Глобальная борьба с шумом. Изготовление полнофункционального бесшумного водяного охлаждения в домашних условиях.

22 марта 2003, суббота 06:57

Эта статья была прислана на наш второй конкурс.


Статьи о реализации водяного охлаждения в домашних условиях постоянно появляются в прессе и на ведущих "железячных" сайтах. Уже пройден этап тестинга готовых систем, они постепенно появляются в продаже и получают распространение, благо начиная с ~3-3.5 ГГц воздушное охлаждение становится непригодным к использованию, поэтому наиболее дальновидные товарищи обзаводятся системами водяного охлаждения уже сейчас.

Но, с другой стороны, распространённость таких устройств вдалеке от Москвы оставляет желать лучшего, да и цена на имеющиеся достигает запредельных цифр. Вот и приходится с завистью ждать появления массового, доступного каждому охлаждающего устройства.

Ну а пока – умелые руки, холодная голова, ящик пива и паяльник – вот набор начинающего строителя водяного охлаждения (по совместительству – злостного оверклокера :)).

Тестовая платформа:

  • CPU ATHLON 2000XP
  • Материнская плата Gigabyte GA-7VTXE, VIA KT266A
  • 64Mb DDR MS-8870 GeForce4 Ti-4200 DVI+TV In/Out (Взят у товарища)
  • Жесткий диск 60 Gb Seagate Barracuda ATA IV (U-ATA 100) 7200rpm
  • Thermaltake VOLCANO 6Cu Cooler for Socket A(462)
  • SAMSUNG DDR DIMM 256 Mb
  • SB Creative Audigy Gamer SB0090
  • Midi Tower ATX PowerMan 300W
  • Windows XP
  • DX 8.1

Локализация источников шума (те, кто 1000 раз читал про шум, могут этот раздел пропустить).

Собственно, что это за проблема. Так как в данный момент автор проходит обучение в Томске в ТУСУРе (говоря русским языком - студент), то частенько приходится делать работу ночью. На жестком диске 20 ГБ музыки. Плюс к тому – Audigy + Sven IHOO MT5/1 (покупалось 1,5 года назад). На этой системе чувствуется разница между mp3 и cd качеством. Но когда ночью рядом с ухом постоянно системник – появляется большое количество эпитетов.

Не буду повторяться про источники появления шума в корпусе, но назову основные источники – это в основном все кулеры (CD-ROM/ом постоянно никто не пользуется, да и его можно замедлить путем нехитрого уменьшения скорости). Самый большой уровень шума от процессорного кулера.





Открыв в тысячный раз корпус для капитального изучения источников шума, было выделено, что жутко шумит Volcano 6Cu, "заднеприводный" вентилятор 80х80 мм, кулер видеокарты и кулер блока питания. Других действующих на нервы источников шума обнаружено не было.

Небольшое отступление. В блоках питания используются трансформаторы, которые рассчитываются на перегрев в среднем на 45-50 градусов. Нагрев появляется из-за потерь на перемагничивание сердечника, потерь на вихревые токи и т.д. Температура перегрева в основном зависит от типа проводников (алюминий, медь), наличия зазора, и, самое главное, появляется сильная зависимость от веса. Здесь нужно находить золотую середину. Если намотать слабую оплетку, но поставить кулер, то, как говорят формулы, теплообмен увеличится в 3 раза, и этот блок питания будет работать. Примерно так работают No Name. У Inwin и др. брендов используются хорошие блоки питания, которые стараются рассчитывать на перегрев 30 градусов, и зато ставить слабый вентилятор (который почти не шумит), но они зато заметно тяжелее неизвестных.

"Заднеприводный вентилятор" был замедлен в 1,5 раза путем впаивания переменного резистора на 200 Ом. Сопротивление на нем установлено 40 Ом, так, что те, кто захочет замедлить его, могут просто впаять 40-Омный резистор. Кулер шуметь почти перестал (около 2500 оборотов).

Нелирическое отступление: температура в корпусе повысилась на 1 градус, что вполне допустимо.

