科技宅改變世界:電子工程師DIY半導(dǎo)體空調(diào)
2017-08-17 17:35:32閱讀量:15808來源:立創(chuàng)商城
周日的午后,學(xué)妹羞嗒嗒地約你去吃飯看電影。
當(dāng)你欣然赴約推門剛邁出第一步,赫然發(fā)現(xiàn)外面是39攝氏度。
也許,你隱約聽到了蛋煎熟的聲音。
什么女神,什么約會(huì),見鬼去吧!你這條命是空調(diào)給的,和女神沒有半毛錢關(guān)系!
在某東上一臺(tái)正常一些品牌的空調(diào)至少需要1500塊軟妹幣,這對(duì)月光族來說簡(jiǎn)直要了狗命了。你們有空調(diào)續(xù)命,那我呢?
另外一種能夠比較容易獲得的制冷器就剩下半導(dǎo)體制冷片了,然而這種東西對(duì)于電源的需求比較高,制冷散熱比也比較低,就是說得到的冷量通常需要釋放數(shù)倍能量的熱量才可以。
半導(dǎo)體制冷片的另一個(gè)特點(diǎn)就是只要薄薄的一片,冷熱分別在兩面。除了散冷散熱器之外,體積是十分小巧的。作為一名電子工程師,腦子里仿佛內(nèi)置水冷方案一般。
手稿初版,湊合看吧
這種東西在淘寶上十分容易被找到,不同的型號(hào)有著不同的制冷功率和電流需求,因此在選擇半導(dǎo)體制冷片的時(shí)候需要計(jì)算好所需電源12V的輸出功率。
我通過各種對(duì)比最后選擇的是型號(hào)為12709的半導(dǎo)體制冷片,制冷功率最大為82W,最大電流為9A,一共購(gòu)買了八片,因此制冷片的總功耗為656W,使用輸出為1000W功率的電源讓負(fù)載達(dá)到60%左右比較合適。
正好某編手里有一臺(tái)鑫谷昆侖電源,能達(dá)到1080W的輸出功率,用在這個(gè)空調(diào)上最合適不過了。
花錢不手軟 裝備瘋狂買
一般普通空調(diào)的制冷功率在1100W左右,而我這個(gè)制冷片總制冷功率也在656W,雖然只有1P空調(diào)的一半,但好在睡的房間不是很大,理論上應(yīng)該夠用了。
用過半導(dǎo)體制冷片的人都知道,影響到它的制冷效果的因素除了功率外,還有就是散熱,因此在散熱系統(tǒng)的打造上,我設(shè)計(jì)了一個(gè)非循環(huán)式冷卻系統(tǒng)。
八片半導(dǎo)體制冷片
傳統(tǒng)的水冷系統(tǒng)無論分體還是一體,水冷液都僅僅限于內(nèi)部循環(huán),處于封閉狀態(tài)下進(jìn)行導(dǎo)熱。而我設(shè)計(jì)的非循環(huán)式冷卻系統(tǒng)是將水冷排省去,直接將水管內(nèi)的水注入水冷頭,而后不需要進(jìn)行循環(huán),直接將熱水排放掉(大部分情況下都是收集起來二次使用)。
水雖然是是比較容易獲取的高比熱容液體,但是如果使用循環(huán)冷卻系統(tǒng),將導(dǎo)致水溫越來越高,并且如果跟空調(diào)室外機(jī)一樣的話,整個(gè)系統(tǒng)將面臨著更麻煩的水路和需要防水的風(fēng)扇,大型冷排和高揚(yáng)程水泵,無疑增加了巨大的成本,因此使用小水流自來水還是比較劃算的。水管內(nèi)的自來水壓力非常大,完全不用擔(dān)心揚(yáng)程問題。
水箱兼水泵
在散冷方面,就一定要使用循環(huán)式了,DIY常用的水冷排是最好的選擇,具有價(jià)格低易操作的特點(diǎn),為了達(dá)到最好的效果,我選擇了360mm冷排的同時(shí)還選擇了一體式水箱水泵,能夠達(dá)到5M的揚(yáng)程。
然而顯卡頻道的主管知道我的空調(diào)制造計(jì)劃之后,就又祭出了祖?zhèn)鞯?60mm純銅水冷排,這樣子冷排數(shù)量就達(dá)到了兩個(gè),理論上散冷效果也會(huì)有所增加。
祖?zhèn)?60mm冷排
水冷頭選擇的是長(zhǎng)度為200mm的M型水道,相對(duì)于U型水道有了更大的接觸面積,能夠讓導(dǎo)熱介質(zhì)更充分的傳遞熱量。由于是冷熱兩面都需要溫度傳導(dǎo),因此每組制冷器需要兩個(gè)冷頭,一共四個(gè)。
至于什么三通啊、寶塔啊什么的就按需求購(gòu)買吧,算好一共有多少個(gè)接口就行,最好能全局腦補(bǔ)一下具體數(shù)量。
350m3/H的滾筒風(fēng)扇
M型水道水冷頭
鑫谷昆侖1080W電源
誤差比較大的熱電偶傳感器
雖然散熱采用非循環(huán)式冷卻系統(tǒng),但是散冷的話,就需要一個(gè)像室內(nèi)機(jī)一樣的滾筒風(fēng)扇了,為了能夠更加靜音,滾筒風(fēng)扇只選擇了風(fēng)量為350m3/H規(guī)格的,在扇葉兩端的軸承上都設(shè)置有減震膠環(huán),試運(yùn)行時(shí)候比600m3/H風(fēng)量的空調(diào)室內(nèi)機(jī)安靜多了,在購(gòu)買時(shí)候還選擇了帶調(diào)速器的套餐,在溫度和噪音之間有一個(gè)更平衡的調(diào)節(jié)。
為了能夠檢測(cè)效果,溫度計(jì)自然是必不可少的東西,還好只要五元錢,一口氣買了仨!
