强力高效的树莓派水冷散热器

MAKER:OliverM18／译：趣无尽 Cherry（转载请注明出处）

众所周知，树莓派的 CPU 温度过高会触发降频运行机制，影响树莓派的运算性能。
本期给大家带来一个水冷的散热器的项目，纯手工打造（外形简单粗暴），能确保树莓派流畅运行「我的世界」。
如果你也爱折腾，不如来试试这个项目吧！

它是一个水冷回路，没有其他活动的部件，散热器通过离子风扇来冷却降温。

材料清单

树莓派 3B × 1
0.7 mm 的铜或铝板 × 若干
4 mm 黄铜或铝管 × 若干
6 mm 黄铜或铝管 × 若干
3D 打印材料 × 若干
22 号铜线 × 若干
高压交流变压器 × 1
5V 墙上适配器 × 1
5V 墙上适配器 × 1
主板机箱适配器 × 4
粘合剂 × 1
导热膏 × 1
带焊锡的烙铁 × 1

制作小贴士

1、材料的选择。

该项目是将 CPU 和其他集成电路芯片的热量传到到液体部分，然后再高效地交换到空气中。所以要选择导热的材料，我选择了铜片，它具有和银相当的良好的导热性，当然你也可以选择用铝片来代替。我设计制作散热器模块的模型，我选用 0.7mm 的铜片进行搭建，4mm 的铜管焊接各个结点。使用铝片制作散热器成本会更低。你可以考虑一下。

2、结点的连接方式。

由于铜片之间的焊接容易出现熔化的现象，我选择了具有快干功能的环氧树脂、合成金属和 CA 胶来粘合结点。但经过几周的观察后发现，铜片开始腐蚀，胶水也开始脱落。也许是干燥的胶水与材料中的某种物质发生了反应，当胶开始脱落之后，水就开始泄漏出来。最后，我使用有机硅胶进行重新组装（大家可以避坑啦！）。

3、选用 3.6V-6V 的变压器即可。输出电压约为 40 万伏，因此在使用时要小心并且在操作时不要离的太近。此外，在操作后还要进一步做处理，使用螺丝刀等工具使输出电线短路，让变压器放电。

搭建散热器模型

1、此散热器是基于树莓派 3B 搭建的，可以兼容树莓派 B+。两者只是在凸起的金属 CPU 外壳上有所不同。
模型的设计模板，模型和附件的尺寸等信息，请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/210
如果你想用树莓派 4，就必须自己重新设计系统，但这并不难，你可以自己试一下。

2、打印出模板后，将其粘在铝板上，使用工具照着模板的样子将铝皮剪下来。需要折叠的地方使用钳子进行处理，完成后将纸质的模板剔除即可。

3、如图所示，在散热器块内部，我固定了几块向上倾斜的金属片。其原理是当冷水进入到侧面时，金属架中的水能够冷却 CPU，然后上升并通过顶部管道排出。我并不知道该理论是否真的有效，我可能需要一台热影像仪来查看一下该理论是否与实际情况一致。

4、散热块区域。波浪形的造型可以扩大散热的表面积。需要注意的是，要小心的折叠，铝块很容易被折断。完成所有的弯折处理后，使用硅胶在内部密封所有间隙。

5、用八块铝块制作一个网格。如图所示，内部的铝条使用互锁手法和硅胶将它们连接在一起。

3D 打印支架

3D 打印一个树莓派支架和散热器支架。打印所需的 STL 请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/210
打印好后，组装所有的组件。我也提供了一版需要弯曲处理的模板，其实不需要特别注意那些切割和弯曲，只供参考。

建议支架不需要上色。在项目中，我将支架涂成银色，结果因为喷漆中包含金属粉末，产生了一定的导电性。如果是用作高压电子设备的支架，就废掉了。

所以我另外打印了一个用于离子风扇铜针的支架，该支架虽然是银色印刷的，但不导电。

连接管道

1、如图所示，切割管子并将管子的截面切得比所需的长一点。

2、使用工具弯曲铜管。

3、处理散热器的接口。使用工具处理接口处，将管道连接到散热器的两边，管道的一半被拆除。使用硅胶连接管道。原本我打算要三个散热块，但没有空间。因为它位于背面，移除树莓派并将其固定在两侧也很困难。此外，对于热量的主要产生者是 CPU，将在背面粘贴了一个散热器，然后用金属板覆盖散热器的孔。

4、在散热器的顶部钻两个 6mm 的孔，并固定两条长度为 6mm 的管道。这些将起到填充物和排水管的作用，同时当水加热时可以释放一些压力。使用硅胶将其固定在散热器的顶部。

安装树莓派

1、安装树莓派时确保所有的组件都对齐。连接管道，或焊接或使用硅胶，将所有的组件都固定到位。请注意，不要将硅胶粘到散热器的背面以及任何管道上。

2、连接完成和干燥后，检查系统是否防水。将其放入带水的桶中查看（取下树莓派）。如果出现气泡，使用硅胶补上缝隙，直到没有气泡为止。

3、在树莓派和其所有组件上涂上透明的指甲油，起到一定的防水作用。

制作离子风扇

1、最简单的方法是将两个金属网片接在一起，然后将数千伏的高压电源将其连接到一起。离子将从与正极线相连的网格中移动到带有负极的网格中，它们将不断的移动最后使风扇动起来（根据牛顿第三定律）。这种方法非常的简单，也很节省时间。

2、我采用了 Makezine 风格的离子风扇，是不是很酷呢。切割长为 85x 5mm 的 6mm 的铜管，作为负极面。
如图所示，将以 7×7 的组块形成蜂窝的形状。用铝胶带将它们固定在一起后，再将它们固定到位。最后对网格的大小进行调整，确保形状完整，大小合适。完成后将朝向正极网格的那一面进行打磨。取一根电线与其连接，同时使所有管道与正极网格保持距离。

3、正面网格的制作。打印网格模具，打印文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/210
使用 22 号绝缘铜线截取 85 条长度一致的铜线。焊接时，将模具放入水中焊接以便熔化。
如图所示，将 85 条铜线穿过孔，然后将探头连接到顶部的一根长电线上。焊接到电线上后再连接到变压器。焊接时，确保所有探针均匀的朝下，越精确越好。最后，在每个探针上滴上少量的胶水，将其固定到位。