Защита материнской платы от конденсата

Зачем нужна?

В материалах про систему на пельтье от Intel я писал, что собираюсь форсировать свою систему, чтобы было интереснее смотреть на фоне заводских систем.

Планы по зимнему разгону я отменил в силу того, что это только помешает быстрому развитию, а значит приблизилась задача — получить низкие температуры в окружающих комнатных условиях.

А это порождает важную проблему — конденсат.

Переходя через точку росы на всех холодных элементах начинает скапливаться влага из воздуха, далее она смешивается с пылью и грязью на материнской плате и попадая на электрические контакты тех или иных элементах на плате вызывает замыкания там где они быть не должны, что чревато тем что на сигнальные контакты попадают силовые токи, выжигая логику, либо в места где должно быть низкое напряжение попадает высокое, или, фаза попадает на землю, или сигнаты обходят, допустим, резисторы или конденсаторы, если капля соединяет края SMD компонентов, что приводит к нарушению обратных связей в системах которые регулируются обратными связями, в общем — случится может очень много чего.

От некоторых подобных вещей есть защиты на платах, а от других вещей — защит — нет.

Что касается той платы, на примере которой я буду показывать свою реализацию защиты от конденсата — у неё есть специальная защита от конденсата, то есть имеются, скорее всего пары несоединённых контактов в местах наиболее вероятного образования конденсата и при замыкании их жидкостью — плата аварийно отключает питание.

Но наличие защиты на плате — не значит, что можно пренебрегать защитой от влаги. Места контроля конеднсата естественно не в случайных местах поставили, но это не значит, что они дают 100% гарантию, кроме того — в разгоне с серьёзными системами охлаждения к нестабильности ещё добавлять периодические аварийные отключения — это не лучшая идея.

Способы защиты от конденсата

Что касается защиты от конденсата — тут путей много.

Самый простой и надёжный — это залить плату специальными составами для заливки плат.

Или эпоксидкой, защитив от пролива все разъёмы. Это позволит избежать контакта с влагой всего что на плате кроме ножек сокета под процессором. В сокет эпоксидку заливать, мягко говоря, не стоит.

Второй способ — покрыть плату специальным лаком. В целом — результат тот же, но делать это дольше, зато выйдет эстетичней.

Оба эти варианты мне не подходят, так как это наносит вред плате, а данная maximus Gene не моя. Она принадлежит ASUS, пусть они мне её дали как раз для подобных экспериментов, но это не значит, что надо её портить, потому что плата после меня, если ASUS решит отдать её кому-то другому может кому-то быть нужна с сохранением внешнего вида, допустим для каких -то моддинг проектов или ещё чего-то такого.

Опять же и те кто использовал этот экземпляр платы до меня — тоже как-то умудрились её не изуродовать, и для вас я могу её показывать чистой и красивой.

Но естественно есть варианты и обратимые, то есть без долговременных последствий.

И эти варианты во многом обусловлены конструктивном той части системы охлаждения, что находится на плате.

У меня система в целом — подобна чиллерам и фреонкам, когда у платы находится либо компактный испаритель фреонки, либо обычный водоблок через которых гоняется теплоноситель охлаждаемый чиллером.

Самый простой и надежный и обратимый способ защиты является обертывание водоблока теплоизоляционными материалами до тех пор пока не закончится свободное место вокруг процессора. То есть надо намотать здоровенный конус из всякого мусора, который делает распределение внутри себя темпеартур плавным, тем самым нет мест где холод и тепло соприкасаются, а значит и нет мест образования росы.

И в рамках адекватных пользователей чиллеров и фреонок — так оно и делается. У меня же ситуация несколько иная, мне надо постоянно менять системы охлаждения, так как этот компьютер сейчас ещё и мой основной, и работает его процессор большую часть времени вообще в стоке, так как стабильность важнее 15% производительности, когда вылет компа может побить сохраненённые проекты.

Так что и этот метод мне не подходит.

Вариант при котором плату можно вернуть на 100% к стоку

И в целом — учитывая сессионность работы системы охлаждения с низкими температурами — мне не столь важно — бороться с образованием конденсата — гораздо важнее просто не допустить конденсат к материской плате, то есть допустить его образование таким образом, чтобы он не касался платы.

И тут уже всё становится проще.

Конденсат — это вода в воздухе, а значит, достаточно просто сделать так, чтобы в местах где конденсат мог бы образоваться — не было притока воздуха. Нет воздуха — нет влаги, нет конденсата.

