מערכת מקוררת יונים עבור שרת המשחק שלך Raspberry Pi !: 9 שלבים (עם תמונות)

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

היי יוצרים!

לפני זמן מה קיבלתי את Raspberry Pi, אבל לא ממש ידעתי מה לעשות עם זה. לאחרונה, מיינקראפט חזרה לפופולריות, אז החלטתי להקים שרת Minecraft לי ולחברים שלי.

ובכן, הסתבר שזאת רק אני: /. בכל מקרה, עכשיו אני צריך צידנית רצינית למדי שיכול לקרר את השרת …

אז במדריך זה אני אראה לכם איך להכין אחד די גרוע. הוא יכלול לולאה מקוררת מים, ללא חלקים נעים, מכיוון שהרדיאטור יתקרר על ידי מאוורר יונים אופציונלי. עכשיו, אני מודה שהתמקדתי בעיצוב לא פחות מהפונקציונאליות. להתקנת השרת עצמו, ישנן הדרכות רבות ברשת. עקבתי אחרי הסרטון הזה. אם אתה רוצה לאפשר לאחרים לשחק, יהיה עליך גם להעביר את הנתב שלך לנמל, יש הרבה מידע על זה באינטרנט. בכל מקרה, בואו נתחיל עם המערכת הקרירה יותר!

אספקה

0.7 מ מ גיליון נחושת או אלומיניום

4 מ מ ו

צינורות נחושת, פליז או אלומיניום 6 מ"מ ¨

נימה להדפסה תלת -ממדית (ומדפסת!)

איזה חוט נחושת 22 מד

שנאי AC במתח גבוה (ניתן למצוא באתרים שונים באינטרנט, אנא טפל בזהירות!)

2 מתאמי קיר 5 וולט (אחד עם מחבר מיקרו USB, השני רק עם חוטים חשופים)

4 מתאמי שלדת לוח אם.

דבק (עדיף סיליקון)

משחה תרמית

מגהץ עם הלחמה

התבניות

ותחכה! שכחתי את ה- Raspberry Pi !!

שלב 1: בחירת חומרים

לפני שנמהר לייצר אותו, הייתי צריך למצוא חומר בנייה בעל התכונות הנכונות, שהתברר כנחושת. יש לו תכונות תרמיות דומות לכסף שהיא המתכת המוליכה בחום הטובה ביותר. זה חשוב, מכיוון שאנו רוצים להעביר את החום מהמעבד ומחשבי IC אחרים לנוזל, ואז לצאת לאוויר ביעילות. נחושת היא די יקרה, אולם היא הייתה חיונית לפרויקט זה. אם אתה רוצה למצוא אלטרנטיבה, אלומיניום יהיה אחד, מכיוון שהוא גם מוליך חום היטב. יריעה זו של נחושת 0.7 מ"מ עלתה לי בסביבות 30 $ אבל אלומיניום יהיה הרבה יותר זול מזה. אני אעשה את מודולי הבלוק הקריר יותר מהגיליון ואחבר את המודולים השונים עם צינורות פליז ונחושת 4 מ"מ, אך כמובן שניתן באותה מידה להשתמש בצינורות אלומיניום או פלסטיק למטרה זו.

תצטרך גם סוג של דבק לחיבור כל החלקים שלך. הבחירה המיידית שלי הייתה פשוט להלחם הכל ביחד. עם זאת, במקרה זה, התכונות התרמיות של נחושת למעשה פועלות נגדי, מכיוון שברגע שרציתי להלחם לחלקים יחד, כל החיבורים שלידו החלו להימס. אז חיפשתי חלופות אחרות, עוד על כך בהערות ה"מהירות "להלן.

