода трансформатора наоборот). Нужно точно отрегулировать положение решеток и добиться нужного положения.

Шаг седьмой: сборка
Затем мастер приступает к окончательной сборке. Закрепляет ионный вентилятор и радиатор. На термопасту закрепил теплоотводы. Подключил трансформатор и блок питания.

Все готово. Мастер подключил к Расберри питание, интернет, все настроил и протестировал. По его словам, все отлично работает. Самое главное, что система охлаждения бесшумная, ну и конечно не совсем обычная.
Fan holder and Base.stl
Legs.stl
Radiator holder.stl
RasPi clip.stl
PipeTemplate.pdf

Источник

Источник: https://usamodelkina.ru/