机箱内部智能控制散热法

硬件周刊

目前,主流电脑配件的发热量越来越大,电脑机箱中的温度也水涨船高,简直就快变成电烤箱了。于是加大散热风扇的转速,增加散热风扇的排风量,在各种高发热芯片上增加巨型散热片。各个部件散发出的热量都聚集在机箱中,于是机箱前面的吸气风扇、后面的排气风扇便应运而生了。可是,这种散热方法虽然效果比较显著,不过它却存在着两个显著的缺陷。第一,必须购买带有安放这种风扇的新型机箱,才能安装这两种风扇,无形中增加了成本。第二,只注意了散热效果而忽视了因开放机箱而使灰尘、潮气也随之进入机箱的后果。灰尘堆积在电源、主板、显卡等配件上,久而久之便会产生各种故障隐患。第三,在酷暑高温的条件下,得将所有的散热风扇全部开启,这点毫无疑问。但当严冬到来时,环境温度急剧下降,此时的电脑并不需要其他辅助散热设备的帮助,只需电源自身的风扇,就可以很好地完成散热任务。我们完全可以关闭那些既消耗电能、又产生噪音的吸气、排气风扇。每次自己手动去关当然不能体现DIY一族的能力了。下面给大家介绍一个机箱智能散热法。散热原理如(图1)所示。

图1
图1

由于进风口位于前面板的底部朝下的地方,桌面上的灰尘很容易被吸入机箱内。为了尽量减少灰尘的进入,我找来一片液压机滤油器所使用的铜网,再用强力胶把铜网粘在进风口处。此种铜网是使用极细的铜丝编制的,各个小孔的孔径相当统一,这样即保证了通风,又起到了防止灰尘进入的作用,效果很好!如果找不到的话,用一般的钢网也可以代替,但效果可能会打点折扣。
接下来到电脑市场买来两只风扇,一只与电源风扇的规格相同,另一只是体积较大一些的机箱专用排气风扇。首先将电源盒取下来并打开外壳,在电源盒的底部朝向CPU一侧,与排气风扇位置相同的地方开孔,安装那只规格相同的风扇。接着用电烙铁将风扇电源回路中串联的那只阻值为47Ω、功率为0.5W的电阻焊去不用。这只电阻的主要作用是当风扇因故转速降低或停转,供电电流跟着加大时,起到限制电流过大、防止过载后烧毁风扇线圈的作用。但它的存在同时也影响了风扇的转速,用一只规格为0.25A的保险管,两面焊上导线并焊在原来电阻的位置上即可以替代它。不用担心一旦保险管熔断、风扇停转会烧毁电源,因为一般质量较好的电源,都带有风扇停转保护电路。在这之前可以通过快速插拔风扇供电插头来判断是否具有保护功能(因电源直接与市电相接,一定要注意安全,且电源输出不能空载)。如果不具备风扇停转保护功能的话,就跳过此步骤。
在机箱的顶部正中央的位置,比照机箱排气风扇的扇叶直径,开一个直径略小于扇叶直径的圆孔。用圆规画出整个圆,再用电钻沿着画线内部不需要的部分,一个一个慢慢地打好排气孔,最后用小钢锉一点点将孔逐一锉通,并将边角修整平滑整齐,再钻好用于固定风扇的四只螺丝孔。找一块厚度在0.8mm~1mm左右,颜色最好与机箱顶盖颜色相同或相近的塑料板(这样就省去了刷漆、配色的步骤)。照(图2)所示,结合自身条件、原料和动手能力,制作出顶部的两个半圆形活动门,要保证它们能够被顶置风扇吹出的风力推开,而当风扇停止转动后它又会靠自身的重力来关闭,同时也要兼顾整体的美观效果。
图2
图2

为了能实现智能监视机箱温度,以便决定是否开启辅助散热系统,我们还需要一套电子装置,该装置的电路原理如(图3)所示。它采用热敏电阻作为温度传感器,由NE555时基集成电路作为控制元件。不但具有动作安全可靠的特点,而且结构简单、制作容易,特别适宜普通DIYer自己动手制作。
图3
图3

工作原理是这样的:时基集成电路NE555被接成典型的单稳态电路,暂态时间设定为10秒钟左右(由电阻R2与电容C1的数值来决定),当我们第一次开启电脑时,这个控制装置也开始工作。假设此时机箱内的温度,低于我们所调定的设定值(35℃左右)时,则IC1时基电路处于稳态状态。如果机箱内的温度高于设定值,由于正温度系数热敏电阻的阻值,随着温度的上升而加大,则Rt+RP>2R1的阻值,则IC1被设置为暂态,此时将接通风扇电机的电源,辅助散热系统开始工作,经过大约10秒钟后,假如机箱内温度还没有降低到设定值,电路将不能复位,辅助散热系统将一直维持工作,直到机箱温度降低到设定值以后,热敏电阻的阻值减小,当Rt+RP<2R1,IC1暂态结束,辅助散热系统停止工作,电路恢复稳态状态。该电路暂态时间定得比较小,只有10秒钟左右,主要是为了提高电路的温控精度。
图中的IC1可以选用NE555、SL555、μA555等时电路,非常好找而且售价极低。热敏电阻Rt必须选择正温度系数的,其外形呈小圆片深红色阻值为470Ω。电容C1要求质量要好、漏电流要小,否则将导致暂态时间不准。RP选用WSW型有机实芯微调电位器,继电器K用任何直流工作电压为6V的小型或超小型继电器,其他电子元件没有特殊要求,参数按图中的标注选配即可。
调试也十分简单,首先用一台稳压电源给该装置通电,将稳压电源的输出电压调整为12V,取一个温度计将它的感温头与热敏电阻放在一起,用一个电吹风机对着它们吹一阵热风,然后查看一下温度计,当温度上升到35℃时,立即调整微调电阻RP,使继电器K吸合,停止吹风后大约10秒钟左右,继电器释放,调整即告结束。
经过上述几个步骤,智能机箱散热系统便可以投入使用了。当自己动手解决了一个实质性问题后,其中的乐趣,只有DIYer最清楚了。