Домашний компьютер - доработка корпуса, простое и не дорогое водяное охлаждение

внешний вид системного блока под столом

Речь пойдет о «дежурном» компьютере практически постоянно работающем. Часто круглые сутки. Поработать, заглянуть в интернет, посмотреть кино или мультики, оставить на ночь скачать что-то большое, чтобы израсходовать ночную часть имеющегося трафика.


Описываемая доработка с одной стороны (водяное охлаждение) позволила системному блоку стать куда как менее шумным и назойливым, с другой (корпус) – устранены врожденные пороки конструкции корпуса системного блока. О, это была просто поэма!  Кнопка пуска на фальшпанели  имела значительную площадь и большую глубину. Малейший перекос заклинивал ее в утопленном положении и бедняжку приходилось выковыривать столовым ножом. Конструкция окошечек для оптических дисководов была столь замысловата, что было бы просто удивительно, работай это как следует. Кнопки были расположены сбоку от дисковода и имели несколько пластиковых рычажков внутри. Они должны были нажимать на штатную кнопку «выкидывания» лоточка с диском. Кнопки эти, не стали отрываться от коллектива и так же насмерть заклинивают в нажатом положении, причем даже столовый нож был здесь бессилен. Приходилось, вооружившись фонариком и открыв фальш-дверку дисковода отжимать кнопку изнутри.

 Что потребовалось для работы

Набор некрупного слесарного инструмента, набор инструмента и принадлежностей для пайки (конструктивная, электромонтаж). Тестер, строительный фен, ювелирный лобзик, небольшая газовая горелка, шуруповерт.

Оцинкованная сталь 0,5 мм, силиконовые шланги, листовая латунь разной толщины для теплообменников, циркуляционный насос для аквариума или настольного фонтанчика, комплект для индикации потока теплоносителя и измерения ее температуры, провода, крепеж, мелочи.
 

Передняя панель корпуса. Была максимально упрощена. Вся мишура с наслаждением отодрана, оставшаяся дырчатая оцинкованная решетка была сочтена вполне себе этаким промышленным дизайном. Особенно если учесть будущую подстольную дислокацию системного блока, где он не будет слишком сильно мозолить глаза.
     
доработка "лица" системного блока

Чтобы панельки и дисковод встали на место пришлось поработать надфилем, изрядной возни потребовала и панелька с дополнительными, сильно не лишними USB. Вместо хлипкой штатной кнопки запуска, к тому же не имевшей крепления иначе, чем к фальшпанели, установлена суровая отечественная КМ-1. Светодиоды индикации включения и обращения к  жесткому диску притянуты изнутри нейлоновыми ремешками для монтажа. Предварительно, пластиковые корпуса светодиодов были чуток пошкурены для расширения диаграммы направленности. Чтобы сбоку их было лучше видно.

Водяное охлаждение – без сбрасывающих тепло во вне радиаторов с обдувом. Вместо них – значительного объема емкость с водой. Площади стенок ее вполне достаточно для пассивного охлаждения. В целом, схема охлаждения выглядит так.

блок-схема устройства охлаждения ПК

Где: 1 – системный блок персонального компьютера (ПК); 2 – блок питания ПК с небольшим низкооборотистым вентилятором - 3; 4 – теплообменник процессора AMD Athlon 2.81 ГГц; 5 – теплообменник ЧИПа северного моста; 6 – теплообменник видеокарты; 7 – водяной бак-теплообменник; 8 – циркуляционный насос.


Теплообменники установленные на горячих ЧИПах сделаны по собственной простой технологии пайкой мягким припоем. Задействованы штатные крепления радиаторов.  

теплообменник на центральном процессоре
Теплообменник процессора.



теплообменник на видеокарте
Теплообменник видеокарты.

теплообменник на видеокарте_1

Также, аналогичный теплообменник сделан и установлен на крупный чип северного моста. Отдельно пришлось повозиться и с блоком питания, он также был переделан для охлаждения водой. Оставил только маленький вентилятор для него, включенный, на напряжение 5 В. Он вертится совершенно бесшумно, мотор жесткого диска работает громче. Задача вентилятора выдувать теплый воздух из коробки блока питания, иначе он там застаивается, нагревая компоненты и снижая их ресурс и надежность блока в целом.

вентилятор на БП

Для натурных испытаний была собрана упрощенная система охлаждения, проработавшая около двух месяцев. Емкостью-охладителем системному блоку служила стандартная стеклянная банка 3 л. При круглосуточной работе компьютера и температуре в помещении 22…24˚С, встроенные в чипы датчики температуры показывали не выше 40˚С. Температура теплоносителя была несколько ниже. В целом, система охлаждения, даже при такой крайней простоте и дешевизне вполне работоспособна и показала неплохие результаты.    

тестирование охлаждения

Практически полное отсутствие шумного вентиляторного охлаждения очень снизило шум работающего компьютера в целом. Главными звуками стали тихое гудение моторчика водяного насоса и, самое громкое – работа жесткого диска.  Звуки его жизнедеятельности стали преотлично слышны, он периодически поскрипывает и попискивает, равномерно гудит мотор вертящий сам диск. Несколько снизить его шумность удалось виброразвязав HDD от жестяного корпуса по совету коллеги Pronin. Здесь, жесткий диск был вынут из штатного отсека и в перевернутом состоянии уложен на дно системного блока. Удалось относительно свободно разместить его на дне, тщательно сформовав провода системного блока в жгуты и уложив лишнее в свободные отсеки для  DVD привода и жестких дисков. На крышке «винчестера» были отлиты из силиконового герметика четыре мягких высоких ножки. После застывания герметика они были выровнены по высоте ножницами.

виброразвязка HDD

размещение HDD в корпусе

Бак-теплообменик был спаян из оцинкованной кровельной стали. Его плоская конструкция диктовалась размещением на деревянной стене на манер радиатора парового отопления. Кроме того такую форму легко сделать, все детали конструкции прямоугольные – их легко изготовить вырезав обычными ножницами по металлу, отходов после изготовления немного.

изготовление бака-теплообменника

Емкость бака сделана несколько излишней, это была случайность, отлично будет работать емкость в три-четыре испытательных трех литровых банки. То есть 10…12 л. Ширина емкости – такова, чтобы можно было влезть рукой. Это возможно пригодится при гипотетических аварийных или профилактических работах. Кроме того, первоначальный монтаж предполагает возню внутри с одеванием шлангов на штуцеры.  Для предотвращения «раздувания» плоских стенок сравнительно большой площади, в середине изнутри стенки связаны «распоркой».

связка больших стенок бака



- Товарищ прапорщик, разрешите доложить – набрать воду никак нельзя, у кружки запаяно горло!  
- Ну и ну, да у нее еще и дна нет! 


Армейский анекдот.


Бак был сделан из четырёх основных частей – основная часть, дно, крышка и горловина. Основная часть согнута из развертки-полосы. Дополнительно сделан припуск на лепесток 25 мм шириной для пайки края внахлест. Паял обычным свинцовым ПОС (дешевле), прогревая место пайки небольшим пламенем газовой горелки. Флюс использовал специальный для горелочной пайки медных водопроводных труб. Это серая паста с добавлением мельчайших частичек припоя, предназначен флюс для припоя олово-медь, но и со свинцовыми работает хорошо. Можно попробовать другие неорганические флюсы, например паяльную кислоту (хлористый цинк). Главная проблема при пайке – коробление нагретой части жести, уменьшить явление удается частым технологическим  крепежом поверхностей перед пайкой, работа малым пламенем или быстрой работой мощным, хорошо прогретым  паяльником.  Флюс (кислотный), следует отмывать сразу же после пайки теплой водой.

припайка горловины бака

отверстие горловины

горловина, крышка

Горловина бака должна быть достаточно широкой (рука) и закрывающейся вполне плотно для препятствия испарению теплоносителя. Например, из открытой банки в неделю испарялось около полутора стаканов воды. Подходящую жестяную горловину с пластиковой крышкой удалось сделать из обрезка банки от сухого детского питания. Верх банки высотой около 20 мм обрезан, край выровнен, зачищен от краски и припаян на крышку бака. Само отверстие, сделано изнутри припаяной горловины – по всему диаметру будущего проема просверлен ряд отверстий, перемычки  между отверстиями перепилены боковой частью плоского надфиля, острые края выровнены полукруглым напильником.  
 
патрубки бака

готовый бак подвешен

На бак также сделаны и установлены ушки для подвеса и два патрубка для присоединения к системе охлаждения. Бак отмыт от остатков флюса, проверен на герметичность, высушен, обезжирен бензином и окрашен двумя слоями эмали серого цвета. После полного высыхания, установлен в месте несения службы. Дном бак опирается на небольшую подставку-брусок.

Для удобной индикации работы системы охлаждения, установлена прозрачная водяная вертушечка с выносным индикатором температуры теплоносителя. Прозрачный блок с датчиком температуры установлен в самой горячей точке потока – на выходе из системного блока. Вертушка сделана из желтого пластика отлично светящегося в ультрафиолете (УФ). В прозрачный блок внедрена подсветка – на ребре его просверлено глухое отверстие, в которое вклеен УФ клеем УФ-же светодиод.

доработка вертушки (подсветка)

Светодиод запитан от штатных +5 В, через токоограничивающий резистор 360…390 Ом. Подключен светодиодик стандартной четырех контактной вилкой взятой от неисправного жесткого диска.

Выносной модуль для отображения температуры разместил в удобном месте системного блока на небольшой панели, вырезанной из оцинкованной стали. Проем для установки прибора и округлые углы выпилены любимым инструментом - ювелирным лобзиком. Панель закреплена двумя винтиками М3.

термометр

установка расходометра-термометра

Прозрачный блок с вертушкой установил на боковой поверхности системного блока при помощи нейлоновых ремешков. Для них пришлось сверлить отверстия рядом с материнской платой. Чтобы не снимать ее, под место сверления подкладывал кусочек жести. Это не позволило повредить плату сверлом и предотвратило попадание внутрь металлических опилок.

Системный блок установлен на специальной полочке под столом рядом с баком на стене. Внутри бака на патрубки одеты два куска силиконового шланга – один свободно болтающийся для слива, второй подлинее, подключенный к погружному насосу около дна емкости.
   
погружной насос в баке

шланги внутри

Штатный USB разъем насоса обрезан,  шнур питания продет в проколотое в мягкой пластиковой крышке бака отверстие и снабжен «внутренним» разъемом питания, как и у светодиода – от старого негодного «винчестера». Это позволит не занимать лишний USB разъем снаружи, делает важное соединение более надежным.

Выполнены все электрические и гидравлические соединения, бак практически под завязку наполнен водой. Порядок, можно пробовать.

вид системного блока под столом
 
в темноте

рабочее место с ПК



Выводы, пути совершенствования


В результате работы был получен удобный и весьма тихий стационарный персональный компьютер для длительной или круглосуточной работы. Все «горячие» компоненты системного блока охлаждаются должным образом – максимальная температура компонентов в полноценной конфигурации снизилась до 30…35˚С, теплоноситель нагревается до температуры на 2…3 градуса выше комнатной. Уровень шума при этом совершенно не сопоставимый со штатным воздушным «вентиляторным» охлаждением. Если сидя за рабочим местом еще слышно небольшое гудение насоса и мотора жесткого диска, то в трех шагах от стола различить эти звуки в обычной деревенской тишине очень трудно.

 Работоспособность системы охлаждения хорошо и удобно контролируется.

Вся система очень дёшева, особенно если применить емкость из хозяйственного магазина вместо самодельной и отказаться от покупной вертушки с термометром.

Вместе с тем, можно указать несколько относительно простых путей совершенствования устройства.

 В качестве теплоносителя стоит применить водный раствор антисептика, это позволит избежать наростания простейших водорослей в воде. Антисептик должен быть безопасным для человека (вероятное испарение), дешев и распространен (общая концепция), не быть агрессивным к частям водопровода. В качестве вероятных кандидатов для добавления в воду рассматриваются дешевые аптечные спиртовые растворы.

Вместо индикатора температуры, можно применить аналогичный индикатор со счетчиком расхода воды. Это даст больше данных для анализа, индикатор такого прибора выглядит авантажнее.

Недорогой насос китайского производства немного, но гудит. Шум этот, как говорилось, тише шума мотора HDD, но это резерв сохранения тишины – можно попробовать применить водяные помпы подороже.

Путь простой, но дорогостоящий – вместо гудящего механического HDD, применить бесшумные «твердотельные».



Babay Mazay, март, 2019 г.
 

Поделиться в соцсетях

Facebook Twitter Google+ Vkontakte

Комментариев нет:

Отправить комментарий