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需求

先摆出前一篇文章最后得出的需求图(无规矩可言的):

根据需求,列出暂时需要准备的材料:

  • 制冷片
  • 风扇
  • 移动式大电流大容量电源DC
  • 水排
  • 热温差发电器
  • 吸水空气过滤网
  • 数显型或旋钮型温控
  • 开关(带定时)
  • 防漏电开关
  • 防漏电插头
  • 水泵
  • 隔热板、隔热棉
  • 铜或铝水冷头
  • 泡沫箱、塑料箱、电脑机箱、PC板、木板、ABS板
  • 储水箱
  • 焊锡机
  • 胶枪
  • 铜线、水管

选材小提示

然后在淘宝和京东(写某宝和某东是真的难听,干脆全名,不管了)查找上述材料时,有一点注意,不要头铁只看上面列出的材料,而不留意其他相关的材料。因为自身的需求的还没有真正确定下来,并且是个人购买而不是厂商批量入货,考虑到自己对产品的理解和成本问题,看到相关的都会点进去其他商品看看,了解一下有何不同、是否更满足需求、是否能改善设计。

回到正题,在电商平台找材料时,最好把合适的、或许能用的、具有启发性的物品收藏起来。在查找的过程中不断丢弃不用的,加入有用的,最好归类成几个文件夹清晰点。

在这收集过程中,对于同一件物品,可以考虑是否跟其他物品属于同一个商家,成本怎么样,邮费怎么样,评价怎么样,性价比怎么样,以此来决定最后去哪一家,买哪一样物体,这跟大妈早上出去菜市场买菜一个道理。

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另外,在选材的时候,需要脑子里有制冷器整体的设计雏形。
理由很简单,第一,越清楚自己想要做什么东西,才会越清楚自己想要准备什么东西。第二、只有真正把握了核心需求和附加功能,在选材时才会被琳琅满目的商品激发灵感,完善方案。

所以选材这个阶段,我花了一两个月的时间,当然其中也包括了修改设计。
本文中就先不说设计,不过自己选材时要时刻保持这脑子里有整个产品的设计模型。

或许有人问,为什么一两个月都在看,看到一件合适买一件不就节省很多时间吗?说实话,最多也就节省出最后那几天时间。但是,机器的结构设计没完全定下来,买回来的东西最后未必能用上,就算能用上数量也可能预算错误要再买一次,这对于工作还没转正的我来说是经济方面的暴击。
所以等到想清楚了所有需求和整个机器的完整结构,再一次性买这个情况下的所有材料,是对我最友好的方法。


购物清单

经过半个世纪的挑选和设计调整,最后确定好材料清单。淘宝订单截图如下,下文再一个个解释:

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没错,制作一个半导体制冷机器成品的所有组件和工具,至少需要这么多!心态蹦了没?心疼自己的钱包了没?还有勇气继续做下去了没?


分析选择

如果还继续看下来,那接下来详解主要材料购买的理由和故事:

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制冷系统:制冷片TEC12706AJ**

制冷系统是两大核心系统之一,半导体制冷片是其核心部件,是制冷制热的源泉,此处科普知识。

首先,回顾一下上篇所说的制冷片原理。

电荷载体在导体中运动形成电流,由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,就会散发多余热量(表现为制热),反之就需要从外界吸收热量(即表现为制冷),这就是帕尔帖效应。这就是是半导体制冷的原理,两块不同材料的金属面对面贴的很近,通电时产生帕尔贴效应,表现出来的效果是一端不断变热,一端不断变冷。

  • 发热与制冷同时存在,而且发热量会是制冷量的几倍,并且制冷效率远低于正常的压缩机制冷器(日常空调)。

  • 其实是两端都会产生热量,两端都会吸收热量,只是表现出来是在某一端散发热量或吸收热量其中一个方面会更加突出,所以散热系统的优劣会直接影响冷端的效果。

  • 不过半导体制冷的优势在于很轻型,夸张的说法是只有要一块制冷片,接上电源就能制冷了,没有空调那种一体化封装、压缩机、冷媒等复杂结构和污染物质。而且制冷也快,一通电立马出效果。制冷片是直流电,电压不高,相比于220v的交流电安全一点。所以,对于一个DIY爱好者来说,半导体制冷比压缩机制冷更方便、更简单、更低成本。

当然,DIY爱好者心目中成品的效果好坏不是放在第一位的,制作过程的乐趣才是最重要的。而我是伪DIYer,整机构思都以最终效果为首要目标。

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然后说一下制冷片的规格,找到一张图比较详细的TEC系列图解。

