Как модернизировать систему крепления радиатора процессора компьютера. Радиатор компьютера
Радиатор 100х41х8 мм с мелким зубом из алюминия для пассивного охлаждения мини ПК типа Meegopad
Небольшая предыстория.
Некоторое время назад, по воле случая, приобрел на одной из местных интернет барахолок мини компьютер Meegopad T01. Давненько посматривал в их сторону, с конца 2014 года, но цена в 60-80 USD, а также отсутствие острой необходимости в приобретении данного гаджета в интернет магазинах сдерживала. И так дома достаточное количество разнообразных ПК, ноутбуков, планшетов и смартфонов. Но приятная цена, около 20 USD (с торгом при начальной цене более 40) и любопытные руки, жаждущие заполучить очередной электронный объект для экспериментов, перебороли жабу. Достался он мне, кстати, с упавшей и незагружающейся системой Windows 8.1 родной китайской установки, продавец не хотел копаться с перестановкой, да и родной блок питания отсутствовал. Не беда. Также он жаловался на нестабильность работы, выражавшуюся в торможении и отключении в играх, или уход в синий экран при длительной, более суток с его слов, работе. Мне кажется предыдущий хозяин немного переоценил его возможности. Да, мини компьютер по характеристикам слабоват, но для не тяжелой офисной работы и брожения по интернету годный. Модели на данный момент уже почти три года, выпускается уже большое количество улучшенных модификаций, но как говорится, чем богаты, тем и рады.
Восстановил с Live образа старую систему. Посмотрел, и снес ее полностью, вместе с каким то китайским софтом, играми предыдущего владельца (гонки типа NSF, простите, я не геймер, не разбираюсь), а так же с заводским архивом образа системы, полностью отформатировав внутренний накопитель. Номинально он 32Gb, в реальности около 28Gb. Места мало, дорог каждый мегабайт пространства. Новая система установилась без проблем (сначала 8.1, потом переустановил 10-у), драйвера все нашлись, почти все автоматом. Помог с некоторыми драйверами всем известный, мною также читаемый сайт 4pda.ru/forum/index.php?showtopic=625302
Поработав некоторое время с мини компьютером, я сам на своем опыте прочувствовал все недостатки конструкции гаджета в охлаждении. Не даром в последующих версиях (Т02, Т07) был установлен мини вентилятор для охлаждения радиатора процессора. Но он, на поверку, существенно не решал проблему. Почитав соответствующие форумы, решил, без дополнительного радиатора нормальное охлаждение на повышенных нагрузках, данный мини компьютер не игрок (или даже не жилец). Стал изучать предложения магазинов в оффлайне — ничего не подходило. Везде предлагали только радиаторы для процессоров, или в крайнем случае для видеокарт. Все они не подходили для моего случая по габаритам, и были приспособлены для активного охлаждения. Хотелось чего нибудь более аккуратного и гармонично выглядевшего, и обязательно, что бы не менять концепцию гаджета, надо было сохранить пассивное охлаждение. Ох не очень я люблю эти вечно шумящие и сосущие как пылесос пыль, кулеры (вентиляторы).
И вот, однажды, при очередном поиске, просторы Aliexpress выдали данный лот.
Габариты подходили под корпус Meegopad практически миллиметр в миллиметр, как будто китайские производители (мини ПК и радиаторов) договорились друг с другом. Мелкий зуб в количестве 26 штук — самое то. Надо заказывать. Так и поступил. Отзывов у магазина не очень много, что напрягало, но риск дело благородное. Тем более ничего так сильно подходящего по габаритам и цене не нашел. Да, попадались медные (?) по цене более 15USD, но это не для нас.
Доставка около 40 дней. Трек не прослеживался, но посылка пришла, получил, распаковал. Фото конверта не сделал, сорри. На тот момент не собирался писать обзор, но тема затянула, и решил поделиться с общественностью.
еще фото радиатора
Габариты совпадали с заявленными в странице магазина. Не мудрствуя лукаво о том, каким образом прикрепить радиатор к корпусу мини компьютера, решил поступить следующим образом. Клеем, типа «Момент», приклеить его к верхней крышке корпуса, предварительно зачистив поверхность пластика мелкой наждачной бумагой, зернистостью 120-200 единиц. Сердце кровью обливалось, когда снимал мелкую стружку с лакированной черной глянцевой поверхности крышки. Было чувство, как будто большим и ржавым гвоздем, длиной более 100 мм царапаешь старинный дорогой рояль. Но по другому клей не хотел схватываться на гладкой поверхности. Красота требует жертв, и дороги назад нет. До склейки прорезал канцелярским ножом прямоугольное отверстие в крышке около 15х30 мм прямо над расположением процессора и моста. Родной радиатор Meegopad и термопрокладку между радиатором и процессором оставил, да простят меня читающие это самодельщики-электронщики (предвижу комментарии о лишних преградах и слоях в бутерброде охлаждения). Но это был самый простой, на мой взгляд, способ монтажа радиатора при сохранении родного корпуса. Между новым и старым радиаторами образовался зазор около 2 мм, который я решил заполнить термопрокладкой 1 мм толщиной, aliexpress.com/item/New-GPU-CPU-Heatsink-Cooling-Conductive-Silicone-Pad-100mm-100mm-1mm-Thermal-Pad-high-quality/32295642747.html и двумя медными прокладками 1 мм толщиной, купленными в оффлайне.
Для визуализации индикации включения мини компьютера просверлил отверстие в радиаторе соответствующего диаметра напротив синего светодиода.
Для лучшего контакта смазал родной радиатор и медные прокладки термопастой КПТ-8
(классика жанра, применяю ее, и не ругайте меня за это. Может я не современен и консервативен — возможно). Но паста меня не подводила и работает достойно во многих используемых мною гаджетах.
