サイレントコンピューター：ワイヤーカッターとはんだごてのみ。 成功事例

デスクトップがあります。 私たちは座って働いています-私たちはコードを書いているか、アザラシを見ていて、この箱は近くでroえています。 ワイヤーカッター、はんだごて、青色の電気テープ、数本のワイヤー、小さな収縮カンブリック、および電気工学とコンピューターデバイスの基礎知識があります。 少なくとも少し静かになるように、なんとかこの箱を掘ることは可能ですか？





理論からの最初の2つの簡単な問題。 ノイズ、冷却について話しています。

なぜコンピューターはうるさいのですか？ ファンが回転しているからです。

そして、コンピューターはどれだけうるさく、ファンにどのように依存していますか？

簡単な問題を解決しましょう。これはトリックです-ファンの速度は半分に低下します。 ノイズは何デシベル減少しますか？



ファン-これは重要です。これは放熱です。電子機器は過熱しないでください。

次に、別のタスク：クーラーがプロセッサーの周りを吹きます。 プロセッサーの温度は摂氏35度です。 そして、プロセッサはその熱放散を2倍にしました。 プロセッサの温度はいくらですか？



システムユニットのノイズは、クーラーによって発生するノイズとハードドライブのノイズで構成されています。

ハードドライブをスキップしましょう。これは変更できず、これはノイズの主な原因ではありません。

クーラーノイズはどこから来ますか？ ラジエーターの周りを流れる空気は、クーラー自体のメカニズムの時間とノイズです。ベアリングのうなり、クーラーの巻線によって生じる音（不均一なコア、磁歪など）

乱流

クーラーラジエーターシステムのレイノルズ数を計算します。



Re =（流量）*（特性サイズ）/（動粘度）



調査によると、クーラーの性能は1時間あたり20〜60立方メートル、または0.005〜0.015立方メートル/秒の範囲です。 病院のクーラーの平均として0.01立方メートル/秒かかります。

平均的なクーラーの直径は、7 cm = 0.07 mの例です。



次に、流量=（生産性）/（面積）= 0.01 /（pi * 0.07 * 0.07 / 4）= 2.6メートル/秒



すでに特徴的なサイズがあります-これが直径です。



次に、Re =（2.6）*（0.07）/（16/1000000）= 11000



同じWikiや他の情報源によると、この数字Reで、空気の流れは乱れています。



空気中の乱流では、渦が発生します。 渦は独立した構造であり、ファンブレードから分離し、渦は空気圧のジャンプを形成します。 渦の形成が硬い表面に当たると、同じことが起こります。 多数の渦からの圧力サージにより、作動中のクーラーと同じノイズ音が発生します。



ノイズを発生させないように、フローを層流、つまり非回転にすることは可能ですか？ 空気流量が4倍減少した場合でも、流れは乱流のままで、渦流のままです （Re数は2500に等しくなります）。

ただし、空気流量を減らすと放出されるノイズが減るという直感的な仮定があります。 詳細については、以下をご覧ください。



クーラーのメカニズムのノイズ。

クーラーのメカニズムからのすべての効果音は、巻線を流れる電流によって生成される力に直接依存します。 これらの音響効果の性質は多様で複雑であり、ここでは指には意味がありません。 ただし、巻線に流れる電流が減少し、クーラーの回転数が減少すると、効果音が減少することは明らかです。



確かに、そのような研究がある場合、指で議論する理由。 それはファンに捧げられていますが、よりクールです-これはファンです、すべての結論は公平です。 流速のみが表示されますが、ファンの理論から、空気の流量、したがって流速は回転速度（rpm）に正比例することになります。 回転周波数を半分にします-流量は半分になります。



したがって、ファンの騒音はすべて速度に比例します。 私たちは研究を引用します

乱流ノイズは四重極タイプの音源であり、その音響パワーは〜u8に比例し、渦騒音はダイポールタイプの音源であり、その音響パワーは〜u6です（uは周辺速度）。 回転速度が低下すると、回転ノイズも減少します。これは双極子（負荷ノイズ）と単極子（変位ノイズ）の性質を持ち、その音響パワーはそれぞれ〜u6と〜u4に比例します。

そのため、乱流ノイズのパワーは速度の8分の1（！）に比例します。 つまり、騒音の音圧レベルは、周波数の4乗に比例します（レベル=電力の根= 8度の根= 4度）。

わあ！

これが音量スケールです（dB単位の桁）



聴覚閾値0

ティック10を見る

ささやき20

壁掛け時計の音30

くぐもった会話40

静かな通り50

通常会話60

騒がしい通り70



このスケールでは、システムユニットの音量レベルは65 dBです。これは、通常の会話と騒がしい通りの平均です。

ファンの速度を半分に下げると、乱気流からのノイズが2 ^ 4 = 16倍、つまり24 dB減少します。つまり、音量レベルはくぐもった会話に等しくなります。 良い効果！



熱力学計算

上で書きました-速度を半分に減らします。 なぜ2つですか？ なぜ20歳にしないのですか？ またはファンをオフにしても、ノイズはありませんか？ 結局のところ、冷却には何らかの空気の流れが必要ですが、ここではそれを減らします。たとえば、プロセッサの場合はどうなりますか？



投稿の冒頭にある問題を解決しましょう。

そのため、プロセッサ温度= 35度、プロセッサヒートシンクはクーラーによって定期的に吹き飛ばされ、流量は変化しません。

プロセッサは熱出力を2倍にしました。 一定の空気の流れがあるプロセッサの温度はどうなりますか？

吹くプロセスを考慮してください。 「クーラー-ヒートシンク-プロセッサー」システムは、気流に熱を放出するブラックボックスであると想像してください。 熱の量は、プロセッサと吸気口での流入空気との温度差に比例します（つまり、プロセッサの温度は冷却器に入る空気の温度です）。

吸気温度=システムユニット内の温度。 それを30度に等しくしてみましょう。

プロセッサと自由空気の間の合計温度差= 35-30 = 5度。 プロセッサが発熱を2倍にすると、温度差も2倍になります。つまり、5 * 2 = 10度に等しくなります。

プロセッサの温度は、気温+差= 30 + 10 = 40度（70の代わりにすぐに頭に浮かぶ）に等しくなります。

また、冷却流量を半分に減らすと、プロセッサの温度はどうなりますか？

Kuhling Physics Reference Kによれば、空気-固体壁面から運び去られる熱量は、温度差と空気速度の根に比例します。 空気流量を半分に減らすと、同じ量の熱を除去するために、温度差は2倍の根、つまり約1.4倍になります。

最終的な式：



CPU =空気+（CPU初期-空気）*ルート（（初期回転速度/最終回転速度））

実践から、実際の計算をいくつか行いましょう。

CPU初期= 42度

空気= 20度（システム装置が開いている）

回転速度が2倍に減少（2000から1000 rpm）

CPU = 20 +（42-20）* 1.4 = 51度

悪い条件

CPU初期= 60度（古いホットアスロン）

空気= 20度（システム装置が開いている）

回転速度が2.5倍低下（2000から800 rpm）

CPU = 20 +（42-20）* 1.4 = 76度

ホットプロセッサ（温度差= 40度）および回転速度の2.5倍の低下（=ノイズ低減31 dB）でも、プロセッサの温度は許容範囲内で十分なマージンを維持していることがわかります。



ここにあるのは、Core i5シリーズ3プロセッサのテスト結果です。ストレステスト中であっても、温度が数度上昇し、回転速度が2.5倍低下することがわかります。







合計：理論的には、ファンの回転速度を、ファンによって冷却される電子機器に対して2〜2.5倍安全に低下させます。



ファンの速度を下げる方法は？ 電源電圧を下げます。

また、回転速度は供給電圧にどのように依存しますか？ ほぼ線形です。上記の銘板を参照してください。



システムユニットのアップグレードを開始します

まず、少なくとも2つのファンがあります。1つは電源に、もう1つはプロセッサにあります。 ビデオカード、古いモデル、マザーボードなどにもう1つあります。

私たちがすること：

1）すべてのファンを電源+ 12Vから切断します

2）それらを接続し、+ 5V電源に接続します

3）テスト



1）それで、PSUを入手して分解します。



ファンはボードから丁寧にかじります（コネクタがある場合もあればそうでない場合もあります）。 クーラーから来るワイヤーに長いワイヤーをはんだ付けし、それらを引き出す



プロセッサクーラーのすべてのワイヤを噛み合わせ、同じ操作を行います。 プロセッサクーラーには、それぞれ3本または4本のワイヤを使用できます。 接地、+ 12V、回転センサーおよび（オプションの）速度制御。 興味があるのは、+ 12V、グランド、その他すべてをコネクタに直接残すことができることだけです



しかし、あなたは地面と+ 12Vを噛むことができます、それは良いです（これはPentium4です）



ビデオカードにクーラーが付いている場合-同じこと：噛み付いてワイヤを延長する



もう1つのビデオカードはGeForce 8600 gtsです





注意！

1）はんだ付けされた接合部が信頼できることを確認し、耐久性のために引っ張ります

2）絶縁のために絶縁テープを使用しないでください。 収縮カンブリック、電気テープのみ-ワイヤーの一時的な機械的固定のみ

3）閉じられるすべてのもの-必ず閉じられ、落ち得るすべてのもの-が落ちるという原則から進んでください

ラジエーターを吹き飛ばす速度を下げることはできますが、吹き飛ばさずに外出中に突然結び目ができた場合（たとえば、はんだ付けが落ちる）、この結び目が失敗するとそれを知ることができます。 確実に行う。





2）クーラーからのすべてのワイヤを接続し、極性を観察します。 その結果、コンピューターの冷却システム全体のプラスとマイナス（すべてのクーラーが接続されている）の2本のワイヤーができます。

次に、タスクが発生します-電源コネクタへの接続方法。 古いCD / DVDドライブまたは障害のあるハードドライブのピンをハンダ付け解除して使用することができます（これはより良い、より信頼性が高い-引き出しません）



またはマザーボードのピン。 しかし、そのような接続は、少なくとも電気テープで初めて初めて機械的に固定する必要があり、そのようなピンははるかに弱い



3）すべてを注意深く確認し、ワイヤーを引っ張ります-突然何も出ないように。 含める準備をする



最初の包含

電源を入れた直後にすべてのファンをすばやく検査する準備をしてください。

つけろ！

ファンをすばやく検査して確認します-彼らはすべて回転する必要があります。 突然何か価値がある場合は、すぐにオフにします（この状況を以下で検討します）

すべてのファンが回転する場合-約 PSUファンは、紙をPSUに取り付けることで確認できます-弱く吹くはずです。

わかった

BIOSが誓い始めるかもしれません-彼らは、PSUファンが回転していないか、低回転であるか、規制されていないと言います。 BIOSに進み、CPU FANを無視します

わかった

それだけです！ 静寂をお楽しみください！

CoreTemp 、 RealTempなど、プロセッサの温度を示すものを実行します。 最初の数日間は温度を監視してください。 ファンを見てください。



そして静寂をお楽しみください！



そのような手直しの後、コンピューターはどれくらい静かですか？

とても静かです。 聞こえるのはハードドライブのみです。



そのようなやり直しのリスクはありますか？

いや すべてのファンの電源をいつでも+ 12Vに戻すことができ、以前とまったく同じ状態に戻すことができます



電源を入れたときにファンの1つが回転しない場合はどうすればよいですか？

おそらく、彼は開始するのに十分なトルクを持っていません（この状況は観察されていませんが）。 この場合、5Vではなく7Vのすべてのファンに電力を供給します。 どうやって？

+ 5Vの電力を供給するために、+ファンを+ 5Vに接続し、ファンのアースをアースに接続しました。 +ファンを+ 12Vに、アースを+ 5Vに接続します。 この場合、ファンは12-5 = 7Vになります。 少しノイズが表示されますが、以前よりもずっと静かです。



この方法で何台のコンピューターがやり直されましたか？

2008年以降、これらのラインの作成者は、Pentium4からCore i5に数十種類の異なるタイプを個人的にアップグレードしました。 上記のプロセッサ間のIntelファミリの全製品群：Core2Duo、Celeron G ***、Pentium G ***など。AMDプロセッサのマシンはまだ少ないですが、ソケット939を備えた古いものから新しいものまであります。



ゲームやオーバークロックされたオーバークロックコンピューターはありましたか？

いいえ、これらのコンピューターにこのようなアップグレードが必要かどうかを検討する価値があります。



問題はありましたか？

近代化に関連する（過熱、冷却ユニットの故障）-なし



そのようなアップグレードにはどれくらい時間がかかりますか？

約2〜3時間



この方法でアップグレードされたコンピューターは夏にどのように動作しますか？

いつものように。 グリッチは記録されていません



任意の内線 サービス対策？

たぶん、ほこりを吹き飛ばしてコンピュータを掃除する方が理にかなっています。 ちなみに、そのようなコンピューターではほこりの蓄積が少ない（明らかに、通過する空気の量が少ないため）



そして、ノウハウは何ですか？

何もない。 上記の方法は、長い間電子技術者に知られており、積極的に使用されています。 自動車出版物は、そのような近代化の下で理論的基礎を持ち込もうとし、実際の実装の例を示しました。



ラップトップでも同様のことができますか？

まさか！ ラップトップの電子機器は非常に厳しい温度条件で動作し、冷却システムはデスクトップとは異なります。



UPD2そして結論として。 それでも、冷却システムで何かを行う前に、分析を行ってください。

1）プログラム（マザーボードの温度はシステムユニット内の温度と等しいと見なすことができます）およびプロセッサの温度でマザーボードの温度を検出します

2）プロセッサのストレステストを実行します（多くのプログラムで利用可能）

3）ストレステストを開始してから10〜15分後にプロセッサの温度を検出する

4）速度が低下したときのプロセッサの温度を計算します（記事の式に従って）

最終結果が許容できる場合は、やり直すことができます。 CPUの限界に近い温度になった場合は、これらの変更を控えてください。



（ただし、この状況は、ゲーミング/オーバークロックマシンに関する条項を指している可能性が高い）