Jonkyldt system för din Raspberry Pi -spelserver !: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Hej Makers!

För ett tag sedan fick jag Raspberry Pi, men jag visste inte riktigt vad jag skulle göra med det. Nyligen har Minecraft kommit tillbaka i popularitet, så jag bestämde mig för att skapa en Minecraft -server för mig och mina vänner att njuta av.

Det visade sig bara vara jag: /. Hur som helst, nu behöver jag en ganska seriös kylare som kan kyla servern …

Så i denna instruerbara, kommer jag att visa dig hur man gör en ganska elak. Det kommer att innehålla en vattenkyld slinga, utan rörliga delar, eftersom kylaren kyls av en valfri jonfläkt. Nu erkänner jag att jag fokuserade lika mycket på designen som på funktionaliteten. För installationen av själva servern finns det många självstudier online. Jag följde den här videon. Om du vill göra det möjligt för andra att spela måste du också vidarebefordra din router, det finns mycket information om detta online. Hur som helst, låt oss göra det med det kallare systemet!

Tillbehör

0,7 mm ark koppar eller aluminium

4 mm och

6 mm koppar-, mässings- eller aluminiumrör ¨

3D -filament (och en skrivare!)

Några 22 gauge koppartråd

En högspännings AC-transformator (kan hittas på olika webbplatser online, var god hantera med försiktighet!)

2x 5-volts väggadaptrar (en med ett mikro-USB-kontakt, den andra bara med ledningar)

4x moderkortchassiadaptrar.

Ett lim (helst silikon)

Kylpasta

Ett lödkolv med löd

Mallarna

Och vänta! Jag glömde Raspberry Pi !!

Steg 1: Val av material

Innan vi skyndade oss för att göra det behövde jag hitta ett byggmaterial med rätt egenskaper, vilket visade sig vara koppar. Den har liknande termiska egenskaper som silver som är den bästa värmeledande metallen. Detta är viktigt, eftersom vi vill överföra värmen från CPU: n och andra IC: er till vätskan och sedan effektivt ut i luften. Koppar är ganska dyrt, men det var avgörande för detta projekt. Om du vill hitta ett alternativ skulle aluminium vara ett, eftersom det också leder värme bra. Detta ark med 0,7 mm koppar kostade mig runt $ 30 men aluminium skulle vara mycket billigare än så. Jag kommer att göra de kallare blockmodulerna av arket och jag kommer att ansluta de olika modulerna med 4 mm mässings- och kopparrör, men självklart kan du lika gärna använda aluminium- eller plaströr för detta ändamål.

Du behöver också någon form av lim för att ansluta alla dina delar. Mitt omedelbara val var bara att lödda ihop allt. Men i det här fallet fungerar kopparens termiska egenskaper faktiskt mot mig, för så snart jag ville lödda ihop delar började alla anslutningar bredvid smälta. Så jag letade efter andra alternativ, mer om det i de "snabba" anteckningarna nedan.

Steg 2: Några snabba anteckningar

Som ett alternativ till lödning försökte jag en 5-minuters snabb epoxi, en syntetisk metallförening och CA-lim (superlim). Epoxin fastnade inte riktigt, den syntetiska metallen härdades aldrig och superlimet verkade fungera bra och visade först sin brist efter några veckor, när koppar började korrodera och limmet smulade till dess död. Det torkade limet reagerade på något sätt, jag är inte säker på om det är vattnet, aluminiumet eller bakpulver som jag använde som en aktivator som orsakar detta, även om detsamma hände nära koppar. Resultatet var att allt vatten läckte ut efter att limmet började smula. Om någon vet svaret på vad som orsakade detta skulle jag gärna veta. Slutligen var jag tvungen att demontera systemet och montera ihop allt igen med silikon. Jag hoppas att detta äntligen kommer att fungera, eftersom silikon är mycket mindre reaktiv (men bara tiden får utvisa).

Mycket av bilderna spelades aldrig in igen, så bara så att du vet, på alla bilder som du ser mig applicera superlim ska du istället använda silikon.

En annan anmärkning är att medan jag konstaterar ovan att jag använde plåt, använde jag aluminium för kylarblocket. Det är mycket större och blir mindre varmt, så det billigare aluminiumet fungerar alldeles utmärkt.

När det gäller transformatorer försökte jag använda en Neon Transformer på $ 15, men jag fick det tyvärr inte att fungera. Det som fungerade var de billiga 3-bock-eller-så-billiga steg-upp-transformatorerna. De flesta av dessa, som den här, har en driftspänning på 3,6 till 6 volt, vilket är perfekt för vår applikation. Utgångsspänningen är cirka 400 000 volt, så var försiktig när du hanterar den och kom inte för nära den under drift. Vid hantering efter drift, ladda dessutom transformatorn genom att kortsluta utmatningsledningarna med en skruvmejsel eller liknande.

Steg 3: Klippning och böjning av ark och tätning av blocken

Jag började med att designa de svalare blocken. Du hittar designmallarna för allt, både blocken men också rördimensionerna, som bilagor. Dessa mönster är för Raspberry Pi 3 modell B, men jag tror att de också bör vara kompatibla med B+, eftersom de två bara skiljer sig i det upphöjda metall -CPU -höljet när det gäller formfaktor (åtminstone för de delar vi bryr oss om). Om du vill göra detta till nya Raspberry Pi 4 måste du designa systemet på egen hand men oroa dig inte, det är inte så svårt.

Hur som helst, jag skrev ut mallarna och fäst dem på koppar och aluminium med dubbelsidig tejp. Jag klippte ut alla delar med en metallsax. Ett Dremel -verktyg kan naturligtvis också användas, men jag tycker att saxen är en mycket snabbare metod (mindre bullriga också!). Efter det böjde jag sidorna. Jag använde en skruvstång för detta, men undvek nåltång, och använde istället en tång med platt näsa (jag vet inte riktigt dess namn) där skruven inte var livskraftig. På så sätt blir böjarna rakare och mer definierade. Efter att alla böjningar gjorts tog jag bort mallen.

Inuti de svalare blocken säkrade jag några metallbitar, vinklade uppåt (när de är monterade på plats). Nu är teorin bakom detta att det kalla vattnet kommer in genom sidorna och "fastnar" i hyllorna av metall, kyler processorn och sedan stiger och går ut genom det övre röret, även om jag inte riktigt vet hur för att analysera om detta verkligen fungerar. Jag skulle förmodligen behöva en värmekamera för att se om det teoretiska banan för det varma vattnet faktiskt är densamma i praktiken.

När det gällde kylflänsblockets värmeavfallsområde ville jag böja det vågigt för att maximera dess yta. Jag försökte göra mål och böja, men detta visade sig vara en katastrof, då minst hälften av böjarna knäppte. Jag försökte limma ihop alla bitar med CA, men som vi alla vet misslyckades detta också oerhört. Det fungerade bra med silikon, men om jag skulle göra det här igen skulle jag använda något som en tjockare folie, och jag skulle också göra böjarna åt andra hållet, så att det varma vattnet kan flöda i kanalerna med lätthet.

När sedan alla böjar gjordes tätade jag alla luckor med silikon inifrån.

Jag gjorde också ett galler av 8 bitar aluminium. Jag använde en förreglingsteknik för att ansluta dem till varandra, tillsammans med silikon. Jag är inte så säker på varför jag bestämde mig för att göra det här, jag antar att min tanke var att det varma vattnet som kommer i sidled inte sjunker ner till inloppsrören, men det sjunkande kalla vattnet ovanifrån skulle göra det. I efterhand verkar tanken minst sagt ganska långsökt.

Steg 4: Skriva ut stativet och några dåliga beslut…

Jag 3D -tryckt ett stativ, både för Pi och kylarblocket. Jag monterade alla delar, som du kan hitta som STL -tillbehör. Detta hjälpte mig med att klippa och böja rören, även om det inte är nödvändigt för dig, eftersom jag också har tillhandahållit en mall för böjningen. Jag spraymålade det silver, men det här var det dummaste beslutet. Du ser, trots det snygga utseendet, är det inte riktigt praktiskt, eftersom det innehåller metallpulver. Detta gör färgen något ledande, vilket är dåligt om du vill använda den som stativ för högspänningselektronik (lång historia kort, det började lukta bränd plast). Jag var tvungen att skriva ut en annan hållare för kopparpinnarna på jonfläkten, som även om den är tryckt i silver, inte leder elektricitet. Låt oss nu gå vidare till rören.

Steg 5: Klippning och böjning och anslutning av rören

Jag skär av rördelarna lite längre än det behövs, bara för att vara på den säkra sidan. När det gäller böjningen kan du naturligtvis använda ett rörböjningsverktyg, men eftersom jag inte har ett, använde jag en gratis metod istället. Jag tog en kartongbit och limmade den i ena änden och fyllde upp röret med sand. Sanden kommer att jämna ut stressen och minimera veckningen i metallen. För böjningen är det enklast att använda något som ett klädställ eller en gardinstång. Jag såg till att hela tiden kolla för att vara säker på att allt kommer att passa, och monterade också några bitar när jag gick. Som referens kan du använda den bifogade mallen.

Jag gjorde några nödvändiga nedskärningar med ett multiverktyg. Där rören kommer att anslutas på båda sidor till de kallare blocken togs hälften av röret bort. Jag använde silikon för att ansluta dessa rör. Nu skulle jag ursprungligen ha 3 svalare block, men jag bestämde mig för att inte bry mig om det för minnet, som det var på baksidan, och att ta bort Raspberry Pi skulle vara svårt eftersom det skulle klämmas ihop från båda sidor. Dessutom är huvudgeneratorn för värme CPU: n (dock vet jag inte riktigt varför Ethernet -processorn skulle behöva kylas, kanske för att den ser så cool ut?). Det slutade med att jag bara klämde fast ett kylfläns på baksidan och täckte hålen på kylaren med metallplattor.

Jag gjorde också två 6 mm hål i toppen av kylarblocket och säkrade två längder av 6 mm rör. Dessa kommer att fungera som påfyllnings- och avloppsrör, men kommer också att släppa en del av trycket när vattnet värms upp.

Slutligen säkrade jag toppen av kylaren med silikon.

Steg 6: Systemet tar form …

Jag monterade Raspberry Pi tillfälligt för att vara säker på att allt var i linje. Jag använde lödning för att ansluta några rör, även om resten gjordes med silikon och höll delarna på plats med klibb tills limmet hade torkat. När du säkrar allt, se till att inte få silikon på baksidan av de svalare blocken (som ansluts till IC: erna) såväl som i eventuella rör.

Efter att allt hade torkat ville jag se om systemet var vattentätt. Detta kan göras genom att sänka allt under vatten, till exempel i en hink (med Raspberry Pi borttagen, uppenbarligen). Med hjälp av ett sugrör blåste jag luft in i ett av avloppsrören och blockerade det andra med tummen. Där bubblor dyker upp finns det ett hål och jag applicerade mer silikon där. Detta upprepades tills det inte fanns fler bubblor.

För extra skydd applicerade jag transparent nagellack på Hallon och alla dess komponenter, för att fungera som viss vattentätning.

Steg 7: Sagan om jonfläkten

Det finns säkert bättre och snabbare metoder för att göra en jonfläkt, det enklaste är bara att ta två metallnätstycken och ansluta några tusen volt högspänningskälla till båda. Jonerna kommer att gå från nätet som är anslutet till den positiva tråden och flyga mot det negativt laddade nätet, och till sist kommer de att gå ut genom det och fortsätta flyga, vilket ger oss den svaga vinden (Newtons tredje lag). Detta tillvägagångssätt skulle ha räddat mig många timmar senare, men ändå anser jag att mitt eget tillvägagångssätt (Makezine -stil) var coolare (se vad jag gjorde där, med ordet "coolt"? Nevermind).

