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手工打造全靜音HTPC

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发表于 2016-2-13 17:07:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
计划了整整一年半,终于把全静音HTPC攒起来了,过程很漫长,实际动起手来倒是很快。先上成果图,请各位找找HTPC在哪里?

答案:请看左边,本电脑芳名“花姑娘”,年方二八,肤白貌美气质佳……
话说此物本就是一个花筒,2010年12月31日北京万通清仓时购得,连人带花200元整。我一直想攒一个不像电脑的电脑放在客厅,因为我觉得方方正正的机箱太煞风景,影碟机外形的HTPC也缺少情趣。我最开始的计划其实是攒一个Wall-E的HTPC,但淘宝最便宜的大号Wall-E也要2000多块,而且容积非常紧张,难以实现高性能电脑的被动散热,只好作罢。
“花姑娘”配置单:
CPU:Intel i7 3770T
CPU散热:猫头鹰NH-C12P SE14
主板:Asus P8H77-I
主板散热:超频三花无缺2
内存:三星黑武士DDR3-1600 4G*2
显卡:Intel 16EU核显HD4000
硬盘:Plextor 128M3P SSD
电源:动力之星150W DC-ATX + TG 180W电源适配器
机箱:欧标铝型材 + 铁皮娃娃花筒
全套造价5000多,没细算。这个选型很有必要解说一下。对于紧凑型全静音方案,ITX主板、无风扇电源、被动散热、SSD是必然的选择,一颗低功耗的CPU更必不可少。采用Ivy Bridge内核、4核心8线程的i7 3770T只有45W的TDP,默认频率2.5G,低负载时自动降至1.6G,单核睿频可高达3.7G,四核同时睿频也有3.1G,可谓低功耗CPU中的极品。有网友用简单的被动散热测试过,过热时CPU可降频至800Mhz而不至于死机,但AMD APU则不行,因此我不再等待8月份才上市的65W TDP Trinity A10 5700了。
降频到800Mhz毕竟不是我们想要的,所以还是要做一点功课和算术题。建议玩MOD的同学们一定要参考Intel的datasheet和socket guide。3770T的TCC触发温度是98度(Tj Max或DTS=-1),也就是说高于98度时会开始降频。假设吹入散热器的空气是35度,为了将温度控制在98度以内,我们需要散热器的热阻低于(98-35)/45=1.4摄氏度/瓦。如果目标温度是70度,热阻要低于0.77摄氏度/瓦。卖散热器的很少把热阻值列出来,但我们可以用类比法来估计。我找到一个1摄氏度/瓦的铝散热器,大概12*12*12cm,10个鳍片。如果这货都有1摄氏度/瓦的热阻,那么6热管的猫头鹰C12P肯定好过它(装机后根据压力测试倒算的结果,C12P被动散热的热阻大概在0.7-0.8左右)。
其实最限制散热器选型的因素是机箱尺寸。好吧其实最限制一切HTPC部件选型的因素都是尺寸、尺寸还是尺寸。所以画图纸是必要的:

这是花筒的俯视图,1格=1mm。是的,这是用Windows画图做的……犯不着AutoCAD吧。花筒直径大约20.5cm,高47cm。这里又看到socket guide的重要性了,CPU和插座的尺寸都来自它,实际上我还查了ITX主板的白皮书,只为了确定它的孔位。同志们,只有强迫症纠结帝才适合玩MOD,真的。由于圆筒空间实在紧张,主板接口必须朝上放置,实际上ITX的孔位并不对称,所以像我这样的支架,也必须把主板接口朝上。
看了图纸就知道,最矮的塔式散热器超频三mini系列也无法装在这个桶里,经过在各大散热器厂商网站的人肉搜索,我确定了猫头鹰C12P SE14是可供选择的最大的散热器。圆筒啊圆筒,离开学校这么多年了,我头一次这么集中的使用勾股定理……
主板的CPU插槽距离边缘的位置可以从宣传图片上算出来,我放弃华擎H77M-ITX的原因是它的CPU插槽太靠边了,散热器无法安装。放弃索泰H77ITX-A-E则是艰难的抉择,它的mSATA让人心动,但仅支持SATA2,而且它的文档实在差劲,最后只好选了华硕。
ITX主板尺寸是17*17cm,初看下20.5cm的筒径似乎很足够,但主板和各大部件总不能在里面裸奔吧?于是,支架计划开始。
这里给没有车床可用的MOD DIY同好们提供一个替代品:欧标铝型材,灵活好用,价格便宜,实乃自制机箱及各种支撑结构之佳品。铝型材的编号含义是其截面尺寸,我用的2020铝型材的截面是20*20mm。计算好尺寸之后还要估计一下需要多少紧固件、连接件,淘宝找个卖家下单即可,他们可以切割出你要的铝型材长度。