運(yùn)行試車 震驚結(jié)果
接下來就可以先進(jìn)行初步的試機(jī)組裝了,最先開始的就是制冷模塊的組裝,只要有DIY基礎(chǔ)的人都知道最低的成本的導(dǎo)熱方式就是使用硅脂,求助于吉吉這個(gè)土豪的時(shí)候,眼睛都不眨的甩給我一瓶信越7783,雖然傳說效果不錯(cuò),但真的是難涂的貨!
被稀釋了的信越7783
這時(shí)候只好使用悟空制作液冷主機(jī)時(shí)候剩下的硅油了,用來稀釋硅脂剛剛好。在對(duì)比了數(shù)次之后,我選擇貼在銑過的那一面,因?yàn)榭瓷先ゼy路比較正常。
剩下的工作基本無腦了,用這種高端硅脂涂了4mm*4mm*8的面積之后,我的內(nèi)心是痛的.....但轉(zhuǎn)念一想,反正不是我的,也就釋然了。
另一個(gè)冷頭被當(dāng)成灰板了
裝配半導(dǎo)體制冷片的時(shí)候,要注意帶字的一面為冷面,在導(dǎo)冷水冷頭上用馬克筆標(biāo)注C(cold)為冷面。
然后用購(gòu)買的卡扣螺絲鎖緊,用手挪動(dòng)下制冷片,看看是否能被移動(dòng),用工具再次鎖緊,不必?fù)?dān)心大力出奇跡,半導(dǎo)體散熱片能夠經(jīng)受得住85N/cm2的壓力。
用力!鎖緊!
由于本次是試車,冷面不做散冷處理,熱面使用循環(huán)式冷卻方式,組裝過程變得簡(jiǎn)單了許多。
裝機(jī)經(jīng)常注意的小伙伴可能知道,顯卡的額外供電接口和CPU供電接口都是提供10V和GND的,一個(gè)正極對(duì)應(yīng)好一個(gè)負(fù)極直接插進(jìn)去就可以了,接通之前先去百度一下接線定義,萬萬不得反接。
隨便那么一捅就行了
試車的時(shí)候只帶了一組制冷器,360mm冷排散熱器也能比較輕松的應(yīng)對(duì)270W左右的發(fā)熱。
按照理論接好線之后,懷著忐忑的心情短接了電源上的啟動(dòng)線,最明顯的就是冷排上風(fēng)扇燈亮起,緊接著就是水泵的嗡嗡嗡,最害怕的起火冒煙還是沒有出現(xiàn)。
開車!
制冷速度非常之快,幾秒鐘就能感覺到冷面開始冰手了,為了獲得準(zhǔn)確的冷面溫度,我決定直接將熱電偶傳感器塞進(jìn)冷頭的菊花里,以獲得最核心的溫度。
最終單冷排的散熱功力讓制冷模塊達(dá)到-13℃,理論上如果疏熱介質(zhì)溫度能夠更低的話,冷面溫度也會(huì)低一些,雖然暫且不知道制冷量,但是這一次試車總算還沒翻車。
零下12.3℃,已經(jīng)開始接霜
由于制作半導(dǎo)體空調(diào)是個(gè)大工程,并不能在短時(shí)間內(nèi)全部完成,本次也只能夠讓大家看到半導(dǎo)體制冷片的效果了,在下一次,文章中將把最初的設(shè)計(jì)給還原并完成總裝,并根據(jù)公式粗略的計(jì)算出制冷量,從而判斷后期是否需要繼續(xù)升級(jí)。

- 0402這么好焊?!小伙做了個(gè)吸筆,貼片都變輕松了……
- 特爾又雙叒有新動(dòng)作了!重心轉(zhuǎn)向14A工藝、重組玻璃基板
- FPGA其實(shí)不難!做了這個(gè)示波器之后,我好像真學(xué)會(huì)了……
- 用STM32,做了一個(gè)“單手”鍵盤!開源了……
- 汽車芯片難做,芯片設(shè)計(jì)大廠考慮出售!
- 重磅!全棧自研國(guó)產(chǎn)CPU芯片,龍芯3C6000發(fā)布!
- HCI杭晶電子:TCXO系列晶振在對(duì)講機(jī)系列中的應(yīng)用
- XBLW-INA180/INA181電流檢測(cè)放大器的優(yōu)質(zhì)選擇
- 香港電阻RCA系列:性能革新,重塑成本優(yōu)勢(shì)!
- 500W像素!用香橙派,做了個(gè)視覺模塊!以后調(diào)試,維修,就用它了!