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正常使用TEC的尺寸,40*40mm,已经很小了。127总对数换算成电压的方式不太懂,大概是乘以0.11,也就是12v吧,普遍都是这个电压。6A是指启动瞬间的最大电流,稳定工作时也就4A5A,看商品质量了。6A相对来说是性价比最高的,因为是最多人用的型号,商家生产量大,竞争大,价格相应会便宜一点。举个例子,TEC1-12706就是说制冷片是单层的,电压12V,最大电流6A。

后来看到有几家的制冷片是C开头的,比如C1206,跟tec1-12706参数一样,只是标榜着高端制冷片,工艺好,寿命长等等。可能我是行外人,真的看不懂实际功能到底有什么区别。只知道价格差别巨大,普通的tec1最便宜几块钱就有了,好一点的十几块,而这种c开头的最便宜都是三十块左右,真是谜一样的存在。另外,还有一种叫A级制冷片的,也是TEC开头,但是价格跟C开头的差不多,我就懵了。

购买的时候,我先从百度搜到最普遍的是TEC系列,在淘宝上货比三家时,又发现有所谓的C1206高端系列和A级TEC系列的。对比一下制冷量,差不多,问商家有什么区别,也就用寿命、工艺、材料、稳定性等等不同来敷衍我。纠结了一段时间,最后选择了A级TEC

12706AJ,想着一分钱一分货,我想要最好的部件。但是最后极其后悔,奉劝各位买制冷片时三思而后行,控制住自己的贪念。

当时有这么一段故事。

我是在对比万豪电子和江苏星河电子这两家店的同一个型号,价格一样,但是星河的宝贝详情里制冷功率只有48w,万豪那里竟然写着97w,能效比竟然突破1.0!我就这样被诱惑到买了万豪的,谁知道拿到手的包裹整套都是江苏星河的包装!赤裸裸的欺骗消费者啊,再也不敢相信这个商家了!

(万豪的写着97w)

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(江苏星河的写着48w)

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(买的是万豪,收的却是江苏星河的,巨神坑!)

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所以在此奉劝各位,

不要相信任何超出合理范围的参数

,不要相信无良商家的诱惑,选择最适合自己,十块钱的12706就差不多了。

具体的型号选择,制冷片一般都是用12V,12V的供电电源也是很普遍。电流的话,看具体散热环境和制冷效果的需求,还要结合数量去想想,6A是最多人使用的。

不过的话,期望不要太高,制冷片的发热效率比制冷效率还高,要达到家用空调那样的效果是不可能的,瓦数超高,电流也超高,能承受得住的电线都难找,做做保温箱,小冰箱还行,做空调,制冷片都能买穷你。

我当时就是跟商家说做个人小空调的,问他最少买多少片。

商家很直接跟我说,别买了,做不了,

我当时就石化了。然后我很真诚很执着地跟商家说只需要做一个能一个人用到的空调风扇,有一点效果就行了。经过一番争取后,商家终于被我的热情打动了,说最少四片才有一点点效果,而且风扇还不能太大。我很感动,最后确实也是买了四片。不过商家视角看来,应该是:这人莫不是个傻子。

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水冷系统:水冷头408012mm、水排120mm、水排240mm**

水冷系统是两大核心系统之一,此处详解

先说一下使用水冷而不同风冷散热的原因。

制冷片普通的散热方法是使用布满鳍片的金属散热器,把热量传递给金属,然后用风扇将金属上的热量吹走。这个方式有个问题是,散热器这个大块头必须贴紧发热端,而且网上的散热器是针对一个制冷片的,我是两个制冷片为一个散热单位的,贴合面的尺寸已经没法满足我了。如果想强行使用,只能去找很偏门的另类规格散热器,或者找老板定制。我找到过勉强符合要求的散热器,不过是散件,其他零件还是得定制特殊规格,做不来。至于定制,一个字,穷。

相比起来,水冷的优势就出来了。

  • 空间上,水冷的散热端可以设计得自由移动,远离发热端,降低一点发热端的温度。这对制冷效果来说有点用处的,最大限度降低发热端温度有助于降低制冷端温度。

  • 水的比热容基本最大,远高于空气,从热端带走的热量远高于直接吹风扇带走的热量,进一步降低了发热端温度。虽然水冷的热量还是要用风扇在水排处吹走,但水冷的热量基本在水里了,而且水温总会比金属温度低,源源不断在吸热。

知道了水冷优势比较大时,为了追求最好散热效果,我考虑过金属+水冷组合散热。

设想是这样,有一种N铜管金属散热器,贴近芯片的金属板和铜管终端的金属片集合中间有一段空隙,看介绍说是为了贴近芯片的金属底座能更好地散热,降低接触面底座的温度,进而更好地降低芯片热端的温度。而这段空隙只有几厘米,计算一下,大概能让水冷头钻进去。

金属散热器用纯铜,可以加快热量传递,水冷头用纯铝,可以增加吸收的热量。

如此双剑合璧,热端温度能维持在一个很低的水平。

不过水冷最大的问题是要用价格比金属散热器贵多了,

一套水冷设备,起码得两三百

,而我要买两套,心疼得要死。而且在我下定决心买某个冷端的金属散热器时跟商家说了一下这个想法,老板告诉我,都有水冷了,还装什么风冷,效果差得远了。于是我又大改我的设计,还很庆幸老板提醒我,让我省了一笔钱。

水冷头的数量和尺寸,是在挣扎了一个月后才买的。因为制冷和散热属于半导体空调的最核心功能,所有的设计和修改都离不开这两方面。由于在购买时太多不确定因素,结构草稿图改来改去,散热设备和散热结构自然也跟着改来改去。即使后来确定了水冷,但是尺寸还是无法立刻确定。

比如,四个制冷片,是一排,还是两排,亦或是四排?冷端是相对,还是同向?所以我考虑过买一个40160,考虑过4080,考虑过40*40,还有比较偏门的cpu散热器规格,比如内置鳍片的水冷头。

在fou了很多方案后,才决定使用两块热端冷头夹住一块冷端冷头的汉堡包方案,也才买了两块40*80的尺寸。

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水冷头还有材质区分的,最常见的有紫铜(跟纯铜没什么差别)、黄铜(很少黄铜水冷头)、银白纯铝、蓝色表面氧化铝。主要参考这几个因素:

  • 价格:铜比铝贵。

  • 热传导性:导热是单位时间内能传导多少热量,可以想象成电流。导热系数越大,热量传导得越快。参考值:银 429,铜 401,铝 237,空气 0.031。

  • 比热容:比热容是单位质量下物体每升高或下降一单位温度时吸收或释放的热量。比热容越大,吸收或释放相同热量时,物体的温度变化越小。参考值:水 4200,

    空气 1012,

    铝 897, 铜 386,银 233。

根据个人情况看哪种因素是需要优先考虑的。

没什么要求的,一般用铝,比较便宜,比较多人用。铜传递热量快,但容纳的热量比铝少,比较适合把热量传送到其他地方再散热,多用于铜管金属散热器。铝传递热量慢,但容纳的热量是铜的两倍多,比较适合集中处理热量,多用于水冷头,比便在相同时间能带走更多热量。

所以个人建议,金属风冷散热器,推荐用铜质的接触面,水冷散热系统,推荐用铝质的接触面。

水排尺寸是跟风扇尺寸对应的,都是120mm,240mm是装两个风扇的。

水排的管道常见规格有10管、18管。10管便宜一点通风也好点,18管的散热面积大一点。还有另外一个折中的12管,说是兼顾两者平衡,管道也加厚,但是价钱竟然比另外两个都贵。

这方面本来是成本优先,打算选用10管,但是个人执念,想要买效果更好的,寿命质量更好的,觉得每样东西贵有贵的理由,挣扎一下就买了12管。这个现在想想后悔,不仅贵了,管壁厚了占体积,还影响我风扇散热的通风面积,影响散热效率啊。

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其实现在想想也有点后悔,冷端为何要用水冷?

冷端又不像热端聚集在制冷片附近会影响效能和降低制冷片寿命,没必要特地价格水冷系统传送到远一点的地方输出,用金属散热片,贴着制冷片散冷不是更好吗?

所以冷端这套水冷系统白白亏了我一大笔钱,冷量还被水霸占住了一大部分,真的巨亏。还不如买一块金属散热器,欠了教我水冷风冷知识的老板的一张淘宝订单,哎。

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水冷系统:暴力风扇12cm、

静音风扇12cm**

这个暴力风扇其实是整机测试完才买回来的,而且不推荐,虽然手感挺沉,马力应该充足,但是连标签的背胶都已经老化脱落,整个风扇都是灰尘可知,应该是没什么人买,属于囤积了猴年马月的产品。

一开始买的静音风扇在图片后半部分,据商家说能有3000转/分,还很便宜,二十块三个。然而贴在水排上时,风道被阻塞,显得风力很弱,以致于在整个制冷器完成后忍不住买了暴力风扇来替换。120mm直径是最大尺寸的电脑风扇了,想买更大的风扇只能去买家电了。可惜有一个扇叶坏了,直接退货,然后就没心情拆改已经做好的成品了。

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至于风道设计、吹风吸风,在设计篇会讲。

在选材阶段始终要记得,脑中要时刻保持对整机模型的设计图,并在选材时不断调整设计和材料。

对于尺寸,在买制冷片的时候,老板说三四片才会稍微有点效果,不过风扇不能太大,不然感受不到了。我看了下制冷片40mm,要是买对应大小的风扇,才两节手指那么大,也小的太夸张了吧。后来本着吹起来能正常感受到风力的心,买了电脑风扇最大的尺寸——120mm。至少这么大才能感觉到是在风扇的存在,而且也没有台式风扇那么大型,个人觉得很适合。

另外,我买的风扇加了个特殊要求,电源线需要加长至少半米。

以为加延长线是很简单的事,额外加点钱就行,不过商家都说加长的话只能用大4P接口,其他的接口没这么长。我已经决定好买个集线器汇总所有的零部件接口了,这个风扇本来是小4P接口,要换成大4P,又得额外加个分线头,结构也冗余了。后来也找不到更好的办法,只能用大4P了。

为什么要加长?

因为其中两个风扇是用来散热的,我想让热量能让使用者带到合适的地方再排出来,而不是对着这个空调时,胸口吹冷气,头发吹热气。而且我的预想是方便到类似风扇一样能放在床上,那热气自然要让它排出窗外。目标人物的床边的窗台大概半米高,所以我就得加长至少半米了。

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白色ABS板2mm 、

PP板0.3mm 、

隔音板5cm 、KT板**

鉴于我的目标人物喜欢木质家具,比较有格调,一开始选择外壳材料时是在搜索木箱、木板、夹板。然而个人对这个作品要求比较高,

除了满足视觉效果,还要安全、轻便、环保、耐久

  • 木板质地不同,燃点不同,但都是能燃烧;

  • 夹板添加剂和气味方面不同,但都会产生有毒气体;

  • 天然木板种类不同,含其他杂质含量和种类也各种各样,接触多了对身体不好。

  • 而且,对于非机械师或木工来说,屋子里没有特殊设备,难以加工木板,比如打孔、切割形状等,做出来肯定难看。

  • 忍不住搜了一下”阻燃木板“,还真有,叫电木板,还绝缘的,不过实际上不是木板,是纸的集合,每层纸使用粘合剂合并起来,这肯定不要啊。

所以的话木质外壳就这样被一步步否决掉了,外壳选材这一步,推倒重来。

继续在淘宝上搜电脑机箱、塑料箱、塑料板、书柜、组装薄板、DIY板材等,发现一个叫甲壳虫音乐机箱的还挺适合的,方方正正,散热口充足,差点就买了。

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不过还是忍住了,因为我还没确定机器最后的结构是怎么样的,看中哪个就买了很可能制作时诸多限制甚至要整个作废掉!

后来找到塑料板比较适合,只是塑料板的种类有很多,甚至包括强化版的泡沫(雪弗板)!

真的列出来的话,

雪弗板、

ps、pc、pe、pp、pvc、abs、eva、kt,呵呵,懵了。本来买了一大块KT板,想到够便宜也不容易烂,还容易抠个小心心,不过买回来才查到KT板有毒,一般只用来做模型展览,不能放室内,我只能把整块板丢到最边边的角落,亏了8块钱。幸亏找到一篇软文 http://m.qqhr.ccoo.cn/bbs/topic.aspx?id=6061531,

介绍了以上大部分的材料的区别和特点。

其他的自行查看对比,我主要看到了ABS(丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物),具有高物理强度,刚度,不易划伤,表面硬度高,冲击韧性好,易进行二次加工,无毒无害,还有一定的阻燃绝缘效果,很符合我对材料的各个要求,也能满足机器的需求。所以决定将abs板作为机器外壳。

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另外,考虑到几毫米的板材打孔切割后可能在承重方面有一定压力,就增加隔音板,比较厚那种,就像强化版海绵,贴在abs外面,既可以减缓主板材的损坏,也能降低使用者碰撞机器产生的伤害。[图片上传失败…(image-79abd4-1512910598283)]

因为对板材厚度强度没什么概念,本来以为2mm的abs板很容易切坏,买回来制作过程中才发现我的美工刀切不动,抠图形顶多抠矩形、三角形了。

PP板也就是在这种状况下才购买的,这就可以abs板切割基本形状的开口,PP薄板修剪具体形状挡在开口上,通风还能装饰。PP也是经过选择后的材料,主要因为它薄,而且无毒无害,这是用来制作饭盒水杯的材料。

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小胶枪30w 、

胶水**

因为想好用塑料板做外壳,自然少不了给外壳补缝,胶枪比打补丁上螺丝钉之类更适合我。

网上的胶枪有很多二三十瓦的小胶枪,可能就是面向我们这些轻DIY制作者的。

小胶枪也买了两次,至于原因,有点气人。卖家给我发了20w的套餐,我本来要换的,然而被客服很熟练地哄骗说试试这个型号再补差价。过几天,竟然只是随便给我补了“2块钱”,还把商品价格降低了,然而降低了这差价还不至两块钱,更何况原来的差价!给了这两块钱之后客服竟然还一句话都不回了!一气之下,我直接退款了。现在有点后悔,应该留着给差评才对,第一次遇到这种骗子卖家故意挖坑骗人。

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本人不是在于这一块几毛钱,是对这种人的痛恨,至少现在我的认知里就有这种人在搞臭电商,给我权力的话立刻就封了这间店铺,永久封禁这类人做电商。

至于买胶水,因为粘贴那些薄片会用到,比如PP板,这些用胶枪粘合会有种杀鸡用牛刀的感觉,过于重型,也会影响美观。

不过的话,胶水有毒,强力胶水的味道更刺鼻,用过一次就后悔了,特别是整个机器的制作初衷就要健康环保。所以,可以的话用胶枪还没那么毒,用双面胶也不错,胶水真的要慎用。

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常闭型温控器、

数显温度计2秒刷新、**两路船型开关****

本来呢,打算买一个显示温度时间的开关面板,看起来像酒柜那种温控面板,整个外观会高级很多。

不过由于这种数显面板上的开关按钮不靠谱,因为它无法承载那么高的电流,一般都是几安,而制作这个半导体空调需要的电流承载量至少保底30A,淘宝上找到能承受这么大电流的开关不多。没办法,只能分开买开关和温控器。

温控器开关是那种很简单的端点电路,结构也就是两条电线,中间加个温变金属,达到指定温度就连通或分开。

至于是连通还是分开,看产品描述,有两种:常闭型和常开型。常闭型就是在没达到指定温度时,两端电线是闭合的,也就是连通的,达到温度了才会断开,常开型反之。一般情况下,常闭型的需求比较多,具体使用就要看自己要做什么功能了。

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至于买了个温度计,是为了后期看测试效果和设计过程中了解水冷头的温度,因为上面那种温控开关只是两条线和一块金属,还固定了出发温度,运行过程中完全无法得知当前的温度是多少。

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为什么是两路开关?

因为设计结构和制冷片的发热量导致的,使我把四块制冷片分成两份。

买了两个开关按钮,一个是总开关,负责整机,也就是两份制冷片分开各一路,其他的风扇水泵等合并在哪一路都行。

另一个是分开关,也就是制冷片分开了两份,相应也把效果设计成了两档,分开关负责第二档(第二份制冷片)的开关。

当然这个设计内容是后话了。

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皮带打孔器、

迷你木工刨刀**

考虑到外壳的花纹制作和通风方面,打孔不可缺少。

不过的话,皮带打孔器意义不大,因为他的开口只有那么短,只能在塑料板边上几厘米的地方打。

木工刨刀也是想用来加工外形的,这源于买吸音棉时看到淘宝一个商品的视频介绍里就是用刨刀来把吸音棉边缘修剪成45度角,我就忍不住买了,以为买什么吸音棉都可以这样修剪,结果是,家里多了件垃圾。

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切割垫板30*40cm 、

勾刀、美工刀、**钢尺50cm****

在将abs板作为外壳候选项时,遇到了一个关键问题,那就是该用多厚,需要什么工具切割,怎么切?

百度上大部分人推荐勾刀,而且推荐abs板2mm以下,再厚就切不动了,明确了勾刀这个工具我才敢决定了选用2mm的abs板。

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美工刀会有点用处,比如切割很薄的PP板和勾刀切到收尾时那些工作,用美工刀能很好地帮上忙。

切割垫板和长钢尺也是不可或缺的。

因为本来手工制作精确度就没那么高,如果没有这些能规矩工具,做出来的规格不堪入目。具体买多大的规格,看需要制作的尺寸了。我打算做的是25×30,买30×40的尺寸刚刚够用。

