СамоДельник

Кластер Raspberry Pi 4 с водяным остыванием

Nextrp [CPP] RU + Many GEOs

Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемВ данной статье мастер скажет, как он собрал кластер используя восемь одноплатных компов Raspberry Pi 4. Отличительной индивидуальностью сборки является водяное остывание устройства.
Водяное остывание 1-го Pi не имеет особенного смысла, но это достаточно действенное решение для кластера. один большенный вентилятор означает меньше шума и меньше стоимость.
Для тех, кто не понимает, что такое кластер Pi, на самом деле, это набор из 2-ух либо наиболее Pis, которые соединены совместно по сети и работают совместно для выполнения вычислительных задач, распределяя нагрузку.
Инструменты и материалы:-Raspberry Pi 4B (употребляется модель 2 ГБ)- 8 шт.;-16-портовый сетевой коммутатор TL-SG116;-Зарядный USB-концентратор;-Сенсорный монитор HD;-Набор водяного остывания; -Радиатор остывания 8×30 мм;-Сетевой кабель — 8 шт;-Кабель USB C — 8 шт;-Светодиодная лента — 3 метра;-Нейлоновые стойки;-Набор винтов M3;
-МДФ 600×600 мм;
-Термопаста;
Шаг 1-ый: изготовка креплений радиаторов
Мастер начал с производства 8 акриловых креплений, которые фиксируют радиаторы. Он вырезал крепления лазером из полупрозрачного красноватого акрила шириной 3 мм.
Потом вырезал дюралевую прокладку, которая устанавливается меж радиатором и Raspberry Pi. Она нужна, чтоб приподнять мало радиатор, потому что штуцеры радиатора упираются в разъем на плате. Чтоб сделать лучше теплопроводимость при сборке, меж проставкой и радиатором, нанес термопасту.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг 2-ой: установка радиаторов
Потом он установил радиаторы на Raspberry Pis. Также наносит термопасту перед сборкой. Как видно на фото, к плате прикручиваются проставки, при помощи которых она потом будет крепится к основанию.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг 3-ий: планирование и разметка схемы кластера
Кластеры Raspberry Pi обычно строятся по схеме расположения друг над другом с неким зазором. Таковая сборка не совершенно подступает в данном случае и не особо кидается в глаза. Он желал испытать выстроить что-то мало другое, что-то, что отличало бы устройство от остальных и могло быть закреплено на стенке.
Перебрав несколько вариантов компоновки он в конце концов тормознул на радиаторе и вентиляторе в центре, с 4-мя Pi с каждой стороны. Резервуар охлаждающей воды и насос будут находиться понизу кластера, а переключатель Ethernet – вверху.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКак был спланирован макет, он начал отмечать размещение компонент на МДФ. Размер листа приблизительно 600 Х 600 мм.
Он подключил кабель Ethernet и кабель питания USB к одному из Pi, чтоб убедиться, что меж ними довольно вольного места для прокладки кабелей.
Посреди кластера над радиатором был очевидный зазор. Старенькый сенсорный экран, который он употреблял в прошлом проекте, совершенно вписался в этот пробел. Этот экран быть может полезен для отображения статистики либо характеристик производительности кластера либо даже для пуска базисных сценариев с 1-го из портов USB Pi.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг 4-ый: основание
Потом он спроектировал акриловое основание для всякого блока.
Каждое основание состоит из 2-ух слоев акрила, нижнего слоя красноватого цвета и верхнего темного. Основания имеют отверстия для 4 точек крепления, и наиболее большое отверстие в центре для прокладки кабеля питания от Pi к задней части платы.
ОН вырезал две части из полупрозрачного красноватого акрила и непрозрачного темного акрила, а потом склеил их совместно при помощи акрилового клея.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемДобавочно он спроектировал и вырезал несколько держателей для кабелей и трубок, чтоб облегчить их крепление.
Поначалу он попробовал связать кабели Ethernet совместно, но это смотрелось неаккуратно.
Также разработал кронштейн для удержания трубки охлаждающей воды.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг 5-ый: панель
Далее мастер приступает к изготовлению панели либо корпуса, на котором будут размещаться все комплектующие.
Он вырезал квадрат, а потом обрезал четыре угла под диагонали. При помощи гравера с дисковой пилой вырезает два отверстия в центре: одно для вентилятора, а другое – для прокладки кабеля к монитору.
Потом он просверлил все монтажные отверстия. Наклеил столярным клеем три древесных бруска 20×40 мм к задней части МДФ, это панели твердость и отодвинет от стенки.