Еще фото с различных ракурсов
Думаю пора приступать к тестам на нагрев мини компьютера. Вначале немного теории по данному вопросу. Мощность процессора, согласно спецификации производителя Intel составляет 2,2 Ватт. ark.intel.com/ru/products/80274/Intel-Atom-Processor-Z3735F-2M-Cache-up-to-1_83-GHz Но блок питания, рекомендуемый производителем, должен обеспечивать 2 ампера на 5,0 вольтах, то есть мощность рассеивания на максимальной загрузке примем около 10 ватт. От этого и будем отталкиваться. Нашел в интернете скан из справочника времен СССРСкан расчет радиаторов
Согласно графика при температуре окружающей среды среды = 20 градусов, для температуры перегрева прибора 30 градусов (температура процессора 20+30=50 градусов) площадь радиатора 370 см2. Для процессора Intel Atom Z3735F температура троттлинга более 85 градусов — поэтому для температуры перегрева прибора 60 градусов (температура процессора 20+60=80 градусов) площадь радиатора 180 см2. Примем это значение за минимально необходимую площадь радиатора для 10 ватт рассеиваемой тепловой мощности при температуре прибора 80 градусов. Расчитаем площадь купленного радиатора: 1. Ребра: 10см х 0,6см х 2стороны х 26штук =312 см2; 2. Подошва: 10см х 4,1см х 2стороны = 82 см2; Итого около 394 см2. Значение не очень точное, так как не учтены торцы радиатора, а подошва не полностью участвует в охлаждении, но все равно с учетом этого можно принять площадь равной около 350 см2. По графику можно установить, что при такой плошади, при рассеивании 10 ватт тепловой мощности температура перегрева прибора будет составлять примерно 35-40 градусов (температура процессора 20+40=60 градусов)
Запускаем тестирование AIDA64 стресс тест CPU:
По прошествии 1-го часа стесс теста результаты следующие:
— троттлинг отсутствует,
— температура 80 градусов максимум.
Победа? — в каком то отношении да.
Но результаты вы скажете не полные, всего один час — это мало!
Хорошо, продолжаем дальше:
2 часа 30 минут. Результат:
— троттлинг отсутствует,
— температура 83 градуса максимум.
Результат испытаний положительный.Однако теория немного расходится с практикой. Температура перегрева прибора составила 83-23=60 градусов. (Напоминаю, что согласно расчета должна была быть 40 градусов). Ну что же, спишем это на неточности измерений площади и температур. Возможно в данном расчете необходимо было учитывать коэффициенты (К=1,5 в нашем случае) на потери теплопроводности при передачи мощности через термопрокладки и какие либо другие факторы.
Для полноты информации привожу результаты измерений температуры нижней части корпуса мини компьютера:
Температура 57 градусов, при температуре внутри 83 градуса. Поверхность стола тоже ощутимо нагрелась. Но не критично.
Хорошо скажете вы, а с чем нам сравнить полученные результаты. Может и с родным охлаждением все нормально и троттлинг не возникает даже более 1-го часа стресс теста?
Продолжаем испытания. Демонтируем крышку с новым радиатором, и тут возникает вопрос, а как тестировать, что бы условия теста были как в корпусе с закрытой крышкой и с родным радиатором. Ничего лучше не придумал, чем закрыть корпус закаленным защитным стеклом для смартфона. Стекло, на сколько мне известно не очень хороший проводник тепла. 
Запускаем стресс тест:
И еще один эксперимент. Многие на форумах советуют снять верхнюю крышку и тестировать, а также эксплуатировать гаджет без нее, с открытым корпусом. Ну что же, проверим и это предубеждение.
По прошествии 14-и минут стесс теста результаты следующие:
— снова появился троттлинг,
— температура 88 градусов максимум.
Тест также прекращен мной по перегреву процессора. Ну опять не люблю «издеваться» над техникой.
Результат налицо.
Использование данного радиатора для пассивного охлаждения процессора Intel Atom Z3735F мини компьютера Meegopad приветствуется.
И в заключении расскажу вам о температуре в обычном «офисном» режиме работы. Почти в состоянии простоя. Без него обзор был бы не полным.
Выводы: 1. Радиатор рекомендую применять для пассивного охлаждения мини компьютера типа Meegopad с процессором Intel Atom Z3735F. Стресс тесты проходят с хорошим результатом. 2. Цена вполне соответствующая для этого товара и подъемная многими радиолюбителями. 3. Дизайн мини компьютера не сильно изменяется в худшую сторону при модернизации системы охлаждения. Вопрос конечно спорный. Вероятно найдутся противники и критики, но мне нравится. 4. Относительная легкость монтажа и возможность выполнить его не сильно квалифицированными специалистами — дополнительный голос за модернизацию. 5. Концепция пассивного охлаждения осталась неизменной. Хотя очень многие рекомендуют закрепить вентилятор (хоть 12, хоть 5 вольтовый) сверху, запитать его от 5 вольт USB и будет вам счастье. Да, так наверное возможно будет легче добиться стабильности системы при повышенных нагрузках, но ведь мы, собравшиеся здесь, не ищем легких путей. Это не наш метод!
P.S.
Продолжение следует. Эксперименты с meegopad продолжаются. До встречи в новых обзорах на эту тему.
mysku.ru
Ликбез по системам охлаждения
Занятие первое: процессорные кулеры
Со времени появления первых микропроцессоров прошло уже более 30 лет. Микроэлектронная технология успела далеко шагнуть за этот период, и если раньше компьютер был уделом только избранных, то теперь он стал неотъемлемой частью жизни каждого из нас. Но вместе с переходом компьютеров из категории роскоши в разряд, так сказать, средств передвижения, неминуемо образовалась масса серьезных проблем.
Ни для кого не секрет, что высокопроизводительные процессоры сильно нагреваются при работе, иными словами рассеивают большую тепловую мощность. И без дополнительных средств охлаждения быстродействующее «кремниевое сердце» современного компьютера обойтись уже не может. Проблема обеспечения оптимальной рабочей температуры процессора в последние годы начинает проявлять себя в полный рост, становясь самым настоящим краеугольным камнем на пути к созданию надежной, эргономичной и высокопроизводительной компьютерной системы. Общепризнанным и наиболее распространенным средством охлаждения процессора являются на сегодня так называемые кулеры (или, говоря по научному теплообменные аппараты принудительного воздушного охлаждения). В общем случае они являются сочетанием металлической оребренной пластины (радиатора) и воздушного насоса (вентилятора), и служат для поддержания рабочей температуры процессора в пределах допустимых нормативов, обеспечивая его правильное и надежн! ое функционирование. Что ж, давайте рассмотрим эти устройства поподробнее.