Всё предельно просто. Надо оградить плату от воздуха. И тут в целом — подойдёт любые материалы не пропускающие воздух и не боящиеся перепадов температур, так как возле процессора будет порой очень холодно, а порой — очень горячо.

Я за основной материал выбрал — силикон (я брал толщиной 3 мм, советую брать на 2 мм).

а чтобы его приделать к плате я решил воспользоваться каптоновым скотчем (советую сразу взять ленты разной ширины) а также специальной автомобильной липкой лентой , которой провода скручивают в жгуты.

Несмотря на то, что она на вид состоит из ткани — она не пропускает воздух и влагу, потому что клеющая сторона сплошная и она очень эластичная, то есть может в несколько раз локально расширятся не разрываясь.

Это позволяет очень точно повторять все неровности материской платы, то есть если прикатывать и холошенько прижимать эту ленту, то она сможет заделать практически все щели. ну и так же она не боится низких и высоких температур. И что важно — у ней не очень сильная адгезия с другими материалами, то есть клей ленты остаётся на ленте и при этом лента при снятии с платы не пытается выдрать SMD компоненты с платы.

Суть идея довольно проста.

Вокруг сокета над и под платой я кладу силиконовый лист, а затем его со всех сторон обклеиваю специальной клейкой лентой.

Внутри остаётся несколько кубических сантиметров воздуха в которых не наберётся достаточно влаги чтобы образовывать капли, хотя при желании можно под селикон ещё селикогеля положить. И новый воздух прибывает под изолированную область очень медленно, так как область хорошо изолирована. При этом — силикон не прижат к промерзающей плате, и между силиконом и платой имеется воздушная прослойка как в окнах, где воздух защищает от промерзания внутреннее стекло.

В общем — сам силикон уже не будет очень холодным, и сам не будет так обильно собирать конденсат как это делала бы промерзшая плата.

Ну и теперь перейдём к практики создания этой защиты.

По сути — защитить надо три компонента — первый — тыльную часть платы за сокетом

Второй — переднюю часть платы вокруг сокета

И третий — это сам сокет. К сожалению — щелей между процессором и сокетом и пространства с пружинными контактами достаточно чтобы под процессором тоже скапливалась жидкость.

И очевидно, что поверх процессора положить силикон — не выйдет.

Но обо всём по порядку.

Технологические осбенности резки силикона

Я до этого никогда не резал силикон — но в целом — это примерно как резать резину, только чуть сложнее из-за того что силикон сильнее тянется, то есть требует большего прижима, чем резина.

Что касается ножа для резки — я попробовал несколько ножей — больше всего возлагал надежду на нож с односторонней заточкой и относительно тонким, но при этом жестким лезвием, такими удобно резать какие-то вещи, которые создают сопротивление резанию за счёт вязкости материала или за счёт раздвигания лезвием в бока материала.

Такой нож режет довольно беспроблемно, лучше обычных ножей. Но в итоге я большую часть работы сделал ножом с достаточно тонким лезвием из мультитула, так как мелкие работы удобнее делать маленьким ножом.

Ещё пришлось из трубки сделать полую выколотку вместо сверла, так как сверлить обычными свёрлами силикон оказалось ещё бесполезнее, чем сверлить резину.

К сожалению трубки по диаметру чуть меньшему, чем конденсаторы на плату я не нашёл, так что под каждый элемент на плате приходилось делать по несколько отверстий рядом.

Но такие вырезы — это уже на лицевой стороне платы.

На задней стороне — всё предельно просто. Просто вырезается кусок селикона и приклеивается по краям.

Универсальное крепление для кулера с установкой без доступа к бэксплейту

Но тут вы можете увидеть, что теперь нет доступа к бекплейту кулера, а это значит что крепление должно быть необслуживаемым и при этом ещё и достаточно универсальным. То есть чтобы можно было устанавливать разные кулера.

Для этого я взял самые длинные винты М3, что у меня были. Чтобы обеспечить их не прокручиваемость я в зазор между бекплейтом кулера и материнской платой поместил набор пластиковых шайб и сверху добавил резиновые кольца так чтобы при установки бэксплейта — эти резиновые кольца начали сжиматься.

Они выполняют функцию разрезной пружинной шайбы. То есть защищают от вибрационного ослабления затяжки, а так же создают постоянное напряжение в витках резьбы, что позволяет накручивать на винты другие крепёжные элементы не боясь, что получившаяся резьбовая стойка сама раскрутится.

