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至少降5度!一步一步教你打造38度机箱

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至少降5度!一步一步教你打造38度机箱 第 1 页:基础篇 - 诉说 38 度的“芯”事 引言: 目前 38 度机箱已经成为机箱领域的一个热点,如何发挥DIY的聪明才智,将老款机箱改 造成为 38 度机箱,本文将为大家提供一些思路。 正文: 38 度机箱这个规范一出台,就引起了多方的关注。对于 DIYer 而言,如何将老款机箱, DIY 成在散热效能上符合甚至超越 38 度机箱规范的产品,才是最关心的。这里,我们将和 大家一起,就 DIY 38 度机箱,逐步做一个分析。 ● 38 度机箱,诉说 38 度的“芯”事。 ...
至少降5度!一步一步教你打造38度机箱
第 1 页:基础篇 - 诉说 38 度的“芯”事 引言: 目前 38 度机箱已经成为机箱领域的一个热点,如何发挥DIY的聪明才智,将老款机箱改 造成为 38 度机箱,本文将为大家提供一些思路。 正文: 38 度机箱这个一出台,就引起了多方的关注。对于 DIYer 而言,如何将老款机箱, DIY 成在散热效能上符合甚至超越 38 度机箱规范的产品,才是最关心的。这里,我们将和 大家一起,就 DIY 38 度机箱,逐步做一个分析。 ● 38 度机箱,诉说 38 度的“芯”事。 所谓 38 度机箱,是区分机箱的一个术语。当机箱盖好以后,取处理器散热器上方 2cm 处的四点温度的平均值,在CPU满符合情况下,如果测量数值等于或小于 38 度,那么这款机 箱就是 38 度机箱。我们平常DIY市场见到的机箱的这个温度在 42 度以上,一般称为 42 度机 箱。 38 度机箱,就是从这个温度来定义的,只要满足小于等于 38 度这个概念。而一些朋友 归纳的符合Intel TAC1.1 规范的才是 38 度机箱,才是 38 度机箱,这便是混淆了概念。我 们把和 38 度机箱密切相关的TAC1.1 规范进行一个详细的分析。 Intel 的 TAC1.1(Thermally Advantaged Chassis)规范,是一个更严格的认证规范,除 了包括了温度的范畴,也包括了其他诸多方面的严格规范。其中包括: 1、温度方面 TAC1.1 规范对机箱内温度进行了严格的定义。在 TAC1.1 规范中, 在室温 35 摄氏度下, 系统采用如下配件: 处理器:Intel Pentium 4 processor operating at 3.2 GHz 芯片组:Boxed Intel? Desktop Board D865GLC 内存:2 Infineon* 256 MB PC3200 DDR400 memory modules 显卡:Nvidia* Geforce* 4 8X AGP Video Graphics Card 硬盘:Seagate* 7200RPM SATA-100 Hard Disk Drive 软驱:Teac* 3.5" Floppy Disk Drive 光驱:Hewlett Packard* CD-R/RW/DVD Disk Drive PCI设备:2 PCI Resistive Load Cards 采用如上设备的最典型配置的 PC 系统,在处理器满负荷时,处理器散热器上方 2cm 处 的四点温度的平均值不超过 38 度。可见符合 Intel TAC1.1 规范的机箱,一定是 38 度机箱; 而 38 度机箱,不一定符合 TAC1.1 规范。对于 DIYer 而言,可以参考 TAC1.1 规范中列出的 设备,来评估自己 DIY 以后的机箱的散热能力。 第 2 页:基础篇 - 从结构上分析什么是 38 度机箱 2、结构方面 为了达到 TAC1.1 规范中的 38 度的要求,Intel 也了结构设计规范,这就是 CAG (Chassis Air Guide)。