Радиаторы
По своей сути радиатор является устройством, существенно облегчающим теплообмен процессора с окружающей средой. Площадь поверхности процессорного кристалла чрезвычайно мала (на сегодня не превышает нескольких квадратных сантиметров) и недостаточна для сколько-нибудь эффективного отвода тепловой мощности, измеряемой десятками ватт. Благодаря своей оребренной поверхности, радиатор, будучи установленным на процессоре, в сотни и даже тысячи раз увеличивает площадь его теплового контакта с окружающей средой, способствуя тем самым усилению интенсивности теплообмена и кардинальному снижению рабочей температуры.
Фундаментальной технической характеристикой радиатора является термическое сопротивление относительно поверхности процессорного кристалла величина, позволяющая оценить его эффективность в качестве охлаждающего устройства.
Термическое сопротивление выражается простым соотношением:
Rt = (Tc Ta)/Ph, где
Rt термическое сопротивление радиатора,Tc температура поверхности процессорного кристалла,Ta температура окружающей среды,Ph тепловая мощность, рассеиваемая процессором.
Измеряется термическое сопротивление соответственно в °С/Вт. Оно показывает, насколько увеличится температура процессорного кристалла относительно температуры в компьютерном корпусе при отводе определенной тепловой мощности через данный конкретный радиатор, установленный на процессоре.
Для примера возьмем платформу VIA Eden. Типичное термическое сопротивление процессорного радиатора составляет здесь 6°С/Вт, типичная тепловая мощность процессора равняется 3 Вт, а типичная температура внутри системного блока лежит в пределах 50°C. Перемножив значения термического сопротивления радиатора и тепловой мощности процессора, мы получим 18°C. Теперь мы знаем, что температура поверхности процессорного кристалла будет превышать температуру в системном блоке на 18°C и будет держаться соответственно на уровне 68°C. В принципе, такая температура вполне соответствует «медицинским» нормативам на процессоры VIA Eden ESP, и поводов для беспокойства за его здоровье у нас нет.
Теперь давайте посмотрим другой пример. Если нам вдруг вздумается использовать радиатор от VIA Eden ESP, но уже с процессором AMD Athlon XP, тепловая мощность которого составляет порядка 40–60 Вт, то результат будет плачевным: температура процессора достигнет 300°C и более, что привет к его скоропостижной кончине от «теплового удара». Совершенно очевидно, что при такой тепловой мощности нужен радиатор (или предпочтительно уже полноценный кулер) с гораздо меньшим термическим сопротивлением, чтобы он смог удержать температуру процессора в пределах безопасных 75–90°C.
Таким образом, для термического сопротивления действует четкий принцип «чем меньше, тем намного лучше». Зная его величину, мы сможем легко оценить целесообразность применения того или иного радиатора (или процессорного кулера в целом, но об этом чуть позднее) в наших конкретных эксплуатационных условиях. И также легко сможем избежать ошибок, которые нередко приводят к катастрофическим последствиям для компьютерной системы и кошелька пользователя.
На практике термическое сопротивление (суть тепловая эффективность) радиатора во многом зависит не только от площади оребренной поверхности, но и от его конструктивных особенностей и технологии изготовления. В настоящее время на рынке представлены пять «архетипов» радиаторов, задействованных в массовом производстве. Позвольте уделить им немного вашего драгоценного внимания.
«Экструзионные» (прессованные) радиаторы. Наиболее дешевые, общепризнанные и самые распространенные на рынке, основной материал, используемый в их производстве алюминий. Такие радиаторы изготавливаются методом экструзии (прессования), который позволяет получить достаточно сложный профиль оребренной поверхности и достичь хороших теплоотводящих свойств.
«Складчатые» радиаторы. Отличаются довольно интересным технологическим исполнением: на базовой пластине радиатора пайкой (или с помощью адгезионных теплопроводящих паст) закрепляется тонкая металлическая лента, свернутая в гармошку, складки которой играют роль своеобразной оребренной поверхности. Основные материалы алюминий и медь. По сравнению с экструзионными радиаторами, данная технология позволяет получать изделия более компактных размеров, но с такой же тепловой эффективностью (или даже лучшей).
«Кованые» (холоднодеформированные) радиаторы. Для их изготовления используется технология холодного прессования, которая позволяет «ваять» поверхность радиатора не только в форме стандартных прямоугольных ребер, но и в виде стрежней произвольного сечения. Основной материал алюминий, но зачастую в основание (подошву) радиатора дополнительно интегрируют медные пластины (для улучшения его теплоотводящих свойств). Технология холодного прессования характеризуется относительно малой производительностью, поэтому «кованые» радиаторы, как правило, дороже «экструзионных» и «складчатых», но далеко не всегда лучше в плане тепловой эффективности.
«Составные» радиаторы. Во многом повторяют методику «складчатых» радиаторов, но обладают вместе с тем весьма существенным отличием: здесь оребренная поверхность формируется уже не лентой-гармошкой, а раздельными тонкими пластинами, закрепленными на подошве радиатора пайкой или стыковой сваркой. Основной используемый материал медь. Как правило, «составные» радиаторы характеризуются более высокой тепловой эффективностью, чем «экструзионные» и «складчатые», но это наблюдается только при условии жесткого контроля качества производственных процессов.
«Точеные» радиаторы. На сегодня это самые продвинутые и наиболее дорогие изделия. Они производятся прецизионной механической обработкой монолитных заготовок (обрабатываются на специализированных высокоточных станках с ЧПУ) и отличаются наилучшей тепловой эффективностью. Основные материалы алюминий и медь. «Точеным» радиаторам вполне по силам вытеснить с рынка все остальные «архетипы», если себестоимость такой технологии будет снижена до приемлемых значений.
Итак, радиаторы мы рассмотрели, обратимся теперь к вентиляторам.
Вентиляторы
Как уже было отмечено, современные процессоры испытывают нужду в охлаждающих устройствах с как можно более низким термическим сопротивлением. На сегодня даже самые продвинутые радиаторы не справляются с этой задачей: в условиях естественной конвекции воздуха, т.е. когда скорость движения воздушных масс мала (типичный пример марево над асфальтом дорожного полотна в жаркий летний день), «штатной» тепловой эффективности радиаторов оказывается недостаточно для поддержания приемлемой рабочей температуры процессора. Кардинально уменьшить термическое сопротивление радиатора можно только одним способом хорошенько его вентилировать (говоря по-научному, создать условия вынужденной конвекции теплоносителя, то бишь воздуха). Как раз для этих целей практически каждый процессорный радиатор и оборудуется вентилятором, который добросовестно продувает его внутреннее межреберное пространство.
На сегодня в процессорных кулерах находят применение в основном осевые (аксиальные) вентиляторы, формирующие воздушный поток в направлении, параллельном оси вращения пропеллера (крыльчатки).
«Ходовая» часть вентилятора может быть построена на подшипнике скольжения (sleeve bearing, наиболее дешевая и недолговечная конструкция), на комбинированном подшипнике один подшипник скольжения плюс один подшипник качения (one sleeve -one ball bearing, наиболее распространенная конструкция), и на двух подшипниках качения (two ball bearings, самая дорогая, но в то же время очень надежная и долговечная конструкция). Ну, а электрическая часть вентилятора повсеместно представляет собой миниатюрный электродвигатель постоянного тока.
Как же оценить, насколько хорош (или плох) тот или иной вентилятор? Каковы его технические характеристики и эксплуатационные параметры? Давайте посмотрим!
Во-первых, фундаментальной характеристикой любого вентилятора является его производительность (технический термин «расход») величина, показывающая объемную скорость воздушного потока. Выражается она в кубических футах в минуту (cubic feet per minute, CFM). Чем больше производительность вентилятора, тем он более эффективно продувает радиатор, уменьшая термическое сопротивление последнего. Типичные значения расхода от 10 до 80 CFM.
Во-вторых, очень важной характеристикой вентилятора является скорость вращения крыльчатки (в отечественной практике выражается в об/мин, американская единица измерения rotations per minute, RPM). Чем быстрее вращается крыльчатка, тем выше становится производительность вентилятора. Типичные значения скорости от 1500 до 7000 об/мин.
Ну и, в-третьих, еще одна важная характеристика вентилятора это его типоразмер. Как правило, чем больше габариты вентилятора, тем выше его производительность. Наиболее распространенные типоразмеры 60х60х15 мм, 60х60х20 мм, 60х60х25 мм, 70х70х15 мм, 80х80х25 мм.
Что же касается эксплуатационных параметров, то наиболее существенными из них являются уровень шума и срок службы вентилятора.
Уровень шума вентилятора выражается в децибелах и показывает, насколько громким он будет в субъективном восприятии. Значения уровня шума вентиляторов лежат в диапазоне от 20 до 50 дБА. Человеком воспринимаются в качестве тихих только те вентиляторы, уровень шума которых не превышает 30-35 дБА.
Наконец, срок службы вентилятора выражается в тысячах часов и является объективным показателем его надежности и долговечности. На практике срок службы вентиляторов на подшипниках скольжения не превышает 10-15 тыс. часов, а на подшипниках качения 40-50 тыс. часов.
Итак, на сегодня, пожалуй, все. В следующий раз мы вновь обратимся к вентиляторам, произведем их вскрытие и более подробно рассмотрим некоторые технические тонкости. Спасибо за внимание и до встречи!
www.ixbt.com
Бесшумный компьютер: корпус-радиатор и тепловые трубки - Лаборатория
Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей и автор получил награду – фирменную футболку сайта и USB Flash Drive Imation Flash Drive Mini.
Идея создания бесшумного компьютера преследовала меня уже довольно давно. Точнее, с момента появления дома первого IBM-совместимого ПК. Это был крутой, по тем временам, 386DX с диском на целых 120 Мб. Спросите, чему там шуметь-то? Вот именно диск и шумел. Причём не только шумел, но и периодически пищал. Мерзкий писк был слышен на всю квартиру, и если днём его ещё можно было переносить, то ночью он просто мешал спать даже родителям в соседней комнате. Проблему решил тогда просто – методом аппаратного выключения этого диска с помощью двухполюсного выключателя в разрыв питания. Да и, собственно, зачем нужен "хард"? Записал все необходимые файлы в RAM-диск, благо памяти было целых 4 МБ, а потом включил и переписал всё обратно.
Время шло, компьютеры становились быстрее, мощнее и, увы, шумнее. Борьба с шумом велась в основном методом замедления вентиляторов в блоке питания, да и шум в то время особо не мешал. И вот компьютер стал Pentium IV 2.4 ГГц с достаточно шумным боксовым кулером, кулером на чипсете и видеокарте. Да и "тихий" блок питания Inwin через 10 минут работы разогревался и переставал быть тихим, что после относительно малошумного Pentium III сильно раздражало.
Замечу, что дома компьютер используется в основном как AV-центр и попутно сервер домашней сети. Проблема проявилась во всей красе, когда вентиляторы стали забиваться пылью и просто выть от старости. Особенно это раздражало при просмотре фильмов, когда надсадные шумы вентиляторов превосходили по громкости звуки фильма.
Казалось бы, решения нет. В Интернете увидел описание нового, на то время, корпуса-радиатора Zalman TNN-500A, но счёл это чем-то из области научной фантастики. Позже встретил этот корпус в продаже и был поражён ценой. Когда по работе встала задача сделать бесшумный компьютер, я вспомнил про этот TNN. Высокая цена не остановила, и вскоре я приступил к сборке этого чуда корейской инженерной мысли. Правда, в процессе сборки выяснилось, что тепловые трубки процессора, идущие в комплекте с корпусом, слишком коротки для новой материнки. Пришлось покупать длинные, которые поставляются как опция для AMD'шных процессоров. Компьютер был успешно собран и протестирован в течение суток. Меня и группу товарищей, помогавших мне в сборке этого чуда, порадовали ощущения от абсолютно бесшумной работы залмановского изделия. В тишине слышен был даже тихий свист дросселей цепей питания процессора при резком изменении загрузки процессора. Естественно, всем захотелось иметь такой же и у себя дома. Но выложить почти 1000 долларов за такое удовольствие никто не решился.
Zalman TNN-500A После завершения сборки у меня остались короткие термотрубки от процессора, как раз подходящие под "домашнюю" материнку. Так постепенно начала зреть идея изготовления бюджетного корпуса-радиатора. Главная проблема – найти радиаторы большого размера – казалась неразрешимой. Самый большой радиатор, который мне удалось найти, имеет размер 20 x 30 см, тогда как у оригинала – 40 x 50 см. После прочтения статьи на сайте Overclockers.ru "Сделаем компьютер БЕСШУМНЫМ, или Наш ответ на Zalman TNN 500A" (автор Sergey Kakaulin) появилась идея изготовить стенки-радиаторы из алюминиевого профиля, как это сделал автор.
Из ассортимента соседнего строительного рынка был выбран алюминиевый профиль 19 x 32 x 2 мм, что при сборке короткими сторонами давало рёбра, как у оригинала. Стенку решил сделать размера 50 x 50 см и всё, кроме блока питания, собрать на этой стенке. 50 см – минимальная высота для размещения материнки с лепестками системы охлаждения процессора сверху.
Рёбра собраны на алюминиевом уголке 15 x 15 x 2 мм сверху и снизу. К этим же уголкам крепятся верхняя и нижняя крышки. Все соединения выполнены винтами М3. Сначала хотел сделать всё на заклёпках, но, прикинув стоимость заклёпок и инструмента для их установки, решил делать всё на винтах.
Стенка. Черновой вариант По эффективности теплоотвода стенка не может соперничать с настоящим чернёным радиатором с толстым основанием. Найти металл в виде достаточно толстого листа на строительном рынке мне не удалось. Верхнюю и нижние крышки из-за этого пришлось делать из ленты 40 x 2 мм методом продольного-поперечного скрепления её кусков. Была идея связать дополнительно рёбра поперечной медной шиной, но она была отброшена из-за высокой стоимости шины.
Попутно нашел место, где мне согласились сделать медные теплосъемники. Теплосъёмники своей конструкцией напоминают залмановские. Шесть тепловых трубок, идущих от процессора, рассредоточивают тепло на три лепестка, которые, в свою очередь, крепятся к стенке-радиатору.
Охлаждение процессора. Окончательный вариант. Трубки Теплосъёмник процессора состоит из двух половинок: крышки и основания размером 68 x 68 x 12 мм. В них сделаны канавки диаметром 8 мм (по диаметру трубки). К сожалению, процессорный теплосъемник сделали не таким, как хотелось бы. Сами трубки согнуть практически невозможно – толстые и очень хитро гнутые. Пришлось из-за этого поднять материнку над стенкой, для чего использовались стандартные стойки для печатных плат высотой 20 мм. Основание теплосъёмника отполировано. Крышка притягивается к основанию винтами M3, для которых в углах основания нарезана резьба M3.
Охлаждение процессора. Первый рабочий вариант 
Охлаждение процессора. Первый рабочий вариант. Процессор В оригинальной конструкции у TNN-500A две левые трубки идут на два лепестка, каждый из которых дополнительно соединён термотрубкой с крышкой корпуса. У меня этих трубок не было, поэтому пришлось делать три лепестка. Правда, сами лепестки я изготовил медные и с большей площадью контакта. Каждый лепесток размером 80 x 50 x 12 мм имеет две канавки диаметром 8 мм. Основание и крышка лепестка также стягиваются четырьмя винтами M3, расположенными по углам, как у процессорного блока. К стенке лепесток крепится двумя винтами, находящимися по центру его основания.
Все соединения, естественно, промазаны термопастой. Наборная стенка не обеспечивает хороший горизонтальный контакт между рёбрами. Поэтому для более ровного прилегания лепестков к стенке рёбра дополнительно усилены полосой 40 x 2 мм. К тому же это обеспечивает более равномерное распределение тепла между рёбрами.
Охлаждение процессора. Трубки крупно Сперва материнка была закреплена на стенке и собрано охлаждение процессора. Первые тестовые пуски показали, что процессор перегревается. Вскоре выяснилась причина – плохой прижим. Процессорный теплосъемник из-за недостаточной толщины плохо прилегал к процессору. Пришлось ещё сильней поднимать материнку над стенкой (на 2 мм). Попутно сделал прижим с регулировкой усилия винтом M5.
Прототип охлаждения процессора 
Прототип охлаждения процессора. Вид сбоку Таким образом были достигнуты приемлемые температуры процессора: 45 градусов в простое и 75 градусов после многократного прогона S&M. После этого вся конструкция собиралась окончательно.
Следующим этапом была сборка корзины жёстких дисков из остатков профиля 19 x 32 x 2 мм и полосы 40 x 2 мм. Она одним боком закреплена на стенке. Корзинка рассчитана на 5 дисков. Сейчас установлены два диска Seagate Barracuda 7200. Температура дисков при интенсивной одновременной работе не превышает 45 градусов, в режиме простоя – 38. Единственный минус в том, что корзинка не выполняет вибро- и шумоизолирующих функций.
Крепления жёстких дисков. Рабочих дисков два – остальные установлены "для красоты" 
Корзина жёстких дисков в сборе Но это только начало. Постепенно были изготовлены дно и верхняя крышка. В верхней крышке над процессором проделаны вентиляционные отверстия диаметром 10 мм. К ней же крепится корзинка для приводов CD и флоппи (взята от старого AT-корпуса).
Верхняя крышка 
Корзинка для CD и FDD С видеокартой мудрить не стал и просто купил систему пассивного охлаждения видеокарты Zalman ZM80D-HP. Карта у меня GeForce 5200, так что вполне хватает.
Северный мост в оригинале охлаждался вентилятором, который достаточно быстро зашумел и сломался. Пришлось его убрать совсем и оставить только радиатор. Пока процессор охлаждался вентилятором, этого хватало. При пассивном охлаждении чипсет начал раскаляться. Температура радиатора через 30 минут работы достигала 80 градусов. Надо заметить, что в новой модели залмановского корпуса TNN-500AF чипсет охлаждается отдельной термотрубкой. Появилась идея взять одну из трубок с системы охлаждения видеокарты и вывести ее на заднюю стенку, но в результате нашлась родная от TNN-500AF. Трубка, по задумке Zalman, должна была приклеиваться к северному мосту. Но то ли наклеечка оказалась с брачком, то ли производитель не додумал, – отклеивалась в процессе работы. Пришлось дополнительно прижать двумя стальными проволочками. Пусть не эстетично, зато держится.
Тепловая трубка на северном мосту. Крепление к чипу Над разъёмами из ленты 40 x 2 мм была собрана небольшая стеночка, к которой крепится второй конец трубки. Сперва хотел закрепить там радиатор, но пробный пуск показал, что этого вполне достаточно. В процессе работы чипсет и стенка слегка тёплые. К тому же это уменьшило температуру процессора. В процессе сборки блок питания Inwin по невыясненной причине благополучно умер, и его пришлось заменить.
С новым блоком питания, тепловой трубкой на северном мосту и ZM80D-HP на видеокарте 
Тепловая трубка на северном мосту (крупно) Из-за отсутствия обдува сильно грелись транзисторы преобразователя питания процессора (PMW). После прогона S&M в течение 15 минут температура переваливала за 100 градусов. Маленькие радиаторы из комплекта ZM80D-HP не спасали ситуацию. А что если попробовать отводить тепло с другой стороны платы? Заказал из меди 10 штук цилиндрических столбиков диаметром 10 мм – как раз под транзистор. Самым сложным было их ровно установить. Когда просто прикручиваешь материнку – всё нормально. Но стоит только начать прижимать теплосъёмник процессора, как столбики падают и перекашиваются. Пришлось из ленты 40 x 2 мм сделать гнёзда для столбиков и заполнить их термопастой. Сверху на столбики налепил изолирующую термопрокладку. Замечу, что аналогичное решение сейчас использует Zalman в своих корпусах. Столбики там меньшего диаметра, и их так же неудобно устанавливать на плату, несмотря на наклейки. После установки такой системы температура PMW сравнялась с температурой процессора и даже стала на 1–2 градуса ниже.
Теплоотводы силовых элементов процессора Аналогично первой была собрана вторая стенка. Вторая стенка открывается. Петли расположены спереди, как у TNN-500AF. На этой стенке расположен разъём сетевого питания с фильтром и сам блок питания.
Верхняя петля 
С половиной второй стенки. Пока без блока питания В закрытом состоянии стенка притягивается к корпусу шестью винтами. Винты вкручиваются в гайки, врезанные в уголок 15 x 15 x 2 мм. Гайки и винты взяты от старого импортного блока питания.
Открытая стенка 
Гайка крепления стенки Для корпуса использован "серверный" блок питания Codegen 480 W. Блок питания отвратительно собран, как и все "кодегены", но имеет длинные и достаточно толстые (18 AWG) питающие провода. А главное – исключительно удобную для переделок конструкцию. Собственно, вся переделка свелась к отпиливанию части корпуса и части радиаторов, чтобы расстояние между силовыми элементами и стенкой было минимальным. К радиаторам блока питания крепятся две полосы 40 x 2 мм, которые, в свою очередь, привинчены к стенке. В результате даже при интенсивной работе стенка слегка тёплая.
Переделка блока питания. Вид со стороны конденсаторов 
Переделка блока питания. Вид со стороны дросселя Долго думал, как оформить переднюю панель. У TNN-500A ее нет как таковой, но есть дверка. Сперва была мысль набрать переднюю панель планками из полосы 40 x 2 мм. Сделал панельку с индикаторами и кнопками. На ней также расположен инфракрасный приёмник для пульта. Замок не позволяет включить компьютер – такая вот защита от детей.
Передняя панель Разбирая завалы барахла, наткнулся на трубу от кухонной вытяжки Elica. С вытяжкой в комплект входило две трубы под встроенный фильтр и под трубу вытяжки. Труба имеет квадратное сечение и сделана из нержавейки. Она на удивление точно совпала по размеру с передней панелью корпуса по ширине. Единственный недостаток – на 3 см короче. Из неё я и сделал декоративную дверцу. В оставшееся расстояние снизу из остатков уголка 19 x 32 мм была сделана планка для двух USB портов.
USB порты на передней панели В качестве украшения и для удобства перемещения к верхней крышке приделаны ручки. Ручки нашел в том же завале, где и крышку. В оригинале это ручки от шкафа какой-то древней советской ЭВМ.
Ручки на верхней крышке Для улучшения циркуляции воздуха внутри корпуса в верхней и нижней крышке просверлены отверстия диаметром 10 мм.
Отверстия в нижней и верхней крышках На этом работы над корпусом и завершились. Корпус работает в таком виде почти год. Успешно работал сутками в 30 градусную жару в комнате при средней загрузке процессора 50 %.
После однократного прогона S&M при температуре в комнате 25 градусов Сколько же всё это стоило? Не считая бесценного времени, амортизации инструмента и стоимости нового блока питания, примерно 200 долларов. Точных цифр просто не помню.
Законченный вариант с закрытой крышкой 
Законченный вариант с открытой крышкой Спасибо всем, кто помогал мне в работе над этим корпусом. Особая благодарность моей жене и дочке за терпение и DVN за практическую помощь.
overclockers.ru
Радиатор процессора компьютера – как снять кулер и переделать систему крепления
Внезапно перестал включаться компьютер, вскрытие показало наличие вздувшегося электролитического конденсатора по цепи питания +5 В на материнской плате. Пришлось заняться заменой конденсатора.
Когда извлек материнскую плату, то был крайне удивлен ее сильному прогибу в зоне установки процессора. Приложил линейку и понял, что если не принять срочные меры, то скоро придется покупать новый системный блок.
Почему прогибается материнская плата
Мне уже были известны случаи отказа материнской платы из-за прогиба. Так как токопроводящие дорожки на материнской плате очень узкие и тонкие, то они растягиваются и в них образуются микротрещины. От перепадов температуры за счет линейного расширения материалов, постепенно микротрещины превращаются в трещины. Дорожка разорвана, и плата перестает работать. Вначале компьютер начинает изредка зависать, затем все чаще и чаще и наступает момент, когда перестает работать навсегда.
Ремонту такая материнская плата не подлежит, так имеет до семи слоев, и найти разорванную дорожку практически невозможно. Приходится заменять новой, и возникают дополнительные затраты, так как скорее всего установленные на старой материнской плате процессор, модули памяти и другие карты на новую материнскую плату не установятся, так как там уже нет нужных разъемов. На практике приходится покупать новый системный блок, хотя старый был вполне подходящим для Ваших задач.
При изучении устройства прижима радиатора к процессору стало ясно, что деформация материнской платы происходит по причине неграмотной (или сделанной умышленно) его конструкции. Радиатор прижимается к процессору, а отверстия зацепления для создания усилия прижима радиатора к процессору находятся тоже на печатной плате на удалении от места установки процессора. Таким образом, процессор на плату давит в одну сторону, а точки зацепления радиатора в противоположную. Это и приводит к деформации материнской платы.
Для исключения деформации, необходимо, чтобы действующая и противодействующая силы, которые прикладываются к материнской плате с разных сторон находились на одной оси, это требование и явилось отправной точкой модернизации конструкции прижимного устройства радиатора, не деформирующего материнскую плату.
Как видите, пластмассовые фиксаторы заменены подпружиненными винтами, но не только в этом отличие. В конструкции применена металлическая пластина и диэлектрический подпятник. В пластину вкручиваются винты, а подпятником пластина упирается вместо установки процессора. Таким образом, условия для деформации материнской платы исключены.
Модернизация системы крепления радиатора процессора
На фотографии Вы видите модернизированное прижимное устройство в собранном виде. Конструкция его настолько проста, что ее под силу повторить практически любому человеку с минимальными навыками обработки материалов.
Сначала изготавливается металлическая пластина из стали или алюминиевого сплава размером 85×85 мм толщиной 3 мм. Толщина пластины обусловлена необходимой механической прочностью. Размеры справедливы для прижимного устройства материнской платы GIGABYTE GA81915P-G. Симметрично по углам пластины сверлятся четыре отверстия диаметром 3,5 мм на расстоянии 72 мм по периметру друг от друга и в них нарезается резьба М4.
Далее изготавливается квадратная пластина из диэлектрика размером 50×50 мм толщиной 1,5 мм. Толщина пластины определяется зазором, который необходимо обеспечить для исключения касания металлической пластиной паек на материнской плате. Я вырезал из фольгированного стеклотекстолита ножницами по металлу.
Остается склеить любым подходящим клеем или двусторонним скотчем пластины между собой и конструкция готова. Перед склейкой необходимо приложить на место пайки процессора и посмотреть, не будут ли мешать выступа паек или запаянные радиоэлементы. Если мешают, то в изоляционной пластине нужно сделать выборку или просверлить в местах касания отверстия. Пластина должна лечь на плату всей плоскостью. После склейки необходимо опять приложить полученную комбинированную пластину и проверить, не будет ли металлическая часть касаться мест паек электролитических конденсаторов. Их, как правило, вокруг процессора много. Все выступающие ножки нужно обрезать бокорезами. Осталось подобрать винты, пружины и шайбы.
Готовых пружин на сжатие нужного диаметра и жесткости найти не удалось и пришлось доработать наиболее подходящую пружину на растяжение. Можно конечно обойтись и без пружин, поставив пластмассовые шайбы, но тогда сложно получить идеальное прилегание радиатора к поверхности процессора. Пружины я сделал из одной пружины от растяжки заземляющего провода кинескопа монитора. Такие пружины используются в любом кинескопом телевизоре. Внутренний диаметр такая пружина имеет 5 мм, диаметр провода около 0,5 мм.
Для того, чтобы растянуть пружину нужно продеть в ее кольца на концах две отвертки или взяться двумя плоскогубцами и прилагая небольшое усилие очень медленно тянуть в стороны до тех пор, пока не почувствуете, что металл «поддался». Отпускаете пружину и смотрите, что получилось. Шаг намотки пружины должен стать около 1 мм, если меньше, операцию повторяете. В случае промашки, в кинескопе обычно четыре пружины, так что есть на чем потренироваться. Растянутую пружину разрезаете кусачками на отрезки длиной в восемь витков.
Осталось подобрать четыре винта с резьбой М4 длиной 20 мм.
Я использовал красивые винты, которыми затягиваются хомуты крепления отклоняющей системы на горловине кинескопов. Но подойдут любые, только придется ставить стандартные шайбы с каждой стороны пружины.
Комплект крепежа для модернизации прижимного устройства радиатора процессора подготовлен. Все готово для установки нового устройства крепления, но сначала нужно демонтировать старое.
Как снять радиатор процессора закрепленного на клипсах
Для установки подготовленного нового устройства прижима радиатора процессора требуется радиатор снять. Радиатор закреплен на проушины с помощью четырех пластиковых клипс. Для освобождения их нужно отвертку с плоским жалом вставить в шлиц каждой клипсы, и повернут ее подвижную часть против часовой стрелки на 90°.
Затем рукой прижимая радиатор сверху, по очереди вытащить подвижные части клипс вверх. Фиксирующие штыри выйдут из промежутка между лапок защелок, и радиатор легко выйдет вверх.
Слева на фото штырь раздвинул защелки, и они надежно зафиксированы в плате. По центру подвижная черная деталь клипсы поднята вверх. Справа штырь освободил защелки, они больше не зацепляются за плату, и радиатор легко можно снять. Далее фиксаторы вынимаются из проушин крепления радиатора, они больше не нужны.
Как снять кулер с радиатора процессора
Кулеры на радиаторы процессора, как правило крепятся двумя способами: - с помощью защелок и винтов.
Как снять кулер с процессоразакрепленного с помощью защелок
После того, как радиатор снят, необходимо открепить от него кулер и очистить ребра радиатора от пыли. Кулер тоже нужно почистить от пыли и в случае необходимости смазать подшипники графитной смазкой.
Для снятия кулера с радиатора, нужно отжать отверткой с плоским жалом, расположенные диаметрально противоположно две довольно тугие защелки.
Как снять кулер с процессоразакрепленного с помощью винтов
На некоторых современных материнских платах радиатор процессора крепится с помощью четырех длинных винтов, способом, описанным выше при модернизации крепления.
Плата не деформируется, но в случае необходимости смазать шумящий кулер приходиться снимать и радиатор, так как кулер к радиатору закреплен с помощью общих винтов.
Для удобства установки кулера и радиатора на винтах сделаны проточки в которых фиксируются фигурные стопорные шайбы, и для того, чтобы снять кулер для смазки сначала необходимо их снять.
Для этого нужно разместить радиатор с кулером на краю стола таким образом, чтобы вин мог свободно двигаться вдоль оси, не упираясь в поверхность стола. Далее нужно наложить на винт деревянный брусок или фанеру, чтобы не испортить резьбу, и молотком нанести несколько ударов.
При снятии шайб надо быть внимательным, чтобы не улетели пружины, а то придётся их потом долго искать. Кулер снят и можно приступать к его очистке от пыли и смазке.
Установка кулера на радиатор производится в обратном порядке. На винты надеваются пружины, они продевается через крепежные отверстия кулера и радиатора. Далее на винты надеваются стопорные шайбы и сажаются на прежнее место.
Чтобы надеть фиксирующую шайбу на винт нужно подобрать отрезок трубки или гайку, которая свободно надевается на всю длину винта.
Далее тиски нужно отрегулировать таким образом, чтобы между их губками было расстояние чуть больше, чем диаметр винта. Ударами молотка по головке винта забивают его в стопорную шайбу, пока она не сядет в проточку.
Если тисков под рукой нет, то можно взять трубку или несколько гаек. Длина трубки или суммарная толщина гаек должна быть чуть больше, чем длина винта от начала резьбы
ydoma.info
Пассивные системы охлаждения на основе радиаторов
Опубликовано декабря 9, 2010 в Компоненты ПК, Система охлаждения
Пассивные системы охлаждения на основе радиаторов. Давно уже канули в небытие те времена, когда в компьютерах использовалось пассивное охлаждение. Такие компьютеры были абсолютно бесшумными, но и малопроизводительными.
По мере роста производительности процессоров и других компонентов ПК росло и их энергопотребление и, как следствие, компоненты ПК становились все более горячими.
Пассивные системы охлаждения на основе радиаторов
Процессоры стали оснащать массивными радиаторами, а вскоре к ним добавились и вентиляторы, то есть пассивное охлаждение процессоров уже не могло обеспечить требуемый теплоотвод для обеспечения допустимой температуры, и стало использоваться воздушное охлаждение.
По мере роста тактовых частот процессоров увеличивалась и эффективность теплоотовода, что достигалось использованием более массивных радиаторов и более быстрых вентиляторов. Появились радиаторы на тепловых трубках, альтернативные системы водяного охлаждения, системы охлаждения с использованием термоэлектрических модулей Пельтье.
Кроме того, постепенно радиаторами стали оснащаться графические карты, чипсет, память и даже отдельные микросхемы на материнских платах.
А если добавить к этому еще и систему охлаждения процессора, видеокарты, радиаторы, устанавливаемые на модули памяти, то становится понятно, что источников тепловыделения в современном компьютере достаточно много и для нормальной работы всей этой сложной системы требуется создание эффективной системы теплоотвода.
В настоящее время разработано достаточно большое количество систем охлаждения, которые отличаются друг от друга принципом функционирования системы тепло- отвода, то есть среды, используемой для отвода тепла. По системам теплоотвода системы охлаждения можно разделить на следующие категории:
1. пассивные системы охлаждения на основе радиаторов;
2. системы охлаждения на основе тепловых трубок;
3. воздушные системы охлаждения;
4. жидкостные системы охлаждения;
5. системы охлаждения на основе модулей Пельтье.
Пассивные системы охлаждения на основе радиаторов
Традиционная система охлаждения процессора или любой горячей микросхемы, называемая кулером, включает в себя радиатор и вентилятор. Радиатор необходим для того, чтобы увеличить интенсивность теплообмена между процессором и окружающим пространством. Радиаторы выполняются из алюминия, меди или из комбинации обоих металлов.
Радиаторы должны отвечать определенным требованиям. Во-первых, быстро забирать тепло от процессора, во-вторых, хорошо проводить тепло от своей нижней (горячей) поверхности к верхней (холодной) и, в-третьих, эффективно рассеивать это тепло в окружающее пространство.
Чтобы повысить эффективность теплопроводности внутри самого радиатора, его изготавливают из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Самым высоким коэффициентом теплопроводности (407 Вт/м-К) обладает серебро, но из-за высокой стоимости оно не используется для изготовления радиаторов. На втором месте по коэффициенту теплопроводности (384 Вт/м-К) стоит медь, поэтому ее часто используют при изготовлении радиаторов.
Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи между поверхностью микросхемы (источником тепла) и радиатором, в качестве промежуточного слоя между ними используют термопасту. Фактически в данном случае речь идет о процессах теплоотдачи между поверхностью микросхемы и термопастой, теплопроводности внутри слоя термопасты и теплоотдачи между термопастой и поверхностью радиатора.
Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи между поверхностью радиатора и окружающим воздухом, увеличивают площадь радиатора (площадь теплового рассеивания), делая поверхность радиатора ребристой.
Тепловое сопротивление радиатора является его важнейшей технической характеристикой и показывает, насколько изменится температура поверхности микросхемы относительно температуры окружающего пространства при отводе 1 Вт тепловой мощности через данный радиатор. Если, к примеру, известно, что тепловое сопротивление радиатора составляет 1 °С/Вт, типичная температура окружающего пространства 40 °С, а тепловая мощность микросхемы 10 Вт, то температура поверхности микросхемы при отводе тепла через данный радиатор будет на 10 °С выше, чем температура окружающего пространства, то есть составит 50 °С.
Мощность тепловыделения процессора Intel Pentium 4 с тактовой частотой 3,8 ГГц составляет 130 Вт. При этом температура поверхности процессора не должна превышать 80 °С. Если учесть, что типичная температура воздуха внутри ПК составляет порядка 50 °С, то несложно подсчитать, что тепловое сопротивление радиатора для такого процессора должно быть не более 0,23 °С/Вт.
Столь малым тепловым сопротивлением не обладает ни один пассивный радиатор. Кардинально уменьшить его тепловое сопротивление можно при использовании дополнительного вентилятора. Вентилятор создает принудительную конвекцию воздуха, что способствует возрастанию эффективности теплообмена между радиатором и окружающим пространством. Поэтому для уменьшения теплового сопротивления в купе с радиатором используется вентилятор, а их совокупность называют кулером.
Отметим, что тепловое сопротивление современных процессорных кулеров равно 0,2 °С/Вт и более.
dammlab.com