Jag började med att klippa upp 85 x 5 mm längder av 6 mm mässingsrör, för det negativa gallret. Jag grupperade dem tillsammans, 7 gånger 7, i en bikakeform. Jag använde aluminiumtejp för att hålla ihop dem medan jag fixade dem på plats. Här kunde jag inte komma bort från lödning, eftersom det är den enda metoden jag hade som kunde ansluta bitarna och även leda elektricitet. Så varje gång jag lödde ihop större bitar (inte de i Minecraft dock), var jag tvungen att tejpa allt så att inget skulle falla sönder. Jag använde en buthanfackla istället för ett strykjärn för att ansluta dessa sexkantar och lade också till några mindre bitar för att komma till rätt form. Jag kopplade en tråd och slipade sidan som vetter mot det positiva rutnätet, eftersom alla rör ska vara lika långt från det positiva gallret.

På tal om det positiva rutnätet, det var lika svårt att göra. Jag skrev ut rutnätet, som finns som bilaga. Jag klippte 85 bitar av 22 gauge oisolerad koppartråd av lika längd. För att förhindra att trycket smälter lödde jag ihop allt medan plasten var under vatten. Var och en av de 85 stiften (låt oss kalla dem "sonder", låter mycket svalare) trycktes genom hålen och sonderna kopplades till längre trådstycken uppifrån. Dessa löddes i sin tur till en tråd som senare kommer att anslutas till transformatorn. Under lödningen, se till att alla sonderna fastnar lika mycket, jag använde en bit plast för att säkerställa detta. Ju mer exakt, desto bättre! Jag applicerade en droppe lim på var och en av sonderna för att fästa dem på utskriften.

Innan jag säkrade de två gallren med lim testade jag fläkten med min strömförsörjning och transformator. Systemet bör inte båge, men det bör producera en förnuftig luftström genom det negativa nätet (om du känner det på den positiva sidan kan du ha anslutit transformatorns utgångstrådar tvärtom). Det kan vara svårt att hitta denna söta plats, men när du fick det, säkra mässingsrören till plasten med lim.

Steg 8: Elarbete och installation av allt

Jag säkrade jonfläkten till toppen med silikon och såg till att dess metalldelar är långt borta från resten av systemet. Jag fixade också högspänningstransformatorn på baksidan med silikon och kopplade motsvarande utgångstrådar till koppartrådarna från det positiva och negativa nätet, och se till att det finns en bra bit av avstånd mellan dessa (det sista jag vill ha är ljusbåge). Jag tog sedan min strömförsörjning med bara ledningar och kopplade ledningarna med transformatorns ingångar. Var noga med att lägga till isolering.

Därefter lade jag till termisk pasta på baksidan av de svalare blocken och monterade hallon med de fyra moderkortets distanser.

Jag tillsatte vatten i systemet med en pipett och såg till att skaka systemet (det sista vi vill ha är en luftbubbla som är instängd i ett av kylblocken). När det nästan var fyllt lutade jag systemet något för att bli av med luften som var instängd mellan kylarfenorna.

Den är äntligen klar!

Steg 9: Slutet

Efter allt detta är Ion Cooler äntligen klar! Jag kopplade in Ethernet-, ström- och fläktkontakten och startade allt. Nu är det uppenbart att systemet inte är perfekt. Kylarfenorna är täckta av silikon lika mycket som inte, så jag ifrågasätter att det är funktionalitet. Även om mycket av värmen sprids i alla fall genom rören och kylblocken. Jag skulle säga att jonfläkten är bättre än ingenting, men inte lika bra som en mekanisk. Men där har du nackdelen med buller och livstid. Min mätning av dess strömförbrukning fick ett värde av 0,52 A vid 5 Volt DC. Även om utspänningen är mycket högre kan det potentiellt skada dig, så var försiktig!

Det riktigt sorgliga är att medan jag byggde det för mig och mina vänner att njuta av, har de nu tröttnat på att spela Minecraft….

Hur som helst ovan kan du hitta en spelvideo om du är intresserad.

Jag hoppas att du gillade detta projekt, om du gjorde det, gillar Instructable och överväg att rösta på mig i tävlingen:).

Vi ses på nästa Instructable!

Glad att göra!