CAG 设计规范到目前经历 CAG1.0 和 CAG1.1 两个阶段。我们来看 CAG1.1 和 CAG1.0 设计规范的区别。 从结构的角度,我们来看,Intel 为我们提供了新的思路: ● 机箱的侧面板开两个孔,一个位于 PCI 设备位置,一个位于 CPU 散热器的上方。这样可 以将机箱外的冷空气,直接导入 CPU 散热器。从而避免了机箱内热空气导致的 CPU 温度的进 一步升高。 ● 机箱后面板采用一个大的通风孔,一般的机箱都会在这个位置采用一个到两个 80mm 散热孔。 ● 前面板的进风口,这个在以前的 42 度机箱的设计上已经普遍采用,我们只要注意保 持这个进风口畅通即可。 CAG 设计规范中一个重要的部分,就是 CPU 导流结构的设计。 传统的机箱,只有一个气流通道,即,气流从机箱前面板进风口进入,经过 CPU 散热片, PCI 设备,AGP 显卡,北桥散热片等热源,冷空气被加热,最后经过电源风扇和机箱后面板 预留的通风口,排出机箱。从这个过程,我们可以看出,流经 CPU 散热片的空气,已经是被 加热的空气。随着 3G 以上高频的处理器推出以后,为了抑止高功耗带来的高热量,必须改 善机箱的散热环境。在不改变系统架构的前提下(以后会过渡到 BTX 结构),只有增加风扇 数量和优化气流通道。增加风扇数量会带来功耗和噪音的增加,只有单独为 CPU 开辟一个气 流通道才是最合理的。 我们知道,当室温是 35 度时,CPU 表面的温度应该控制在 72 度以内(Intel 称为 T-case 温度),普通的机箱,这个温度为 40-45 度,一般为 42 度,这便是我们称之为 42 度机箱。 通过试验得知,根据 CPU 风扇的散热能力,机箱内的 CPU 附近的升温(Intel 称为 T-rise) 必须控制在 3 度以内。这样机箱内的温度就是环境温度加上 T-rise 的 3 度就是我们谈到的 38 度(Intel 称为 T-ambient)。 综上所述,为 CPU 单独开辟一个气流通道,这样,使机箱外的 35 度空气,直接进入 CPU 散热器附近。加上机箱内的升温,即 T-rise 的 3 度,使得 CPU 散热器最终得到的温度正好 为 38 度。 第 3 页:基础篇 - 导风管结构和电磁泄露问题 如上图,在机箱侧面板与 CPU 正对的位置加一个导风管,便可以直接将冷气流引导入 CPU 散热器,这样便单独为 CPU 开辟一个散热通道。 机箱导风管的原理很简单,就是一个中空管道,连接外部空气和 CPU 散热器的上方位置。没 有风扇,采用被动散热方案。这样,当 CPU 散热器风扇转动,在机箱内形成一个相对于外部 系统的低压环境,这样在大气压的作用下,机箱外的冷空气经导风管流入机箱内部的 CPU 散热器附近。然后通过机箱内电源风扇和机箱后部风扇的往外拍空气,形成对流,从而确保 机箱内的恒温。 图为导风管结构 固定结构负责将整个导流结构固定在机箱侧壁,伸缩性导流结构,可以对应不同的主板 的 CPU 插槽位置,这样可以灵活的通过这个可伸缩机构,是机箱外的冷空气,正好到达 CPU 散热器上方。风罩,可以让冷气流更好的包围在 CPU 散热片周围,充分冷却 CPU 散热片周围 的温度。 通过这个简单的导流结构,直接将机箱外面的冷空气,导入 CPU 散热片,可以有效的控制 CPU 的温度。 3、电磁认证方面。 一个不合乎电磁认证规范,不能保证我们健康的机箱,无论其他的设计多么出色,都是 没有意义的。所以符合电磁认证,是任何机箱都必须遵循的规范。TAC1.1 规范自然也包括 这个方面。机箱折边工艺规范 TAC1.1 规范中箱体的结合处采用了折边工艺,从图图中我们可以看到,机箱内的 RFI (射频辐射干扰)和 EMI(电磁辐射干扰)在经过折边结构以后,已经严重衰减,达到了安 全限度以内的程度。 