Экономный мини-вентилятор

Предлагаемая к вашему вниманию поделка преобразует тепловую энергию в кинетическую, а именно, термоэлектрический генератор (ТЭГ) из-за разницы температур приложенных к нему создает электричество, которое подается на мини-моторчик с лопастями. Моторчик крутится и  создает еще большую разницу температур, следовательно, сила тока увеличивается и т.д.

Мозгоподелка чувствительна к теплу, поэтому для создания разницы температур могут быть использованы различные источники тепла, от горячей воды и до процессора компьютера. Кстати, идея самой поделки и родилась когда мне сказали, что такое охлаждение процессора не возможно, но как видите, я это сделал. Штатный кулер компьютера этот эко-вентилятор не заменит, но все равно поможет сэкономить немного электроэнергии.

Технические характеристики мини-вентилятора:

• размер базы: 56x64x40мм
• размер устройства питания: 56x56x40мм (в том числе с вентилятором)
• общий размер: 64x64x79мм
• вес базы: 27г
• вес устройства питания: 85 г
• вес 3D модуля: 2,7 г
• общий вес: 114.7г

Шаг 1: Материалы и инструменты

• моторчик: Hubsan Х4 20x8мм (20x70 также подойдет)
• пропеллер: Hubsan Х4
• ТЭГ: 40x40x4мм
• радиатор: 43x43x16.5мм
• алюминиевая пластина: 56x56x3мм
• алюминиевая пластина: 75x65x3мм
• 3 болта: M4x40мм
• 2 болта: M3x15мм
• провода: 0.5x150мм
• термоусадочная трубка: 30 мм (опционально)
• термопаста ( для лучшей теплопередачи, настоятельно рекомендую)
• ножовка
• напильник
• плоскогубцы
• отвертка
• сверла: 2,5 мм, 3,3 мм, 4 мм и 7 или 8 мм в зависимости от двигателя
• метчики: M3, M4 (опция для лучшей устойчивости)
• паяльник (по желанию)
• наждачная бумага различной зернистости
• 3D-принтер с ниткой T-glase (по желанию)

Шаг 2: Подготовка деталей

По центру радиатора отломайте несколько шипов и просверлите установочное отверстие под моторчик, не насквозь, если используете моторчик диаметром 8мм, следовательно, и отверстие 8мм. Далее зажмите в тисках болты на расстоянии стороны радиатора и намотайте на них петлю из проволоки, которая будет использоваться как крепление вентилятора к пластине основания.

Следуя приложенной схеме из алюминия вырежьте треугольную пластину, обработайте напильником края и углы. Так же по размерам схемы разметьте и просверлите три сквозных отверстия М4 в этой треугольной мозгодетали.

Из алюминия вырежьте еще одну пластину, но на сей раз квадратную 56x56мм, на ней будет установлен ТЭГ и радиатор. Поэтому приложите к ней треугольную пластину и перенесите центры трех отверстий. Эти отверстия высверлите не до конца, и нарежьте в ней метчиком резьбу под болты. Так же в этой квадратной пластине высверлите два отверстия под болты крепления радиатора и нарежьте в них резьбу.

Полученные две пластины доработайте: напильником сделайте фаски на всех сторонах и зачистите, отшлифуйте наждачной бумагой.

Шаг 3: Печать 3D детали (по желанию)

Если вы счастливый мозгообладатель 3D принтера, то можно распечатать одну дополнительную деталь. Вот мои настройки для принтера Wanhao Duplicator 4:

• Layer height: 0.37мм (single outline corkscrew method (vase mode)
• Shells: 1
• Infill: 0
• Top and bottom layers: 0
• Extrusion multiplier: 1.15
• Extrustion width: 0.5мм
• Speed: 600мм/мин(10мм/с)
• Temp extruder: 235C
• Temp bed: 80C

Шаг 4: Сборка

Нанесите термопасту на обе стороны ТЭГ и поместите его на квадратную пластину, не закрывая при этом отверстия в ней, в отверстия ввинтите болты. Далее на Тэг поместите радиатор, закрепите его уже подготовленной проволочной петлей, а затем укрепите в радиаторе мозгомоторчик с пропеллером. Используя термоусадочную трубку, провода и паяльник соберите электроцепь моторчик – ТЭГ.

В треугольную пластину вставьте три длинных болта, между них вставьте распечатанную деталь, если вы ее сделали, и прикрепите к пластине с радиатором. Напечатанная деталь не обязательна, но с ней моторчик крутится лучше, так как она защищает пламя свечки от задувания и сохраняет от теплопотерь.

Поделка готова, но еще не все!

Шаг 5: Установка совместно с кулером

Самоделку можно установить поверх стандартного конвенционального кулера в компьютер, при этом она не требует подведения питания, датчика температуры, датчика вращения и т.д.. то есть является автономной и саморегулируемой. Установка без кулера, непосредственно на процессор, возможна, НО ее мощности может не хватить для охлаждения современного процессора! Хотя для подтверждения концепции всей мозгоподелки ее  достаточно.

Предлагаемый эко-вентилятор был протестирован на процессоре AMD Athlon 64 3800+, 2400MHz, 89 Вт. В нормальном режиме компьютер работал стабильно, я еще протестировал его в стрессовом режиме и без штатного кулера. И вывод всех экспериментов: мозгоподелка помогает охлаждать процессор!

• Нормальный режим [стандартные кулер и радиатор]: 30C
• Нормальный режим [ТЭГ + радиатор]: 37C
• Нормальный режим [ТЭГ без радиатора]: 60C
• 100% нагрузки [стандартные кулер и радиатор]: 49C
• 100% нагрузки [ТЭГ + радиатор]: 75C
• 100% нагрузки [ТЭГ без радиатора]: остановил при 95 ° C, чтобы не повредить его процессор.

Следует заметить, что я не прижимал свою самоделку к процессору, а это очень важный момент. Так же мой эко-вентилятор по габаритам меньше стандартного вентилятора и если взять более мощный ТЭГ и радиатор, возможно результаты превзойдут его. Впрочем, для окончательных выводов нужны эксперименты, но не за мой счет :) . И еще, так как стандартная температура работы процессора 69 градусов, то я не рекомендую устанавливать окончательно эту сборку на компьютер.

Чтобы доказать, что поделка легко оптимизируется я на пластину с радиатором эко-вентилятора добавил несколько маленьких радиаторов и параметры эксперимента изменились:

• Нормальный режим [ТЭГ + экстра радиатор]: 37C
• 100% нагрузки [ТЭГ без экстра радиатора]: 71C

Удачных вам экспериментов!

( Специально для МозгоЧинов #Portable-Airflow-Companion