Следующее, что бросалось в глаза и в уши – это, разумеется, Volcano 6Cu. На нем был проведен тот же эксперимент. Был куплен коннектор и впаян резистор на 20 Ом (Получился переходник- коннектор – резистор - коннектор). Температура выросла на 4 градуса, уровень шума понизился, но общую картину не изменил После этого был выбран следующий способ. Куплен 1кв.м. подвесного потолка – пенопласт. Вырезаны листы и плотно подогнаны к бокам. Уменьшился только неприятный звук. На слух децибел на 3.

Хотелось большего. А главное был виден виновник беспокойства – Volcano 6Cu. Если замедлить кулер пальцем, то уровень шума падает существенно, но дальнейшее уменьшение скорости вращения могло плохо сказаться на работоспособности системы.

Изготовление ватерблока.

Выход был виден в одном – изготовление альтернативного охлаждения или его покупка. Пройдясь по магазинам и скачав прайсы было выяснено, что доступен только 1 вариант – Посейдон (тогда еще мне не знакомый). Погрузившись во всемирную сеть за изучением его характеристик, было выявлено, что ничем особенным он не выделяется.

Немного из устройства и принципов работы данного типа охлаждения (для тех, кто или не понял или не знает). Он работает на жидкости, которая забирает тепло от разных устройств и отдает ее с помощью радиатора наружу. Воду гонит помпа. Она обычно берется от аквариумных фильтров и различается производительностью.

Итак, самое сложное в изготовлении получается изготовление вотерблока и крепления к нему. Конструкции вотерблоков бывают очень разные, по принцип один – вода циркулирует по лабиринтам, но скорость воды в центре должна быть максимальной. Если делать слишком большие лабиринты, то резко уменьшится ток воды и эффективность упадет. Это было заметно при тестировании блока от Fermaltake на iXBT. Конструкции вотерблока иногда большого внимания не придают, особенно в изготовлении в домашних условиях, а напрасно. От его конструкции будет зависеть производительность.





Изготовить квадратный вотерблок проблем нет, но как сделать сложную внутреннюю структуру и сделать хорошую полированную поверхность, плюс учесть геометрические размеры сокета? Выход был найден. В основу был положен обычный нерабочий кулер от GlacialTech пластинчатого типа. Вот она - сложная внутренняя структура. Куплен по дешевке в фирме за 50 рублей в силу нежизнеспособности вентилятора. Были спилены ножовкой по металлу ребра на высоту 2,5 сантиметра. Получилось приблизительно такое изделие.

Большая высота не имеет большого значения, т.к. чтобы прогреть сантиметров 5 нужно время. Высота будет играть роль только при остановке циркуляции воды, когда процессор будет работать на нагрев только внутреннего объема. При выборе высоты не следует делать ее слишком маленькой (на процессор), т.к. в случае отказа помпы произойдет перегрев. Вода обычно нагревается до 100 градусов, то есть при достаточном объеме воды даже при отказе системы процессор не сгорит – это его максимальная температура. Это иногда забывают производители и любители.

Осталось только заделать отверстия с боков (бывшие прорези под крепления), с торца и сверху. Появился вопрос, как крепить шланги и организовывать поток воды? Если ставить по бокам, то усложняется конструкция, если ставить 1 в центр, а другой на край – верх пустой. Еще необходимо не забыть про геометрическое положение сокета – либо горизонтально, либо вертикально. Был выбран вариант с треугольным расположением. При таком положении вода успевает протечь по всему устройству, не уменьшается скорость потока, центр хорошо омывается, и при другом расположении сокета необходимо поменять шланги, чтобы изменить направление воды.

И еще один вопрос. Как крепить все это вместе в одно целое? Это обычно никто и никогда не раскрывал.

Первая попытка была припаять все с помощью паяльника и флюса для пайки алюминия (кто не знает – это такая вонючая жидкость на основе кислоты). Был куплен флюс в радиомагазине за 10 руб. и проведен эксперимент. Большие пластины припаять не удалось. Олово просто каталось по пластине. Не помог и импульсный мощный паяльник.

Вторая попытка была в применении "тяжелой артиллерии". Была куплена газовая горелка и газ к ней соответственно за 150 и 200 руб. Эти ручные горелки используют для пайки меди, золота, алюминия в ювелирных мастерских. Опыт не удался. Алюминий пришлось греть минут 5, после этого сам радиатор накалился как плитка. Использовал одновременно олово (можно конечно было попробовать медный припой, но чего нет под рукой, того нет) и еще с добавлением флюса. Поднялась сильная вонь, но немного припаять удалось. Прикинув приблизительное время, решено было отказаться от этой затеи.

Третья попытка была наверное самой простой и банальной – использовать эпоксидку. Она конечно твердая, но хрупкая. При падении со стола (около 1м) от одной грани она отлетела. Так что это самый быстрый и в меру надежный способ, с помощью которого и было изготовлено изделие.

Боковые прорези были заделаны остатками от спиленных граней, а бока и верх с помощью алюминиевых выпиленных по размерам пластин с просверленными в них отверстиями с помощью дрели диаметром в 1/2 дюйма. Алюминиевые пластины были толщиной 1 мм, позже этого оказалось достаточно. Для крепления шлангов в сантехническом магазине были куплены латунные вставки (типа штуцеров) 4 шт. по 3 руб. Все это нехитро было собрано воедино с помощью эпоксидки примерно за 3 дня (на праздниках никуда не спешил и давал время просохнуть). Вот что получилось:





Следующий этап – изготовление крепления. Оно было изготовлено из алюминиевой пластины толщиной 2 мм. Сами крепежи взяты от старого крепления и приделаны к изогнутой пластинке. Глубина и толщина изгибов подбиралась экспериментально с помощью линейки и сокета с процессором.

Для работы помп было решено изготовить отдельный резервуар из стекла (можно было конечно использовать обычную литровую банку, но от этого потеряется презентабельный вид, да и не удобно с ней). Объем выбран в размере 1 литра. Размеры "аквариума" 9 ширина (для установления в 3-х дюймовый отсек) х 11 длина х 10 высота. В аквариумных магазинах делать отказались, поэтому купили раскроенные стекла 4 мм. Обошлось рублей в 30. Собирались с помощью герметика. Крышка была вырезана из орг.стекла с 3 отверстиями – 2 по 13мм (шланги), 1 по 5 мм (питание). Вот что получилось:

Изготовление на этом закончилось.

Во сколько это все обошлось.

Вазовский алюминиевый радиатор 25см х 19,5см х 4см 470 руб., можно купить медный за 750 руб.
Помпа на 450 литр/час от аквариума (была в наличии). В магазине может стоить 350 руб., можно купить на 700 литр/час за 550 руб.
Латунные вставки 4 штуки по 3 руб. 12 руб.
Стекло 30 руб.
Оргстекло для крышки и шланги взяты из домашних запасов 0 руб.
Итого 862 руб.
Что значительно дешевле стоимости предлагаемых на рынке девайсов.

Установка

Все компоненты были собраны воедино, шланги использовались обычные "типа поливочных" от Gardena, т.к. прозрачных не нашлось. Если они попадутся на глаза, разумеется, будут куплены. Все-таки красиво, когда течет синяя вода внутри. Для охлаждения куплен вазовский алюминиевый радиатор - меньше не нашлось. И главное, весь этот огород городился для бесшумной работы, т.е. чтобы в конце системник ночью не был похож на пылесос. Для этого решено отказаться от вентиляторов (по крайней мере на радиаторе). Радиатор куплен за 470 руб.





Совет. Жесткость крепления регулировалась с использованием сгоревшего, раздавленного процессора Duron 750. Сразу ставить на рабочий не советую – рискованно.

Историю о том, как я намазывал термопасту (КПТ8) для установления вотерблока пропускаем :).

Итак. После заполнения водой температура стала 34 градуса. После 2-х часов установилась 45 градусов. Это с учетом того, что вентиляторы на радиаторе отсутствовали, а шум шел только от тихого блока питания. Температура в квартире была 25 градусов. Перегрев всего 20. Впечатления незабываемые. Винда загружена, процессор работает, а шума нет – парадокс.

Совет. Во время установления вотерблока возникла проблема – система работала в винде минут 5 и перезагружалась. Выяснилось - перегрев. Причина в слабом креплении. По всей видимости был зазор в 1 мм, так, что на жесткости крепления сильно экономить не стоит.