硬盘必须先于主板安装,这个时候我忽然很希望有个mSATA硬盘,哎。下图蓝框里的紧固件是固定主板用的,滑块螺母上面的螺纹是M4,把它拧紧后承重能力惊人。但是!主板孔位只能通过M3!纠结啊!我找遍淘宝,终于找到一家有卖外M4内M3的铜柱,眼泪哗哗地,一激动在他家买了好多各种螺丝,几分钱一个,100个起售,结果就是……剩了一大盒子螺丝。固定硬盘用的长垫片我找了好久,最后在一家卖水冷的淘宝店找到了。

给DC-ATX电源板一个特写,此电源采用12V DC输入,24pin+4pin输出,为保万全我在几个MOS上面贴了超频三金鱼散热片,后来发现没必要,它几乎不发热。

这里提醒大家选择DC-ATX时尽量选择12V输入的,因为这样的产品多半都是把电源适配器的12V直通给主板供电,对电源板的要求就低多了,毕竟电源板鱼龙混杂,不是那么可靠。我没有示波器,无法测试这个电源板的波纹特性,从输出电压看,12V、5V和3.3V的输出都很不错。出品的是东莞动力之星,跟大家推荐一下。
电源适配器是个二手的TG牌12V 15A,180W功率,算起来45W的3770T再加个55W的HD7750独显也毫无压力。问题是,3770T没货,HD7750有三个厂家推出了被动散热,全都没货。我找了英特尔中国,确认3770T目前专供OEM市场,于是只好在淘宝上找了个工程样品……

Intel Confidential,好怕怕,序列号抹去了,你懂的。主板选定华硕P8H77-I,来个图,顺便看看三星黑武士1.35V节能内存惊人的矮,一切为了给空气对流让路:

下面我不得不对华硕主板吐个槽:是哪个不开眼的设计师在散热器背板安装孔旁边安排了那么多元件啊喂!你妹!害得我活活把猫头鹰扣具雕刻成这个德行有木有!

其实对华硕主板还有个槽要吐:你的PCH散热片也太单薄了有木有!比CPU还烫啊!手指烫起泡啊!虽然PCH耐热110度,可你让机箱里的围观空气情何以堪啊?于是我拆了它,换成超频三花无缺2,但……忘了拍照。
吐槽结束,继续测试。人品好,一次点亮,来个全家福:

自己做机箱的麻烦在于,电源开关、指示灯、前置接口统统要自己做。于是……请无视我渣一样的焊工,呃好吧,我用热缩套管掩盖它。这个带灯轻触开关3.5元,购于中发电子市场,幸亏买了两个,因为我神经大条的认为3.3V的发光二级管接到5V电源应该没事,结果爆了一屋子烟。只好换掉,又串了个1K电阻。
测试阶段不敢大意,风扇还是放上了。硬盘在主板背面,图里无情被挡。注意到那个小小的红外单片机没?那可是亮点哦,一个贴片的SOC,一个继电器,一个红外探头,再加点简单的外围电路,从电源或者USB的+5V常开电源取电,然后连到主板的Power on上面,就可以遥控开机了。而且这是个学习型红外模块,我把电视遥控器上平时不用的按键定义给它,就可以用电视遥控器打开电脑或者关机了,是的,我讨厌一大堆遥控器。
那么,立正站好,关掉风扇,到桶里去做个压力测试:

自然对流的风道一目了然:花筒下部自有一排开孔,正好进风,花筒上口不封闭,热空气自然上升排出。测试结果令人满意,室温35度没开空调,用AIDA64满载全部4C8T,CPU自动睿频到3.1G,1小时后桶内气温51.1度,CPU核心71度,主板52度,温度不再升高。此时CPU睿频仍然在2.8-2.9G之间游荡。如果同时满载显示核心,温度也不会变化,但CPU会跑回默频2.5G。3770T的功耗控制很智能,猫头鹰C12P功不可没:

停止压力测试后,CPU自动进入节能,降频为1.6G,温度迅速下降。实际使用时,不可能有什么应用能把CPU满载1小时,所以这个被动散热方案相当安全。也正是这个测试,让我发现这个PCH不仅散热不靠谱,温度检测还有问题,散热片烫得都不能摸,它才测得个52度?温度检测咱左右不了,换散热器是必须的,当然换成无声散热也是必须的。换成超频三花无缺2,比华硕原配散热器要低7度左右。
好的,先把你捞出来,咱们折腾一下架构的细节。背板走线已经不fashion了,甭管正面背面,能藏起来的绝不露出来。主板附赠的SATA线足有半米长,淘宝了一条20cm的,紧凑。
既然猫头鹰散热器带了个顶级的14cm风扇,不用也是浪费,还是把它装上备用,大不了关掉就是了。猫头鹰送了两条调速线,最低可以降速到800转/分钟,1米外基本无声。可这怎么能满足全静音的要求呢?于是我拆了其中一条,用可调电阻DIY了一个调速器,调到580转/分钟,这下只有贴在花筒上才能听到声音了。为什么呢?另一个亮点来了:胶钉+弹簧,全悬挂安装:

这个风扇也有个缺点,连线是硬线,振动还是会传导。于是我扒了他的皮又把它拧成弹簧……上图基本可以看出全部的走线,都很简洁,就这条弹簧扎眼,哎。我用导热硅脂把铝型材和CPU散热器连在一起了,所以支架最下面用了几个导热垫,希望减震之余能把热量导到花筒底部去,后来发现没啥效果,因为铝型材确实不太热。
红外单片机的输出端要把电源按钮并联进来,这样才可以让按钮和遥控器都能控制开机。
来个侧面特写:

蜂鸣器还是要接,否则没法侦错,反正便宜的很。电源线上的白色缠绕管是理线利器。图中还可看到捆扎线把主板端的电源线捆了个瓷实,没办法,一切为空气对流让路,我们组HTCP的原则就是:宁短勿长,宁矮勿高,凡是浓缩的,都是精品。
那么,主板的各种接口怎么办?还是缠绕管啦:

MOD就是麻烦,光是确定每根线从缠绕管里出头的长度就够费劲的。缠绕管弹性很足,顺利的把一大坨线固定成笔直一条,从花筒底部的开口走出去。笔直的目的,是为了让它贴紧花筒内壁。
为了节省空间,各种线材的街头必须矮穷矬……恩不对,是矮小短。图中可见Orico的USB3.0扁式延长线,苹果的HDMI线,仿冒苹果的USB2.0延长线,都是能买到的最矮的了。网线接头都是标准的,于是只好破坏它,从侧面杀开一条血路,用10年未用的已经开裂的网线钳子和10年前买的杂牌水晶头山寨了一个侧弯网线,还是六类线……
那么……开始合体!

不用的接头都用防尘堵保护起来,电源线向后,带灯开关向前,各自用螺纹固定,红外探头向左露一小脸。整套东西用几块钱买来的20cm风扇保护罩盖住,恩,我还缺一块钢丝网来防尘。左边的空间是给独显预留的,不过我已经没什么兴趣装它了。什么?你说上面还留有空间?拜托,那是有用滴,花姑娘怎么能没有花呢?

红外探头就拿在姑娘手里,线是从裙底穿过去的哟,嘿嘿。外接的接口是4个USB2.0和2个USB3.0,其实主板上还能接出4个2.0和2个3.0,暂时不需要那么多了。
电视上的Win7评分是6.6,受核显拖累。其中CPU 7.6,内存7.8,图形6.6,硬盘7.9。浦科特128M3P实在猛,直接满分了。估计如果关闭节能,CPU和内存也能满分。装了Win7 64bit、Office和一些常用软件,360测得开机时间16秒,五星级神机。关节能用AS SSD测得硬盘得分901,但4K写只有60多M,谁能告诉我网上90多M的分数是怎么跑出来的?
还是测了一下打开风扇的散热情况,全部满载,风扇580转,CPU最高61度,主板45度,同样完全无声。风扇悬挂安装虽然麻烦,但还是很值得的。
最后晒一下工具摊,一片狼藉:

欢迎交流,转载请注明wolfccb,谢谢CCTV,谢谢爹地妈咪,谢谢老婆大人的大力支持。
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发表于 2016-9-12 15:57:00 | 显示全部楼层
高手,佩服!!!!
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匿名  发表于 2017-1-13 08:25:34
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匿名  发表于 2017-1-13 09:26:54

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匿名  发表于 2017-1-13 09:28:24
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