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尼龙扎带4mm**

为什么这个也搬出来讲讲,因为任何一个电子机器成品,都是有很多电线的。如果不加以管制,机器内就是一个错综复杂的蜘蛛网了。

我这个小型机器容纳不了这么碍事的东西,只能用扎带把电线捆成一扎了,像电脑机箱一样规整。

一开始我是不知道这叫什么东西的,也不记得搜索什么词语,竟然把它的名字搜出来了,真佩服自己。

尼龙扎带是一条塑料绳子,头部有个孔,尾部穿过去后就出不来了,于是可以越扎越紧,要解开只能剪断。

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大4Pin一分三延长线、

4Pin集线器**

本来的预想是一个4pin集线器收集所有的风扇和水泵的3/4pin接口,电路整体就清晰很多。大4P分头线都是风扇加长线造成的,没办法,本来只需买一个大4P接头自己装导线就好。

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电线24AWG红色黑色 、

电缆2.5mm^2、

插头0.75mm^2**

买温控器时就被商家的描述坑了,说是220V下5A载流量,12V下10A承载量,还以为电压降低真的能提高电流承载量,买了之后查资料才发现是个坑。

载流量只跟横截面积、材质、导线当前温度、是否远距离运输这几个因素有关,其他乱七八糟的说什么电压之类的全是商家的骗人幌子。

既然趟过了这个坑,就在这里科普下一,说说选线材

正确的打开姿势吧。

首先说一下导线的标准。

电线的规格在国际上常用的有三个标准:分别是美制(AWG)、英制(SWG)和我们的(CWG)。

美标的导体规格使用AWG表示,国标的导体规格使用平方毫米表示。

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  • 载流量跟导线横截面积成正比,对于AWG计算电流时还是需要使用对应横截面积(mm^2)

    网上看到铜导线的安全载流量一般为58A/mm^2,铝导线的安全载流量为35A/mm^2

  • 载流量根据材质不同而而不同

    常见的有银线、铜线、铝线,其最大载流量逐一下降,当然价格也是逐一下降,普遍都是用铜线。

  • 载流量跟导线温度成反比

    这主要是跟导线的保护套有关,温度过高会损毁护套,进而引发安全隐患。对于铜导线的安全电流量,一般来说散热条件好取5A/平方毫米,不好取3A/平方毫米。当然,也有很多线材是耐高温的护套规格,看你需不需要用到而已。

  • 载流量跟电能传送距离成反比

    在远距离送电时,电流通过导线产生热量,而且导线越长电阻越大,导线温度也会越高,最终的会损失一部分的电能,电流会相应。这个因素可能不太准确,也应该不需要考虑,只要不是翻山越岭铺电缆就可以忽略这段话。

有了这些知识,来计算一下我买到的线材的最大电流承载量。

24AWG电线对表查到对应截面积是

0.2047平方,每平方取5A来算,那么就有0.20475=1.0235A。我本来是想用它来接6A的12706制冷片的,绝望。另外的线载流量也可以这样算,12v电源开关电缆2.55=12.5A,插头电缆0.75*5=3.75A,这两条还算够用,因为这是踩坑后补仓的。

或许有人问,如果买了之后才发现导线太细了不够用,怎么办?

这里有个临时救场的方法,就是把几根导线并联,也就是把几根导线扭成一股绳,电压不变,通过的电流就是整捆导线的量了。

不过不推荐,因为要考虑散热问题,还有这种拼接型的导线肯定没有一体型的导线那么稳定,非关键部分可以看情况轻轻试一下。

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软胶管7.3内径 、

人字三通接口9.5mm直径、水冷头夹具 、水管卡扣**

水管的内径主要是根据口径小的那个水泵来买的,一个水泵7mm,一个水泵89mm,担心按照大的来买,可能以后小口径那边会出现套的不紧密而漏水的状况。

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还有一个因素是这种软管拉伸能力比较强,能挤开更大的口径,在比自身口径大这方面有一定的兼容性。

三通接口是在水冷系统设计时需要想的东西。在决定汉堡包型的方案后,我才考虑是用三通接口将水冷头的水路并联还是串联。其实我不太确定的,想象不太贵,也就买了。

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重要部件:电源12v33A **

根据最初的需求,我是需要买一个可充电的可移动的电源,还要大容量大电流的。关键是大容量,大电流,因为四块制冷片,24A,算上其他部件和安全预留空间,起码得30A的电源。

网上搜一下,一两百块钱的电源容量不知道能不能维持一个小时,晚上用的话刚睡着就没电了吧。想要好一点的,五百以上,没法看,只能老老实实买开关电源了。

开关电源主流有两种:电脑电源和纯开关电源。

1)电脑电源

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  • 电脑电源是指输出端有插头线,输出有多种匹配机箱所有接口的线,每条线输出对应的电压电流。

  • 电脑电源对这个作品有个好处,那就是它的输出接口线,能方便地连上风扇、小水泵这些部件,不用额外的装置和转换处理。

  • 不过的话有个很大的限制,那就是电源内部电路规定了每条线的最大电压和最大电流,即使整个电源400w,在某条输出线上,你最多也就用100w,其他线就算不用,载流量还是不会分过来。我的制冷片按理说是统一接线统一开关的,而且电压肯定一样,如果型号相同电流肯定都要一样高,那电源就没法满足我了。

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比如上图的参数,电路输出为四路,分别能用的最大功率是120w、300w、6w、10w,整机功率是400w。

解释一下电源参数,比如120w那一路不一定只有一条输出线,可能有多条,只是这几条线加起来总功率不能超过120w。对应它上面一栏是16A和20A,表示16A接口的那条分路电压是3.3V,最高电流16A,20A类似。然而这两条分路不可能电流都达到最大值,它们总共就分配了120w,那就看哪一条分路厉害点争多一点了。

如果明白了,那么就不难理解,如果买图中的电源,12V25A那一路输出刚好够我的所有制冷片,而风扇和水泵也是12V的,只能接另外一条0.5A的线,怎么够。

所以电脑电源最大的限制就是,整机电流功率那么高,它却无法全力支援你。

2)纯开关电源(一张图看出多纯)

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  • 整个电源的形象就是 一块砖头 + 一排电极,一点附属品都没有,清新脱俗而不乏优雅(摸着良心说话不腰疼)。也即是说,插头,自己买;3pin、4pin接口线,自己买。

  • 当然了,优点也很突出。它接一路输出能火力全开,接两路输出也能火力全开,整机功率想用多少就能用多少,没有任何限制。作为一个DIY爱好者,额外接线加小部件这种事应该是小菜一碟,很简单的。

所以,如果只有制冷片总电流只有十几A的话,可以考虑一下电脑电源,毕竟输出线很多种,其他部件接起来很方便,虽然比纯开关电源贵一点,但是比移动电源便宜多了。

更大电流的话,无论嫌不嫌麻烦,还是得买开关电源。

当然啦,如果觉得一千几百块钱就那么丁点儿事,无论多大的电流,可以考虑买移动电源镇场子。

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水冷系统:东远水泵、

SC600圆柱水泵、

漏斗套装**

对于两套水冷装置,是因为在逛贴吧是看到一大牛做的模式。他用两排水冷头夹住制冷片,一边时热端,一边是冷端,两边都是水冷,也就是把分别把热量和冷量通过水传送到想要的地方再输出,我借鉴了这种模式。

不过我后来的设计中,改型为两个热端冷头夹住一个冷端冷头的汉堡包型结构。

因为冷端冷头只有一个,同样时间制冷量也没有热端的发热量大,因此冷端的水泵可以随意点。

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热端就不同了,要求高很多。

  • 一个水泵需要为两个热端散热,水泵的流量要大点。

  • 热端还需要接水排,水排有一定的阻力,那么水泵的扬程也要相应大点。

  • 另外,热端的热量也是需要风扇在水排处吹走,总的发热量可能比风扇的散热量还高,就会导致水管里的水升温很快,或者蒸发很快,那么就需要水泵的水箱容量也大点。

所以,热端的水泵要求高很多,也贵很多,最后买了一个价格是冷端水泵的一倍。

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买了一套漏斗挺有必要的,因为水泵的口径不大,加水时没有漏斗很容易出现给水泵洗泡澡的狼狈局面。我是想买小个的,因为打算把它放在整个机器里面的某个角落,需要用打开外壳的某个地方取出来,这样就不会弄丢漏斗了。可惜网上的漏斗都很大,小的只看到组合套装才有卖。

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重要部件:导热硅脂MX4**

使用半导体制冷片,基本都要用上导热硅脂。

为什么呢?

因为制冷片的发热大,所以必须散热系统。而散热系统,肯定是有紧贴制冷片的金属面用于导热,类似CPU。而两个平面肉眼看上去即使贴合在一起没有缝隙了,但是实际上两个平面不可能做到绝对平滑,显微镜下看还是凹凸不平的,于是平面之间就有了大大小小的缝隙。缝隙之间填充着空气,水冷头那里说了,空气的导热系数是0.031,低的离谱,接触面金属

再好的

的导热性能也会被这个瓶颈卡死。

为了解决这个问题,我们需要用一种导热性比空气好的介质填充这些空隙,那么就很自然就需要用到导热硅脂了。

导热硅脂的导热系数一般都是个位数,虽然看上去很小,但却远高于空气。

需要注意的是,导热硅脂的导热性远远差于金属的性能,它存在的意义仅仅在于填补接触面与制冷片表面处看不到的微小空隙,

取代空隙中的空气来传递热量,降低此处的导热瓶颈。因此,填涂的硅脂层不能太厚,否则反而会降低导热性能。

在牌子选择方面,含银或者含钻石(其实是金刚石)的性能比较好,也比较贵,可以选择土豪党的液态金属,性能或许能好一点。可以参考下面一张对比图:

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记住了没?记住的话,现在把它通通忘掉,这么不正经的测试别当真。

正经点,说说选材考虑的几个要点。

  • 价格

    硅脂按克来出售的,通常包装为针管形式。普遍使用的5g三四十块钱,液金(液态金属,不是液态金子)或其他高端硅脂,价格能翻几倍。另外,也有十块钱一大盒的吃土党专用硅脂。

  • 操作性

    有些比较粘稠,有些相对油性一点,新手建议使用比较顺滑的,涂起来没那么打击信心。电商上的套装一般都会有刷子、手指套这些涂抹工具,不必太担心买错了就没办法涂。如果是真的很怂,有个保底的选择,买导热垫片吧,操作性最好,价格便宜,就性能方面很垃圾。

  • 导热性

    主流使用的正规硅脂导热系数在5左右,高端硅脂的导热能突破10,液态金属能更高。

  • 导电性

    液金会有导电性,大部分主流的导热硅脂都是绝缘性的,买的时候要注意一下用在制冷片那里导电会发生什么事,这主要是安全性方面的一点考虑。

下面举一把栗子:

  • 伸手人士专用

    从上图中寻找灵感吧!翻翻家里所有的液体或胶体,牙膏、润滑剂、番茄酱、口香糖、肥皂等等,不容易漏就能用,

    有总好过没有

    。推荐一波牙膏大帝,被发烧友玩出了一片天,排行榜都有了。

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  • 吃土党

    资金短缺,有两种选择,导热垫片或者盒装,不知道有没有桶装。

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  • 吃瓜群众

    MX4、信越、超频三、酷冷至尊黄金硅脂(有人说它坑),价钱差不多。MX4相对于油性一点,也就是手感顺滑一点,跟它相反的是信越7783,可以把它当做微型水泥。其他的没什么特别突出的地方,差别就一点,自行对比。

    我也是其中一枚吃瓜群众,买了MX4。别问我哪个效果用起来更好,我就只买过一次,只买过一支导热硅脂。

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  • 贵妇

    icd7、暴力熊、酷冷至尊钻石导热膏NANO。icd7导热系数只有4.5,不知道为何那么贵,推荐后两种,导热大于11。

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  • 铁头娃

    倔强的你如果看不起上面的,那就只剩下液态金属了。

    液态金属含金量远高于传统硅脂,理论上导热性肯定高于所有传统硅脂,不过据说液金贴片效果不咋地。

    我的认知中,导热硅脂的导热系数是不可能出现三位数的,网上某些液态金属标榜导热系数 >128 的,没列出具体含有什么金属,我在此不作评论,自行斟酌,希望有行家提点一二

    所以在此不做任何推荐,只提出几点必须注意的问题。

    1)

    液金会导电

    。液态金属因为含金量高,而绝大部分金属都会导电,那么就需要使用者做好相关的安全防范,以免因部件导电而引起的不必要的伤亡事故。

    2)禁用铝底座散热器。液金会腐蚀铝底座,换一次导热层就得同时也换一个散热器。除非表面有阳极氧化加工,不过不清楚耐久性如何。

    3)芯片周围需要先填涂传统硅脂或绝缘防护漆。如果液金漏出接触周围的金属零件,插上电源后,燃烧吧,青春。

    4)最好戴一次性手套,并且涂完后洗手。涂抹建议用牙签,不浪费,不粘手,无残留。

    5)液金有一定的金属会残留在接触面上,有些甚至会跟两边的金属结合在一起拆不开了。所以只要液金不怎么挥发,一般填上了就不会再换导热层。


总结

如果需要继续制作,即便用一天时间理解上文内容也比自己重头再来好很多,这可是凝结了我将近两个月的心血,有很多经验,也有很多坑,细读有利无害,我写这篇文章前前后后也有差不多一个月。

当然,会有些地方写的不全,毕竟篇幅有限,涉及的知识有很多,无法一一叙述,看到不理解的可以在深入研究。

最后把所有网购、实体店、退换货的费用加起来,总价是

1175

元!这个价格,都可以买一台完整的移动空调了,略感心疼。

不过还是很兴奋,终于可以开始实操了,具体看下一篇,设计篇,如果还有兴趣。。。。。。


摘自本人微信公众号《游梦录》

来源于:制作半导体空调——从入门到放弃(选材篇)

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