При этом я не создал усилие затяжки на плату, то есть установка кулера происходит за счёт прижима кулера к тыльному сокетному intel бэксплейту, который не съёмный для плат intel.

Если бы выбрал весь зазор между беэплейтом кулера и платой, то усилия прижима создавали бы изгибные напряжения в матеинской плате. Сверху над платой я добавил прижины и перемещающиеся винты, которые можно выставлять на любую высоту, имитируя штатную высоту установки различных кулеров.

Надо просто поставить винты на высоту штатных стоек кулера и выровнять высоту всех винтов над платой.

Ну и в целом — универсальное крепление готово. Есть кулера где отверстия для монтажа резьбовые, но как правило там резьбма М3,5, и винты М3 с трудом, но могут пройти в эти отверстия как в гладкие, так что на эту конструкцию можно поставить практически любой кулер не снимая бэксплейт, который погребён за силиконом.

Защита сокета

Ещё перед тем как сделать кусок силикона не переднюю часть я решил защитить пространство сокета под процессором, то есть там где подпружиненные контакты.

В целом — идея была обклеить герметично всё каптоновым скотчем.

Идея эта, сразу вам скажу, — не состоятельная. Дело в том, что даже если бы я не поленился хорошо очистить всё от термопасты и обезжирить всё перед наклеиванием скотча  и прямо всё бы идеально липло — то всё равно при зажатии сокетной рамкой процессор чуть проседает в сокет, так как сжимаются пружины контактов.

Тем не менее — для защиты сокета — процессор всё равно надо максимально хорошо обклеить каптоновым скотчем, и сделать это сложнее, чем это выглядит. К концу этой процедуры я уже делал всё без рук, то есть работая двумя пинцетами.

Но даже учитывая, то что задумка была невыполнима — у меня был запасной вариант, который требовал сносного оклеивания сокета.

Все оставшиеся места для проникновения воздуха — я замазал обычным пластилином для лепки.

Долго выбирал цвет, но так как делал это практически после наступления нового года, то очевидно, что выбирать надо было — зелёный празднично ёлочный цвет…

Щелей у процессора довольно много до сокета, так что если просто так замазать всё платилином, то в процессе работы компьютера он может расплавится и затечь в сокет и как доставать его из подпружиненных контактов я не знаю.

Лицевая силиконовая пластина

Ну и верхняя силиконовая платисна тоже отобрала много времени.

В целом — по ней всё просто — надо прикладывать её к плате и так как она прозрачная, то поверх размечать всё что надо отрезать или прорезать. делая отверстия чуть меньшего размера, чем элементы на плате, чтобы силикон все элементы облегал.

На эту пластинку из силикона ушло где-то часа три чистого времени. В общем — дело это не быстрое, как оказалось.

А всего кроме тестирования чистого времени на всё про всё ушло где-то часов 6. В общем — затея трудоёмкая.

Проклейка верхней силиконовой пластины

Далее после того как лицевая силиконвая пластина оказалась на месте — я все неплотные места начал оборачивать каптоновым скотчем.

Больше всего я боялся что у него не будет хорошей адгезии с силиконом. Липнет, скотч не идеально, но, на удивление — держится он неплохо.

Ну и далее по периметру я проклеил всё тянущейся клейкой лентой для автомобильных жгутов.

В этом деле важно хорошо промять эту ленту под все неровности платы, чтобы не оставалось прямых путей для воздуха под силикон.

Но у этой ленты — есть и недостатки — хоть она и не пропускает воду, но матерчатый верхний слой подвержен капилярному эффекту. В две с половиной стороны крадрата из селикона эта лента шла вверх, образуя своего рода емкость для конденсата, но со стороны в направлении PCI-e и треть противоположной стороны лента спускается с силикона вниз к плате.

В теории — впитанная волокнами жидкость может спустится по этой ленте вниз к плате, так что с этих краёв я поверх этой ленты ещё наклеил скотч, чтобы лента не могла намокнуть.

Ну и в целом — если бы плата была моя, то я бы контуры не проклеивал лентой, а конечно просто всё залил из термоклеевого пистолета или силиконом. Главное не заливать SMD компоненты, так как отрывая клевую массу можно вырвать с корнем и элементы. А учитывая их повреждение просто так узнать что там было припаяно — не представляется возможным и восстановить плату будет сложно.