שלב 2: כמה הערות מהירות

כחלופה להלחמה ניסיתי אפוקסי מהיר של 5 דקות, תרכובת מתכת סינתטית ודבק CA (דבק סופר). האפוקסי לא ממש התחבר, המתכת הסינתטית מעולם לא נרפאה ונראה היה שדבק העל עבד בסדר, והראה את פגםו רק לאחר כמה שבועות, כשהנחושת החלה להתאכל והדבק התפורר למותו. הדבק המיובש הגיב איכשהו, אני לא בטוח אם המים, האלומיניום או הסודה לשתייה שהשתמשתי בהם כמפעיל גורמים לכך, למרות שזה קרה ליד הנחושת. התוצאה הייתה שלאחר שהדבק התחיל להתפורר, כל המים דלפו החוצה. אם מישהו יודע את התשובה למה גרם לזה, אשמח לדעת. לבסוף, הייתי צריך לפרק את המערכת, ולהרכיב הכל מחדש בעזרת סיליקון. אני מקווה שזה סוף סוף יעבוד, מכיוון שהסיליקון הרבה פחות תגובתי (אבל רק הזמן יגיד).

חלק גדול מהקטעים מעולם לא הוקלטו מחדש, אז רק שתדע, בכל התמונות שאתה רואה אותי מורחת דבק סופר, במקום זאת עליך להשתמש בסיליקון.

הערה נוספת היא שבעוד שאני מציין מעל שהשתמשתי בנחושת יריעה, השתמשתי באלומיניום לבלוק הרדיאטור. הוא הרבה יותר גדול, ומתחמם פחות, כך שהאלומיניום הזול יותר יעבוד מצוין.

מבחינת שנאים, ניסיתי להשתמש בשנאי ניאון בסך 15 $, אך לצערי לא הצלחתי. מה שכן עבד היה שנאי ההרמה הזולים של 3 דולר או כל כך זול. לרוב אלה, כגון זה, יש מתח הפעלה של 3.6 עד 6 וולט, וזה מושלם ליישום שלנו. מתח היציאה הוא סביב 400 000 וולט, לכן אנא היזהר בעת הטיפול, ואל תתקרב אליו מדי בעת ההפעלה. יתר על כן, בעת הטיפול לאחר הפעולה, אנא שחרר את השנאי על ידי קיצור מוליכי הפלט בעזרת מברג או כזה.

שלב 3: חיתוך וכיפוף הסדינים ואיטום הבלוקים

התחלתי בעיצוב הבלוקים הקרירים יותר. אתה יכול למצוא את תבניות העיצוב לכל דבר, גם את הבלוקים אבל גם את מידות הצינור, כקבצים מצורפים. עיצובים אלה מיועדים ל- Raspberry Pi 3 מדגם B, אולם אני חושב שהם צריכים להיות תואמים גם ל- B+, שכן השניים נבדלים זה מזה רק במעטפת המעבד המתכת המוגבהת מבחינת גורם הצורה (לפחות עבור החלקים שאכפת לנו מהם). אם אתה רוצה לעשות את זה עבור Raspberry Pi 4 החדש, תצטרך לעצב את המערכת בעצמך אבל אל תדאג, זה לא כל כך קשה.

בכל אופן, הדפסתי את התבניות והצמדתי אותן לנחושת ולאלומיניום בעזרת סרט דו צדדי. גזרתי את כל החלקים במספריים ממתכת. ניתן כמובן להשתמש גם בכלי Dremel, אך אני מוצאת שהמספריים הם שיטה הרבה יותר מהירה (גם פחות רועש!). לאחר מכן כיפפתי את הצדדים. השתמשתי במקלפת לשם כך, אך נמנעתי מצבת אף מחט, ובמקום זאת השתמשתי בצבת אף שטוח (אני לא ממש יודע את שמו) במקום שהמשנה לא הייתה כדאית. בדרך זו, העיקולים יהיו ישרים יותר ומוגדרים יותר. לאחר שכל הכיפופים נעשו, הסרתי את התבנית.

בתוך הבלוקים הקרים יותר, אבטחתי כמה פיסות מתכת, בזווית כלפי מעלה (כשהן מותקנות במקום). כעת, התיאוריה מאחורי זה היא שהמים הקרים ייכנסו דרך הצדדים ו"יתפסו "במדפי המתכת, יצננו את המעבד ואז יעלו ויצאו דרך הצינור העליון, אם כי אני לא ממש יודע איך לנתח אם זה באמת עובד. סביר להניח שהייתי צריך מצלמת הדמיה תרמית בכדי לבדוק אם הנתיב התיאורטי של המים החמים אכן זהה בפועל.