Вырезал круговой пилой отверстия для кабелей от Рассбери. Потом покрасил панель темной краской.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг 6-ой: сборка
Когда краска высохла, мастер приступил к сборке.
Как упоминалось ранее, он употреблял винты M3x8mm, чтоб закрепить каждую кластер Pi к панели.
Установил 8 Pi, потом составляющие остывания и переключатель. Установил светодиодную ленту RGB, чтоб она освещала стенку сзади кластера. К ленте в комплекте есть пульт дистанционного управления с разными цветами монитора и вариациями затемнения, мастер установил красноватый колер.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемПотом подключил кабель USB C к любому Pi и пропустил их через отверстия в основании и к задней части платы. Установил USB-концентратор, а потом подключил Pi к легкодоступным портам. Ему пришлось употреблять разветвитель для 2-ух крайних разъемов, потому что концентратор имел лишь 6 портов.
Он не уверен, хватит ли мощности концентратора для работы всех 8 Пи. Официальный источник питания для Pi 4 – это 3-амперный источник питания. Но, судя по опыту, он не лицезрел, чтоб Pi работал с током наиболее 1 А. По мере необходимости постоянно можно добавить 2-ой концентратор позднее.
Потом он подключил кабель Ethernet к любому Pi, проложил их по краям, протянул их через отверстие за экраном, и вставил в коммутатор.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемПотом отрезал трубку подходящей длины и установил их на фитинги.
Контур охлаждающей воды (воды) представляет собой поочередный контур, что значит, что вода течет от 1-го Pi к другому, до этого чем возвратиться в резервуар. У таковой схемы есть один основной недочет, заключающийся в том, что Pi охлаждаются при различных температурах. 1-ый радиатор получает самую прохладную воду, и вода становится все наиболее теплой по мере прохождения через любой радиатор, при этом через крайний течет самая теплая вода.
иной вариант подразумевает, размещение их всех параллельно. Но в этом случае необходимо было бы добавить клапан к любому радиатору, чтоб скорости потока была сбалансирована. В неприятном случае полностью возможно, что Pi, более удаленная от насоса, получит маленький поток воды либо совершенно не получит его.
Как трубопровод был готов, мастер установил экран.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемВсе кабели были проложены через заднюю часть панели, где они были потом смотаны и соединены.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг седьмой: наполнение контура водой и окрашивание
Сейчас необходимо заполнить систему водой.
Он положил кластер на бок, чтоб резервуар стоял вертикально, а потом заполнил его. Питание Pi во время наполнения было выключено, но ему пришлось несколько раз включить насос и вентилятор, чтоб вода попала в радиатор и трубки.
При заполнении была одна маленькая утечка на входе в 1-ый блок охлаждающей воды, по-видимому из-за резкого поворота к радиатору. Утечку он избавил, используя кабельную стяжку в качестве хомута.
В конце он добавил мало красноватого оттенка к воде, чтоб выделить охлаждающие трубки.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемШаг восьмой: тестирование
Мастер установил ОС одну из карт для Raspberry Pi головного кластера, который был подключен к монитору, а потом 7 копий Raspberry Pi OS Lite для остальных устройств.
Он не вдается в подробности программной части кластера в данной сборке, потому что она в значимой степени зависит от того, что юзер собирается созодать с кластером, какие задачки делать.
Подготовка SD-карт проводилась в главном для проверки работы устройства, верно ли загружается Pis, имеют ли достаточную мощность, как работает в сети.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемПришло время включить устройство и дождаться загрузки операционной системы. Все 8 Рассбери загрузились нормально с первого раза и сходу подключились к сети.
Сенсорный экран тоже работал отлично. Он мало мал для ежедневного использования, но его можно употреблять для пуска приложений, выполнения сценариев и отображения главных данных. В качестве примера мастер запустил сценарий мониторинга температуры микропроцессора.
Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемКластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждениемВсе готово, а на видео ниже можно поглядеть весь процесс сборки данного устройства.

FIFA Online 4 [CPP] RU+CIS

SamoDelnik

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.