对于机箱侧盖,虽然 TAC1.1 规范没有提到,但依旧沿用了以前机箱的防 EMI 弹片设计。 同样可以很好的防止 EMI 和 RFI。 TAC1.1 对开孔工艺也做了严格的规范。 从上图我看可以看出,采用 TAC1.1 开孔规范后,机箱内的 RFI 以及 EMI 经过后,已经 衰减到安全的限度了。结合38度机箱的概念,我们分析更加严格的TAC1.1规范。对于DIYer, 了解 TAC1.1 规范,可以明确 DIY 的思路,科学的指导我们 DIY 的方向。 第 4 页:准备篇 - 使用的各种工具 工欲善其事,必先利其器。简单好用的工具,是我们进行 DIY 的首要前提。 1、首先是钻孔和挖孔工具手电钻。 如果有条件可以选择台钻,固定更加方便。使用手电钻要注意开孔时用力要均匀,而且 要保持手电钻在工作过程中始终和钢板垂直。否则用以使钢板变形甚至损坏手电钻。 当开孔直径较大时,我们可以选择上图中左侧的圆穴锯(俗称挖钻,开孔器),可以给 10mm 厚的钢板开孔。一般可以选择 6cm 到 12 厘米直径的开孔器,直径大的价格会相应的贵 一些。在工作时候,开孔器中间的钻头线钻透钢板,起到一个圆心定位的左右。可以保持不 错的精度。右图是自由锥,我们要选择铁工类型,在最大半径内可以自由调节孔径范围,比 较灵活。一般来说,没有开孔器好把握。 给机箱钢板钻孔时,有不同直径的两种钻孔可以选择,白色的钢质的比较结实,黑色的 是合金钻头,硬度很高,钻孔速度很快,但是比较脆,使用时要注意手电钻和钢板的垂直且 用力均匀,同时要注意操作安全。开口工具如下图。 2、直线切割类工具曲线锯。 曲线锯的一般切割钢材最大切断能力为 10mm(90 度垂直),切割方形孔,切割轨迹很 好控制,非常实用。此外,采用角向切割。 利用角向磨光机也可以对钢板进行切割,但要切割轨迹不好把握。需要预先在废旧钢板 上多切割,使用熟练后再实际进行切割。(注意:使用电动工具切割,有危险,要严格遵循 电动工具的使用规范。不熟练者,建议找金属加工部门代工)此外需要准备的就是一些钢锉、 砂纸、直尺、美纹纸等。准备好工具以后,我们便可以进行开始 DIY 了。 第 5 页:实战篇 - 打造 38 度的“芯”情 参考了 TAC1.1 中的设计思路,准备了工具以后,我们便开始 DIY 了。首先我们先给机 箱和 CPU 对应的位置开孔。 1、开孔之前,我们先要选择与开孔大小相对应的金属网罩。 如上图,我们为 CPU 导流管选择了 80mm 的金属罩,为 AGP 与 PCI 设备选择了 120mm 的 金属罩(图中有 80mm 风扇和 120mm 风扇做参考)。这里,我们选择的风扇罩,开孔完全达 到电磁屏蔽的要求。 2、然后我们测量与 CPU 散热器正对的机箱侧板的位置,同时确定与 AGP 显卡以及 PCI 设备对应的位置。确定这两个位置以后,我们为机箱粘贴美纹纸,方便画线标注尺寸同时起 到保护机箱测板表面的效果,防止在切割钻孔过程中滑伤面板漆面。 3、开孔 120mm 的方孔,建议选择曲线锯。开 80cmm 圆孔,直接使用 80mm 的圆穴锯加手 电钻即可。开孔时,机箱侧板下面最好用平整的泡沫支撑,防止侧板变形的同时又不影响开 孔。这里不建议使用木板支撑。 4、开孔完毕以后,我们便设计空气导流管。依据在前面文章分析的 TAC1.1 规范中的 CAG 设计规范,导流管的设计分为三个部分:固定结构、可伸缩性结构和风罩。固定结构, 我们选择一个闲置的 80mm 风扇。将其扇叶和电机去掉,只剩一个支撑框。伸缩性结构,可 以选择 80mm 的类似抽油烟机使用的可折叠式排气管,这样还可以省略风罩。这里,我们选 择了一个塑料杯如下图。 塑料杯开口较大,正好可以省略风罩这结构。但是由于无法找到合适的伸缩管,我们便 将其省略。这里需要注意的是,要根据机箱的实际宽度比如 20cm,然后减去 CPU 散热器的 高度,一般在 8cm。同时导风管和 CPU 散热器要保持 1.2-2.0cm 的距离,这里我们取 2cm。 这样,我们导风管的长度为 20-8-2=10cm。所以,我们将塑料杯从口量 10cm,用手锯切去 余下的部分即可。 然后用胶水,在风扇框和小杯子做的管道间加粘合塑料用的胶水即可。这里简单选择 了 AB 胶,实际有很多专用胶水可以选择,根据方便适当选取即可,最后固定将风扇框固定 在我们做的 80mm 孔上即可。这样,我们便完成了导风管的设计。 5、CPU 导流结构的新思路。 对于后面有两个散热风扇位置的机箱而言,我们可以使用其中一个风扇位置,搭配一个 弯管形风扇罩,便可以为 CPU 做一个单独的气流通道。 对于机箱后面只有一个风扇位置的结构而言,也可以采用这样的。将机箱后面的风 扇位置给 CPU 散热器做了气流通道以后,我们便需要单独做一个气流通道。如上图,在机箱 的顶部开了一个 120mm 的方形窗口,同时安装了金属屏蔽网罩防止泄漏电磁辐射,这样也保 证了热气流顺畅的上升并排出机箱。实际使用过程中散热效果比较理性。 6、通过添加烟雾来观察气流。 我们没有专业实验室可以做实验来观测机箱内部气流的走向,但是我们可以借助简单的方法 来简单模拟类似风洞试验的效果:在空箱时,我们给机箱进风口添加少量的烟雾,将机箱侧 盖关闭,通过我们开的 CPU 位置的 80mm 孔进行观测。按照系统气流通路,辅助以风扇推 动气流流动。1 分钟后,便可以看到烟雾的通路。流动不畅的地方,烟雾浓度会高,颜色比 较重一些,我们再对该区域进行改进即可。利用这样简单的方法,我们便可以观测机箱内气 流的通路。但要注意机箱内使用烟雾的时间不宜过长,同时要注意用火安全。这只是一个简 单的思路,大家可以开动脑筋,想出更简单直接的方法来,这里权做是抛砖引玉。 第 6 页:实战篇 - 要个性,也要健康 在我们 DIY 全过程中,提高机箱散热效能的同时,不可忽略的一个问题就是不能降低机 箱的电磁屏蔽能力。如果开口不合乎规范,包括一些侧板透明的设计。机箱内高频工作的板 卡的电磁辐射就会泄漏。人体内水分子,受到电磁辐射后,会发生剧烈的热运动,引起体温 升高,影响器官的正常工作。 同时人体内的微弱电磁场的平衡状态就会受到破坏。当电磁 辐射对人体的伤害累积到一定的程度,就会导致免疫力的下降,并引起病变。 我们可以采用简单的方法,来大概判断改装后的机箱的电磁屏蔽能力:取一个中短波收 音机(内部有磁棒天线),在我们要测量的机箱开孔位置附近移动,逐渐调整收音机的方位。 当收音机中的干扰噪声最强时,就是辐射干扰源的位置。当干扰噪声越大,说明干扰强度越 强。如果多次移动收音机测量仍然听不到噪声,说明收音机没有调谐到可以听到辐射干扰的 频率上,重新调整收音机的接收频率。 这样便可以比较多种不同孔距的金属屏蔽网的屏蔽效果,选择噪音最小的屏蔽网即可。一般 屏蔽良好的机箱,在机箱的结合处和 PCI 设备扩展孔位上,都设计了接触良好的弹片。这样 机箱形成一层对电磁辐射有衰减作用的屏蔽层。通过在机箱的结合处安装弹片,使至少每 5 厘米有一个接触点,这样就构成了一个法拉第屏蔽罩。可以有效的防止机箱内电磁辐射的外 泄。同时要注意机箱接地。 展示个性的同时,也不忽略健康因素,倡导理性 DIY,也是 DIY 的一个境界。 ● :蓦然回首,DIY一路风光旖旎。 从 38 度机箱的概念开始,我们更进一步的分析了 TAC1.1 规范。明晰了两个容易混淆的 概念的同时,根据 TAC1.1 规范中科学的思路,制定了 DIY 改造的方案。既增强了机箱的散 热能力,又不破坏机箱的电磁屏蔽能力。围绕着 DIY 38 度机箱,我们从明确概念,设计方 案,到选择工具,改造实战。成功了,我们满心满眼的喜欢;失败了,我们潜心总结,回首 再战。满意也罢,失意也罢,这一路走来,却也风光旖旎。
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