Sistem Pendingin Ion untuk Server Game Raspberry Pi Anda!: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Hai Pembuat!

Beberapa waktu lalu saya mendapatkan Raspberry Pi, tetapi saya tidak tahu apa yang harus saya lakukan dengannya. Baru-baru ini, Minecraft kembali populer, jadi saya memutuskan untuk menyiapkan server Minecraft untuk saya dan teman-teman saya nikmati.

Nah, ternyata hanya saya: /. Lagi pula, sekarang saya membutuhkan pendingin yang cukup serius yang dapat mendinginkan server…

Jadi dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan cara membuat yang cukup keren. Ini akan mencakup loop berpendingin air, tanpa bagian yang bergerak, karena radiator akan didinginkan oleh kipas ion opsional. Sekarang, saya akui bahwa saya sama-sama fokus pada desain dan fungsionalitas. Untuk instalasi server itu sendiri, ada banyak tutorial online. Saya mengikuti video ini. Jika Anda ingin memungkinkan orang lain untuk bermain, Anda juga perlu mem-port-forward router Anda, ada banyak informasi untuk ini secara online. Bagaimanapun, mari kita membuat dengan sistem yang lebih dingin!

Perlengkapan

0,7 mm lembaran tembaga atau aluminium

4 mm dan

Pipa tembaga, kuningan atau aluminium 6 mm¨

Filamen pencetakan 3D (dan printer!)

Beberapa kawat tembaga 22 gauge

Transformator AC tegangan tinggi (dapat ditemukan di berbagai situs online, harap Tangani dengan Hati-hati!)

2x adaptor dinding 5 volt (satu dengan konektor micro USB, yang lain hanya dengan kabel telanjang)

4x adaptor sasis motherboard.

Perekat (lebih disukai silikon)

pasta termal

Besi solder dengan solder

Template

Dan tunggu! Saya lupa Raspberry Pi !!

Langkah 1: Pilihan Bahan

Sebelum kita terburu-buru membuatnya, saya perlu menemukan bahan bangunan dengan sifat yang tepat, yang ternyata adalah tembaga. Ini memiliki sifat termal yang mirip dengan perak yang merupakan logam penghantar panas terbaik. Ini penting, karena kami ingin mentransfer panas dari CPU dan IC lainnya ke cairan, dan kemudian keluar ke udara secara efektif. Tembaga cukup mahal, bagaimanapun, itu penting untuk proyek ini. Jika Anda ingin mencari alternatif, aluminium akan menjadi salah satu, karena juga menghantarkan panas dengan baik. Lembaran tembaga 0,7 mm ini berharga sekitar $30 tetapi aluminium akan jauh lebih murah dari itu. Saya akan membuat modul blok pendingin dari lembaran dan saya akan menghubungkan modul yang berbeda dengan pipa kuningan dan tembaga 4 mm, tetapi tentu saja Anda dapat dengan mudah menggunakan pipa aluminium atau plastik untuk tujuan ini.

Anda juga akan membutuhkan semacam perekat untuk menghubungkan semua bagian Anda. Pilihan langsung saya adalah hanya untuk menyolder semuanya bersama-sama. Namun, dalam hal ini, sifat termal tembaga sebenarnya merugikan saya, karena begitu saya ingin menyolder ke bagian-bagiannya, semua sambungan di sebelahnya mulai meleleh. Jadi saya mencari alternatif lain, lebih banyak tentang itu di catatan "cepat" di bawah ini.

Langkah 2: Beberapa Catatan Singkat

Sebagai alternatif untuk menyolder, saya mencoba epoksi cepat 5 menit, senyawa logam sintetis, dan lem CA (lem super). Epoxy tidak benar-benar mengikat, logam sintetis tidak pernah sembuh dan lem super tampaknya bekerja dengan baik, dan hanya menunjukkan cacatnya setelah beberapa minggu, ketika tembaga mulai terkorosi dan lem hancur sampai mati. Lem kering bereaksi entah bagaimana, saya tidak yakin apakah itu air, aluminium atau soda kue yang saya gunakan sebagai aktivator yang menyebabkan ini, meskipun hal yang sama terjadi di dekat tembaga. Hasilnya adalah setelah lem mulai hancur, semua air bocor. Jika seseorang tahu jawaban atas apa yang menyebabkan ini, saya ingin tahu. Akhirnya, saya harus membongkar sistem, dan memasang kembali semuanya dengan silikon. Saya harap ini akhirnya akan berhasil, karena silikon jauh lebih tidak reaktif (tetapi hanya waktu yang akan memberi tahu).

Sebagian besar rekaman tidak pernah direkam ulang, jadi asal tahu saja, di semua gambar yang Anda lihat saya mengoleskan lem super, Anda sebaiknya menggunakan silikon.

Catatan lain adalah bahwa sementara saya menyatakan di atas bahwa saya menggunakan tembaga lembaran, saya menggunakan aluminium untuk blok radiator. Ini jauh lebih besar, dan menjadi kurang hangat, sehingga aluminium yang lebih murah akan bekerja dengan baik.

Dalam hal trafo, saya mencoba menggunakan Trafo Neon seharga $15, tetapi sayangnya saya tidak berhasil. Apa yang berhasil adalah transformator step-up 3-buck-atau-sangat murahan. Sebagian besar, seperti yang satu ini memiliki tegangan operasi 3,6 hingga 6 volt, yang sempurna untuk aplikasi kita. Tegangan keluaran sekitar 400.000 volt, jadi harap berhati-hati saat menangani, dan jangan terlalu dekat dengannya saat beroperasi. Selanjutnya, saat menangani setelah operasi, lepaskan trafo dengan menyingkat kabel keluaran dengan obeng atau semacamnya.

Langkah 3: Memotong & Menekuk Lembaran dan Menyegel Blok

Saya mulai dengan mendesain blok pendingin. Anda dapat menemukan template desain untuk semuanya, baik balok tetapi juga dimensi tabung, sebagai lampiran. Desain ini untuk Raspberry Pi 3 model B, namun saya pikir mereka juga harus kompatibel dengan B+, karena keduanya hanya berbeda dalam casing CPU logam yang ditinggikan dalam hal faktor bentuk (setidaknya untuk bagian yang kami pedulikan). Jika Anda ingin membuat ini untuk Raspberry Pi 4 yang baru, Anda harus mendesain sistemnya sendiri tetapi jangan khawatir, ini tidak terlalu sulit.

Bagaimanapun, saya mencetak template dan menempelkannya ke tembaga dan aluminium dengan selotip dua sisi. Saya memotong semua bagian dengan gunting logam. Alat Dremel tentu saja juga dapat digunakan, tetapi menurut saya gunting adalah metode yang jauh lebih cepat (tidak terlalu berisik juga!). Setelah itu, saya menekuk sisinya. Saya menggunakan tang hidung pesek untuk ini, tetapi menghindari tang berujung runcing, dan sebagai gantinya menggunakan tang hidung pesek (saya tidak begitu tahu namanya) di mana tang tidak bisa digunakan. Dengan cara ini, tikungan akan lebih lurus, dan lebih jelas. Setelah semua tikungan dibuat, saya menghapus templatnya.

Di dalam blok pendingin, saya mengamankan beberapa potong logam, miring ke atas (saat dipasang di tempatnya). Sekarang, teori di balik ini adalah bahwa air dingin akan masuk melalui sisi, dan "terjebak" di rak logam, mendinginkan CPU dan kemudian naik dan keluar melalui pipa atas, meskipun saya tidak benar-benar tahu caranya untuk menganalisis apakah ini benar-benar berfungsi. Saya mungkin memerlukan kamera pencitraan termal untuk melihat apakah jalur teori air hangat sebenarnya sama dalam praktiknya.

Ketika datang ke area pembuangan panas blok heat sink, saya ingin menekuknya dengan cara bergelombang, untuk memaksimalkan luas permukaannya. Saya mencoba untuk mencetak gol dan menekuk, tetapi ini ternyata menjadi bencana, karena setidaknya setengah dari tikungan patah. Saya mencoba merekatkan semua bagian dengan CA, tetapi seperti yang kita semua tahu, ini juga gagal total. Ini bekerja dengan baik dengan silikon, tetapi jika saya melakukannya lagi, saya akan menggunakan sesuatu seperti kertas timah yang lebih tebal, dan saya juga akan membuat tikungan ke arah lain, sehingga air hangat dapat mengalir di saluran dengan lebih mudah.

Selanjutnya, ketika semua tikungan dibuat, saya menutup semua celah dengan silikon, dari dalam.

Saya juga membuat kisi-kisi dari 8 buah aluminium. Saya menggunakan teknik interlocking untuk menghubungkan mereka satu sama lain, bersama dengan silikon. Saya tidak begitu yakin mengapa saya memutuskan untuk membuat ini, saya kira pikiran saya adalah bahwa dengan cara ini air hangat yang datang ke samping tidak akan tenggelam ke pipa saluran masuk, tetapi air dingin yang tenggelam, dari atas akan. Dalam retrospeksi, ide tersebut tampaknya cukup dibuat-buat untuk sedikitnya.

Langkah 4: Mencetak Stand dan Beberapa Keputusan Buruk…

Saya 3D mencetak dudukan, baik untuk Pi dan blok radiator. Saya merakit semua bagian, yang dapat Anda temukan sebagai lampiran STL. Ini membantu saya dengan pemotongan dan pembengkokan tabung, meskipun ini tidak akan diperlukan untuk Anda, karena saya juga telah menyediakan template untuk pembengkokan. Saya menyemprotnya dengan cat perak, tetapi ini adalah keputusan paling bodoh. Soalnya, meskipun terlihat bagus, itu tidak terlalu praktis, karena mengandung bubuk logam. Ini membuat cat agak konduktif, yang buruk jika Anda ingin menggunakannya sebagai dudukan untuk elektronik tegangan tinggi (singkat cerita, mulai berbau plastik terbakar). Saya harus mencetak dudukan lain untuk pin tembaga dari kipas ion, yang meskipun dicetak dengan warna perak, tidak menghantarkan listrik. Sekarang, mari kita beralih ke tabung.

Langkah 5: Memotong & Menekuk dan Menghubungkan Pipa

Saya memotong bagian pipa sedikit lebih lama dari yang dibutuhkan, hanya untuk berada di sisi yang aman. Ketika datang ke pembengkokan, Anda tentu saja dapat menggunakan alat pembengkok pipa, tetapi karena saya tidak memilikinya, saya menggunakan metode gratis sebagai gantinya. Saya mengambil selembar karton, dan menempelkannya di salah satu ujungnya, dan mengisi tabung dengan pasir. Pasir akan meratakan tekanan dan meminimalkan lipatan pada logam. Untuk pembengkokan, paling mudah menggunakan sesuatu seperti rak pakaian atau batang gorden. Saya memastikan untuk terus-menerus memeriksa untuk memastikan bahwa semuanya akan cocok, dan juga mengumpulkan beberapa bagian saat saya pergi. Sebagai referensi, Anda dapat menggunakan template terlampir.

Saya membuat beberapa pemotongan yang diperlukan dengan multi-alat. Di mana pipa akan terhubung di kedua sisi ke blok pendingin, setengah dari pipa dilepas. Saya menggunakan silikon untuk menghubungkan pipa-pipa ini. Sekarang, awalnya saya akan memiliki 3 blok yang lebih dingin, tetapi saya memutuskan untuk tidak repot dengan satu untuk memori, karena berada di sisi belakang, dan menghapus Raspberry Pi akan sulit karena dijepit bersama dari kedua sisi. Selain itu, penghasil panas utama adalah CPU (walaupun, saya tidak begitu tahu mengapa prosesor Ethernet perlu didinginkan, mungkin karena terlihat sangat keren?). Saya akhirnya hanya menempelkan heat sink di sisi belakang, dan menutupi lubang radiator dengan pelat logam.

Saya juga membuat dua lubang 6mm di bagian atas blok radiator, dan mengamankan dua panjang pipa 6mm. Ini akan berfungsi sebagai pipa pengisi dan pembuangan, tetapi juga akan melepaskan sebagian tekanan saat air memanas.

Terakhir, saya mengamankan bagian atas radiator dengan silikon.

Langkah 6: Sistem Berbentuk…

Saya memasang Raspberry Pi sementara, untuk memastikan semuanya selaras. Saya menggunakan solder untuk menyambung beberapa pipa, meskipun sisanya dilakukan dengan silikon, dan menahan bagian-bagiannya dengan paku, sampai lem mengering. Saat mengamankan semuanya, pastikan untuk tidak memasukkan silikon ke sisi belakang blok pendingin (yang akan terhubung ke IC) serta ke dalam pipa apa pun.

Setelah semuanya kering, saya ingin melihat apakah sistemnya tahan air. Ini dapat dilakukan dengan merendam segala sesuatu di bawah air, dalam ember misalnya (dengan Raspberry Pi dihapus, tentu saja). Dengan bantuan sedotan, saya meniupkan udara ke salah satu pipa pembuangan, dan memblokir yang lain dengan ibu jari saya. Di mana gelembung muncul, ada lubang dan saya menerapkan lebih banyak silikon di sana. Ini diulang sampai tidak ada lagi gelembung.

Untuk perlindungan ekstra, saya mengoleskan cat kuku transparan ke Raspberry dan semua komponennya, sebagai anti air.

Langkah 7: Kisah Kipas Ion

Tentu saja ada metode yang lebih baik dan lebih cepat untuk membuat kipas ion, yang paling mudah adalah dengan mengambil dua potongan logam dan menghubungkan sumber tegangan tinggi beberapa ribu volt ke keduanya. Ion-ion akan pergi dari jaring yang terhubung ke kabel positif dan terbang menuju grid bermuatan negatif, dan akhirnya mereka akan keluar melaluinya dan terus terbang, sehingga memberi kita sedikit angin (Hukum Ketiga Newton). Pendekatan ini akan menyelamatkan saya berjam-jam kemudian, tapi tetap saja, saya menganggap pendekatan saya sendiri (gaya Makezine) waaaay lebih keren (Lihat apa yang saya lakukan di sana, dengan kata "keren"? Nevermind).

Saya mulai dengan memotong pipa kuningan 6mm dengan panjang 85x 5mm, untuk kisi negatif. Saya mengelompokkannya, 7 kali 7, dalam bentuk sarang lebah. Saya menggunakan pita aluminium untuk menyatukannya sementara saya memperbaikinya di tempatnya. Di sini, saya tidak bisa lepas dari penyolderan, karena ini adalah satu-satunya metode yang saya miliki yang dapat menghubungkan bagian-bagian dan juga menghantarkan listrik. Jadi setiap kali saya menyolder potongan yang lebih besar (bukan yang ada di Minecraft), saya harus merekatkan semuanya agar tidak ada yang berantakan. Saya menggunakan obor butan alih-alih besi untuk menghubungkan segi enam ini bersama-sama, dan juga menambahkan beberapa bagian yang lebih kecil untuk mendapatkan bentuk yang tepat. Saya menghubungkan kabel dan mengampelas sisi yang menghadap ke grid positif, karena semua pipa harus sama jauhnya dari grid positif.

Berbicara tentang grid positif, itu sama sulitnya untuk dibuat. Saya mencetak kisi-kisi, yang dapat ditemukan sebagai lampiran. Saya memotong 85 buah dari 22 pengukur kawat tembaga tak berinsulasi dengan panjang yang sama. Untuk mencegah cetakan meleleh, saya menyolder semuanya bersama-sama saat plastik berada di bawah air. Masing-masing dari 85 pin (sebut saja "probe", terdengar jauh lebih keren) didorong melalui lubang, dan probe dihubungkan ke potongan kawat yang lebih panjang dari atas. Ini pada gilirannya disolder ke kawat yang nantinya akan terhubung ke transformator. Saat menyolder, pastikan semua probe menempel sama rata, saya menggunakan sepotong plastik untuk memastikannya. Semakin tepat, semakin baik! Saya mengoleskan setetes lem ke masing-masing probe, untuk mengamankannya ke cetakan.

Sebelum mengamankan dua kisi dengan lem, saya menguji kipas dengan catu daya dan transformator saya. Sistem seharusnya tidak melengkung, tetapi harus menghasilkan aliran udara yang masuk akal melalui jaringan negatif (jika Anda merasakannya di sisi positif, Anda mungkin telah menghubungkan kabel keluaran transformator sebaliknya). Mungkin sulit untuk menemukan sweet spot ini, tetapi ketika Anda mendapatkannya, kencangkan pipa kuningan ke plastik dengan lem.

Langkah 8: Pekerjaan Listrik dan Menyiapkan Semuanya

Saya mengamankan Kipas Ion ke atas dengan silikon untuk memastikan bahwa bagian logamnya jauh dari sistem lainnya. Saya juga memperbaiki transformator tegangan tinggi ke sisi belakang dengan silikon dan menghubungkan kabel output yang sesuai ke kabel tembaga dari grid positif dan negatif, memastikan ada sedikit jarak yang adil antara ini (hal terakhir yang saya inginkan adalah lengkung). Saya kemudian mengambil catu daya saya dengan kabel telanjang dan menghubungkan kabel dengan input transformator. Pastikan untuk menambahkan isolasi.

Selanjutnya, saya menambahkan pasta termal ke sisi belakang blok pendingin dan memasang Raspberry dengan 4 penyangga motherboard.

Saya menambahkan air ke dalam sistem dengan pipet, dan memastikan untuk mengocok sistem (hal terakhir yang kami inginkan adalah gelembung udara yang terperangkap di salah satu blok pendingin). Ketika hampir terisi, saya sedikit memiringkan sistem untuk membuang udara yang terperangkap di antara sirip radiator.

Akhirnya selesai!

Langkah 9: Akhir

Setelah semua ini, Pendingin Ion akhirnya selesai! Saya memasang konektor Ethernet, Power dan Fan dan menyalakan semuanya. Sekarang jelas bahwa sistemnya tidak sempurna. Sirip radiator ditutupi silikon sama banyaknya, jadi saya mempertanyakan fungsinya. Meskipun, sebagian besar panas menyebar, melalui tabung dan blok pendingin. Saya akan mengatakan bahwa Kipas Ion lebih baik daripada tidak sama sekali, tetapi tidak sebagus yang mekanis. Padahal, di sana Anda memiliki kekurangan kebisingan dan masa pakai. Pengukuran penggunaan dayanya saya dapatkan nilai 0,52 A pada 5 Volt DC. Meskipun tegangan keluaran jauh lebih tinggi, hal itu berpotensi melukai Anda, jadi berhati-hatilah!

Hal yang sangat menyedihkan adalah, ketika saya membuatnya untuk saya dan teman-teman saya nikmati, mereka sekarang bosan bermain Minecraft….

Bagaimanapun, di atas Anda dapat menemukan video gameplay, jika Anda tertarik.

Saya harap Anda menyukai proyek ini, jika Anda menyukainya, suka Instructable dan pertimbangkan untuk memilih saya dalam kompetisi:).

Sampai jumpa di Instructable berikutnya!

Selamat membuat!