כשזה הגיע לאזור פינוי החום של בלוק הקירור, רציתי לכופף אותו בצורה גלי, כדי למקסם את שטח הפנים שלו. ניסיתי להבקיע ולהתכופף, אך זה התברר כאסון, שכן לפחות חצי מהעיקולים נחטפו. ניסיתי להדביק את כל החלקים יחד עם CA, אך כידוע לכולנו, גם זה נכשל כישלון חרוץ. זה עבד מצוין עם סיליקון, אבל אם הייתי עושה את זה שוב, הייתי משתמש במשהו כמו נייר עבה יותר, וגם הייתי עושה את הכיפופים לכיוון השני, כך שהמים החמים יוכלו לזרום בערוצים בקלות רבה יותר.

לאחר מכן, כאשר כל הכיפופים נעשו, אטמתי את כל הפערים בסיליקון, מבפנים.

הכנתי גם רשת מתוך 8 חתיכות אלומיניום. השתמשתי בטכניקת שילוב כדי לחבר אותם זה לזה, יחד עם סיליקון. אני לא כל כך בטוח למה החלטתי להכין את זה, אני מניח שהמחשבה שלי הייתה שכך המים החמים המגיעים הצידה לא ישקעו לצינורות הכניסה, אבל המים הקרים השוקעים מלמעלה היו עושים זאת. בדיעבד, הרעיון נראה די מופרך בלשון המעטה.

שלב 4: הדפסת המעמד וכמה החלטות גרועות …

הדפסתי תלת מימד דוכן, הן עבור ה- Pi והן עבור בלוק הרדיאטור. ריכזתי את כל החלקים, שתוכלו למצוא כקבצים מצורפים STL. זה עזר לי עם החיתוך והכיפוף של הצינורות, אם כי זה לא יהיה נחוץ עבורך, שכן סיפקתי גם תבנית לכיפוף. ריססתי אותו בכסף, אבל זו הייתה ההחלטה המטופשת ביותר. אתה רואה, למרות המראה הטוב, זה לא ממש פרקטי, מכיוון שהוא מכיל אבקת מתכת. זה הופך את הצבע לקצת מוליך, וזה גרוע אם אתה רוצה להשתמש בו כמעמד לאלקטרוניקה במתח גבוה (סיפור ארוך, הוא התחיל להריח פלסטיק שרוף). הייתי צריך להדפיס מחזיק אחר לסיכות הנחושת של מאוורר היונים, שאמנם מודפס בכסף, אך אינו מוליך חשמל. עכשיו, בואו נעבור לצינורות.

שלב 5: חיתוך וכיפוף וחיבור הצינורות

אני חותך את קטעי הצינור קצת יותר זמן מהצורך, רק ליתר ביטחון. כשזה מגיע לכיפוף, אתה יכול כמובן להשתמש בכלי לכיפוף צינורות, אך מכיוון שאין לי כזה, השתמשתי במקום בשיטה חינמית. לקחתי פיסת קרטון והדבקתי אותה בקצה אחד ומילאתי את הצינור בחול. החול יאזן את המתח וימזער את הקמטים במתכת. לצורך הכיפוף, הכי קל להשתמש במשהו כמו מתלה בגדים או מוט וילון. הקפדתי לבדוק כל הזמן כדי להיות בטוח שהכל יתאים, והרכבתי גם כמה חתיכות תוך כדי. כהפניה תוכל להשתמש בתבנית המצורפת.

עשיתי כמה קיצוצים הכרחיים בעזרת כלי רב. במקום בו הצינורות יתחברו משני הצדדים לבלוקים הקרים יותר, הוסר מחצית הצינור. השתמשתי בסיליקון לחיבור הצינורות הללו. כעת, במקור יהיו לי 3 בלוקים קרירים יותר, אבל החלטתי לא להתעסק עם הזיכרון כפי שהוא היה בצד האחורי, והסרת ה- Raspberry Pi תהיה קשה מכיוון שהוא מהודק משני הצדדים. חוץ מזה, מחולל החום העיקרי הוא המעבד (אם כי, אני לא ממש יודע למה מעבד האתרנט יזדקק לקירור, אולי כי הוא נראה כל כך מגניב?). בסופו של דבר הדבקתי גוף קירור בצד האחורי וכיסיתי את חורי הרדיאטור בלוחות מתכת.

יצרתי גם שני חורים בגודל 6 מ"מ בחלק העליון של בלוק הרדיאטור, ואבטחתי שני צינורות באורך 6 מ"מ. אלה יפעלו כצינורות מילוי וניקוז, אך גם ישחררו חלק מהלחץ ככל שהמים מתחממים.

לבסוף, אבטחתי את החלק העליון של הרדיאטור בסיליקון.

שלב 6: המערכת מתעצבת …

הרכבתי את ה- Raspberry Pi באופן זמני, כדי להיות בטוח שהכל תואם. השתמשתי בהלחמה כדי לחבר כמה צינורות, למרות שהשאר נעשה עם סיליקון והחזקתי את החלקים במקומם בעזרת הדבקה עד שהדבק יתייבש. בעת אבטחת הכל, הקפד לא לשים סיליקון על הצד האחורי של הבלוקים הקרים יותר (שיתחברו למעגלים המשולבים) כמו גם לצינורות כלשהם.

אחרי שהכל התייבש, רציתי לבדוק אם המערכת עמידה במים. ניתן לעשות זאת על ידי השקעת הכל מתחת למים, בדלי למשל (כשהפי פטל מוסר, מן הסתם). בעזרת קש נשפתי אוויר לאחד מצינורות הניקוז, וחסמתי את השני באגודל. במקום בו עולות בועות, יש חור ומרחתי שם יותר סיליקון. זה חזר על עצמו עד שלא היו בועות נוספות.

להגנה נוספת, מרחתי לק שקוף על הפטל ועל כל מרכיביו, כדי לשמש כמה איטום.

שלב 7: סיפורו של מאוורר היונים

בהחלט קיימות שיטות טובות ומהירות יותר לייצר מאוורר יונים, הכי קל הוא רק לקחת שתי חתיכות רשת מתכת ולחבר כמה אלפי וולט מתח מתח גבוה לשניהם. היונים יעברו מהרשת המחוברת לחוט החיובי ויטוסו לעבר הרשת הטעונה שלילית, ולבסוף הם ייצאו דרכה וימשיכו לעוף, ובכך יתנו לנו את הרוח הקלה (החוק השלישי של ניוטון). גישה זו הייתה מצילה אותי שעות רבות מאוחר יותר, אך עדיין, אני מחשיב את הגישה שלי (בסגנון Makezine) קריר יותר (ראה מה עשיתי שם, עם המילה "מגניב"? לא משנה).

התחלתי בחיתוך באורך 85X5 מ"מ של צינור פליז 6 מ"מ, לרשת השלילית. קיבצתי אותם יחד, 7 על 7, בצורת חלת דבש. השתמשתי בקלטת אלומיניום כדי להחזיק אותם יחד בזמן שתיקנתי אותם במקומם. כאן, לא יכולתי להתרחק מהלחמה, מכיוון שזו השיטה היחידה שהייתה לי שיכולה לחבר את החלקים וגם להוליך חשמל. אז בכל פעם שהלחמתי יחד נתחים גדולים יותר (לא אלה במיינקראפט), הייתי צריך להקליט הכל כדי ששום דבר לא יתפרק. השתמשתי בלפיד של בוטאן במקום במגהץ כדי לחבר את המשושים האלה יחד, והוספתי גם כמה חלקים קטנים יותר כדי להגיע לצורה הנכונה. חיברתי חוט ושייפתי את הצד הפונה לרשת החיובית, מכיוון שכל הצינורות צריכים להיות רחוקים באותה מידה מהרשת החיובית.

אם כבר מדברים על הרשת החיובית, זה היה קשה לא פחות. הדפסתי את הרשת, שניתן למצוא אותה כקובץ מצורף. חתכתי 85 חלקים מחוט נחושת לא מבודד של 22 מד באורך שווה. כדי למנוע את ההיתוך של ההדפסה, הלחמתי הכל יחד כשהפלסטיק היה מתחת למים. כל אחד מ -85 הסיכות (נקרא להם "בדיקות", נשמע הרבה יותר קריר) נדחקו דרך החורים, והגשושים חוברו לחתיכות חוט ארוכות יותר מלמעלה. אלה בתורם מולחמו לחוט אשר יתחבר מאוחר יותר לשנאי. בזמן ההלחמה, ודא שכל הגששים נדבקים באופן שווה, השתמשתי בחתיכת פלסטיק כדי לוודא זאת. כמה שיותר מדויק, יותר טוב! מרחתי טיפת דבק על כל אחת מהגשושיות, כדי להדק אותן להדפסה.

לפני אבטחת שני הרשתות בעזרת דבק, בדקתי את המאוורר בעזרת ספק הכוח והשנאי שלי. המערכת לא אמורה לקשת, אך היא אמורה לייצר זרם אוויר חכם דרך הרשת השלילית (אם אתה מרגיש זאת בצד החיובי, ייתכן שחיברת את חוטי הפלט של השנאי להיפך). זה יכול להיות קשה למצוא את הנקודה המתוקה הזו, אבל כאשר קיבלת אותה, אבטח את צינורות הפליז לפלסטיק בעזרת דבק.

שלב 8: עבודות חשמל והגדרת הכל

אבטחתי את מאוורר היונים למעלה בעזרת סיליקון וודא שחלקי המתכת שלו רחוקים משאר המערכת. תיקנתי גם את שנאי המתח הגבוה בצד האחורי בסיליקון וחיברתי את חוטי הפלט המתאימים לחוטי הנחושת מהרשת החיובית והשלילית, וודא שיש מרחק לא מבוטל בין אלה (הדבר האחרון שאני רוצה הוא קשת). לאחר מכן לקחתי את ספק הכוח שלי עם החוטים החשופים וחיברתי את החוטים עם כניסות השנאי. הקפד להוסיף בידוד.

לאחר מכן, הוספתי משחה תרמית בצד האחורי של בלוקים הקרירים והרכבתי את הפטל עם 4 עמידות בלוח האם.

הוספתי מים למערכת בעזרת פיפטה, והקפדתי לטלטל את המערכת (הדבר האחרון שאנחנו רוצים הוא בועת אוויר כלואה באחד מגושי הקירור). כשהיא כמעט התמלאה, הטתי מעט את המערכת כדי להיפטר מהאוויר הכלוא בין סנפירים הרדיאטור.

סוף סוף זה נגמר!

שלב 9: הסוף

אחרי כל זה סוף סוף מגניב היונים מסתיים! חיברתי את מחבר ה- Ethernet, החשמל והמאוורר והפעלתי הכל. כעת ניכר כי המערכת אינה מושלמת. סנפירים הרדיאטור מכוסים בסיליקון לא פחות, אז אני מטיל ספק בכך שזה פונקציונאלי. אם כי, רוב החום מתפזר בכל מקרה, דרך הצינורות ובלוקים לקירור. הייתי אומר שמאוורר היונים עדיף מכלום, אבל לא טוב כמו מכאני. אם כי, יש לך את החיסרון של רעש וחיים. המדידה שלי של צריכת החשמל שלה קיבלה ערך של 0.52 A ב 5 וולט DC. למרות שמתח המוצא גבוה בהרבה, הוא עלול לפגוע בך, אך היזהר!

הדבר העצוב באמת הוא שבעוד שבניתי את זה לי ולחברים שלי ליהנות, נמאס להם עכשיו לשחק במיינקראפט …

בכל מקרה, למעלה אתה יכול למצוא סרטון משחקים, אם אתה מעוניין.

אני מקווה שאהבתם את הפרויקט הזה, אם אהבתם, אהבו את המדריך ושקלו להצביע עבורי בתחרות:).

נתראה במדריך הבא!

עשייה שמחה!