Но на своей плате поверх крупных элементов, конденсаторов например я бы спокойно лил клей которые я тут вокруг отверстий залеплял каптоновым скотчем.

Было бы быстрее и надёжнее. но после такого могут остаться следы эксплуатации, а так как плата не моя — то пришлось подзапарится.

Тестирование

Моя основная система на пельтье сейчас в процессе модернизации, так что на ней получить что-то сейчас не получится. И она сейчас будет работать в режиме очень странной водянки с двумя помпами и теплоыми переходом через выключенные элементы пельтье, что, понятное дело, ухудшает свойства теплопереноса.

А морозить будем всё модулем TEC-12740.

Это модуль размером 62*62 мм против обычных 40*40 мм.

Скорее всего в интеловских системах на пельтье как раз такие вот 62*62 мм модули, хотя может быть и 55*55 мм.

Планировал я посмотреть что можно получить на одном модуле, но к сожалению, без той медной колымбахи как у intel и увеличенной микроканальной структуры водоблока — эффективность работы модуля очень плохая, сильно свисает по краям от чего плохо работает и просто медные пластины мало помогают.

Да и китайцы, кстати, про этот модуль соврали. Снял я с него реальную вольтамперную характеристику без нагрузки, и никаких 40 Ампер там на 16 Вольтах нет.

У меня блок питания выдают только 14 с небольшим вольт, но на 16 там было бы что-то около 26-27 Ампер, и никак не 40.

Но так как у меня куча термопасты и лишние переходы — работает это у меня очень плохо. В общем — по дешману собрать так же как у Intel не получилось.

Но для теста на конденсат — это в целом — рабочая конфигурация.

Я без платы решил проверить в каком режим больше всего конденсата.

Было два варианта — первый — выставить режим при котором модуль будет чуть теплее нуля градусов, чтобы максимизировать количество воды в жидком виде.

И второй вариант был — циклично вымораживать и нагревать модуль, чтобы активнее формировались капли. Этим модулем довольно быстро можно было перепрыгивать от -20 до +30 градусов. Ну и задача была найти более негативный вариант для работы и на нём тестировать компьютер длительное время.

При цикличных охлаждениях — вода при нагреве быстро испарялась обратно, так что тестировать я решил на постоянном охлаждении до температур близких к нулю градусов.

Вхолостую этот режим был доступен на примерно 4,7 Вольтах и Токе около 8 Ампер, то есть потреблении пельтье около 35 Ватт.

Но на включенном компьютере я решил чуть увеличить напряжение и выставил 7 Вольт. Ток составил примерно 12 Ампер. То есть потребление пельтье составило около 85 Ватт.

Температура ядер при этом показывается в программах мониторинга около 14-16 градусов. Учитывая, что между модулем пельтье ещё кремний процессора, припой у i9 9900k, дальше крышка процессора, далее два слоя термопасты и ещё медный теплораспределитель — на самом модуле пельтье, думаю в таком режиме, как раз и выходит что-то типа 3-5 градусов, что должно быть оптимально для образования конденсата.

Остаётся только подождать несколько часов дав компьютеру поработать в таком режиме.

Ну и вдобавок я ещё решил напоследок показать как процессор греется после выключения модуля с этими всеми слоями термопаст и кучей модулей на пути к радиаторам жидкостной системы охлаждения, в которой, кстати, ещё и вместо воды раствор пропиленгликоля, что тоже негативно сказывается на теплопередачи. С 14-16 градусов температуры выросли сразу до практически 50 градусов.

И, возможно, этой половиной минуты работы в высоких температурах я испортил весь эксперимент, так как сняв водоблок с модулем я не обнаружил никаких следов конденсата.

И либо его не было совсем, либо пока я всё выключал и раскручивал — он из-за относительно высоких температур просто испарился. В любом случае я держал температуры на которых конденсат уже должен был появится.

По крайней мере не моей системе с пельтье на тех же температурах ядер конденсат уже был. Защита от конденсата на плате не срабатывала, и ничего не сломалось. В общем — в теории это должно работать. На практике — в любом случае — мы это выясним в следующих частях про систему на пельтье, а в будущем на гибридной двухступенчатой фреон пельтье системе.

В общем — если появится статья с названием — убил плату конденсатом — значит это всё не сработало. Но пока предпосылок к такому исходу — нет.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

4.2 5 голоса
Рейтинг статьи

Видео на YouTube канале "Этот компьютер"

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии