Бесшумный компьютер: корпус-радиатор и тепловые трубки

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Для улучшения циркуляции воздуха внутри корпуса в верхней и нижней крышке просверлены отверстия диаметром 10 мм.

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 %.

Сколько же всё это стоило? Не считая бесценного времени, амортизации инструмента и стоимости нового блока питания, примерно 200 долларов. Точных цифр просто не помню.

Спасибо всем, кто помогал мне в работе над этим корпусом. Особая благодарность моей жене и дочке за терпение и DVN за практическую помощь.

реклама