После запуска Unreal 2 температура поднялась до 50, но потом за 5 секунд вернулась к 45. При открытии форточки опустилась до 40 (в комнате около 20). Вот если бы его вынести на улицу в –20 и налить тосол, то по идее температура должна быть около 0! А если на него поставить кулер… Как его тогда можно разогнать…

Разгон.

Итак. Данная конструкция позволяет получить температуру процессора на 20 градусов выше окружающей. Для проверки закона и проведения разгона температуру в комнате решено было опустить с 25 до 14 градусов и создать экстремальные условия. Кулеры отсутствовали!! Установлен только 1 дополнительный 8х8 на видео карту с пониженными оборотами (около 3000), корпус открыт. Так как на материнской плате не было возможностей установления напряжения на память и коэффициент умножения не был вскрыт, то разгон пришлось выполнять только по шине при увеличении напряжения на процессоре с 1,75 до 1,95В. Даже при таких скудных возможностях удалось получить стабильную систему при работе по шине 152, т.е. с 1666 до 1904. Была достигнута скорость и 1960 но стабильность была низкой. Достижение данных результатов проводилось обычным способом – перебором параметров, поэтому повторяться не буду. После проведения 15-20 тестов в 3dMarke был получен такой результат (начальный 9500!).

Температура в корпусе опустилась до 17 градусов, температура винта тоже 17!! Температура разогнанного процессора 36 градусов (термодатчик подпружинен)! Получается, что при понижении окружающей температуры на 10 градусов, температура процессора опустилась тоже на 10 градусов. Запас производительности на лицо. Задержка на память 2. Цвет ног – синий :).

И это повторяюсь, только при работе 1 дополнительного пониженного кулера на карту. При работе с Вулканом6 температура была 58 (при 25 комнатной и без разгона).

Вывод

Оверклокеры всех стран объединяйтесь. Скажем "Да! Водяному охлаждению". Долой шум и вибрацию. Технология по переделу воздушных кулеров налажена и показывает хорошие результаты даже с алюминием.

Изготовить просто. Не нужно ничего фрезеровать, варить. Почти все под рукой. Нет дорогих деталей. Есть возможность подбора производительности под себя – покупка медных радиаторов, помпы на 700л/ч и т.д. Все помещается в корпус. Радиатор поставил вертикально.

Для тех, кто все еще сомневается, что он может потечь – могу предложить простое, но хорошее устройство – называется датчик сырости. Он представляет собой мультивибратор на 2-х транзисторах, 2-х конденсаторах, и паре резисторов. При попадании воды на пластинку он что-то начинает делать (издавать звук, мигать – как включить), можно подключить на выключение питания, тогда даже если ваш вотерблок сделает сырость, система сразу выключится. Пластина представляет собой 2 оголенных провода, которые идут параллельно. Т.к. сопротивление воздуха высоко (МОм) – они не работают, при попадании воды – оно резко падает. Провода можно приклеить на сам вотерблок. Схем устройств много. Их спокойно можно найти в Интернете.

Совсем для экстрималов могу предложить заменить воду на тосол и поставить радиатор на улицу в 30 градусный мороз с кулером. Это конечно не жидкий азот, но зато работать будет долго.

Провели эксперимент. Отнесли радиатор на 1,5 метра – длина шлангов на скорость воды не сказалась. Перепад высот одинаков.

Тесты проводились при свидетелях. Теперь уже появились заказы на изготовление 3-х водяных данным свидетелям :).

Отвлечение от воды.

Могу также предложить изготовить что-то вроде реалбаса с работающим стоп сигналом.

Питание от 12В. Устройство автономное. Верхние светодиоды работают как стоп сигнал. Красный тумблер выключения. Нижние переключатели 3- х позиционные для регулирования скорости работы кулеров. Там рядом с ними не хватает нескольких 2-х цветных светодиодов: не горящие – полные обороты, зеленый – уменьшенные, красный – остановленные. Схема простая – если надо – могу выслать. Линейку из 12 светодиодов можно подключить к com порту и выводить побитово информацию на них – будет светомузыка.

Большая благодарность sinoptiky и Alexy за поддержку. Без них эта статья бы не вышла.


Эта статья была прислана на наш второй конкурс.

Страницы материала
Страница 1 из 0
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают