Радиатор 100х41х8 мм с мелким зубом из алюминия для пассивного охлаждения мини ПК типа Meegopad

Добрый день всем читателям. Хочу предложить вашему вниманию обзор алюминиевого радиатора с вариантом его применения для пассивного охлаждения мини компьютера типа Meegopad с процессором Intel Atom Z3735F. Часть 1.

Небольшая предыстория.
Некоторое время назад, по воле случая, приобрел на одной из местных интернет барахолок мини компьютер Meegopad T01. Давненько посматривал в их сторону, с конца 2014 года, но цена в 60-80 USD, а также отсутствие острой необходимости в приобретении данного гаджета в интернет магазинах сдерживала. И так дома достаточное количество разнообразных ПК, ноутбуков, планшетов и смартфонов. Но приятная цена, около 20 USD (с торгом при начальной цене более 40) и любопытные руки, жаждущие заполучить очередной электронный объект для экспериментов, перебороли жабу. Достался он мне, кстати, с упавшей и незагружающейся системой Windows 8.1 родной китайской установки, продавец не хотел копаться с перестановкой, да и родной блок питания отсутствовал. Не беда. Также он жаловался на нестабильность работы, выражавшуюся в торможении и отключении в играх, или уход в синий экран при длительной, более суток с его слов, работе. Мне кажется предыдущий хозяин немного переоценил его возможности. Да, мини компьютер по характеристикам слабоват, но для не тяжелой офисной работы и брожения по интернету годный. Модели на данный момент уже почти три года, выпускается уже большое количество улучшенных модификаций, но как говорится, чем богаты, тем и рады.
Восстановил с Live образа старую систему. Посмотрел, и снес ее полностью, вместе с каким то китайским софтом, играми предыдущего владельца (гонки типа NSF, простите, я не геймер, не разбираюсь), а так же с заводским архивом образа системы, полностью отформатировав внутренний накопитель. Номинально он 32Gb, в реальности около 28Gb. Места мало, дорог каждый мегабайт пространства. Новая система установилась без проблем (сначала 8.1, потом переустановил 10-у), драйвера все нашлись, почти все автоматом. Помог с некоторыми драйверами всем известный, мною также читаемый сайт
4pda.ru/forum/index.php?showtopic=625302
Поработав некоторое время с мини компьютером, я сам на своем опыте прочувствовал все недостатки конструкции гаджета в охлаждении. Не даром в последующих версиях (Т02, Т07) был установлен мини вентилятор для охлаждения радиатора процессора. Но он, на поверку, существенно не решал проблему. Почитав соответствующие форумы, решил, без дополнительного радиатора нормальное охлаждение на повышенных нагрузках, данный мини компьютер не игрок (или даже не жилец). Стал изучать предложения магазинов в оффлайне — ничего не подходило. Везде предлагали только радиаторы для процессоров, или в крайнем случае для видеокарт. Все они не подходили для моего случая по габаритам, и были приспособлены для активного охлаждения. Хотелось чего нибудь более аккуратного и гармонично выглядевшего, и обязательно, что бы не менять концепцию гаджета, надо было сохранить пассивное охлаждение. Ох не очень я люблю эти вечно шумящие и сосущие как пылесос пыль, кулеры (вентиляторы).
И вот, однажды, при очередном поиске, просторы Aliexpress выдали данный лот.
Габариты подходили под корпус Meegopad практически миллиметр в миллиметр, как будто китайские производители (мини ПК и радиаторов) договорились друг с другом. Мелкий зуб в количестве 26 штук — самое то. Надо заказывать. Так и поступил. Отзывов у магазина не очень много, что напрягало, но риск дело благородное. Тем более ничего так сильно подходящего по габаритам и цене не нашел. Да, попадались медные (?) по цене более 15USD, но это не для нас.
Доставка около 40 дней. Трек не прослеживался, но посылка пришла, получил, распаковал. Фото конверта не сделал, сорри. На тот момент не собирался писать обзор, но тема затянула, и решил поделиться с общественностью.
Вот он, красавец во всей своей красе.
Габариты совпадали с заявленными в странице магазина.
Не мудрствуя лукаво о том, каким образом прикрепить радиатор к корпусу мини компьютера, решил поступить следующим образом.
Клеем, типа «Момент», приклеить его к верхней крышке корпуса, предварительно зачистив поверхность пластика мелкой наждачной бумагой, зернистостью 120-200 единиц. Сердце кровью обливалось, когда снимал мелкую стружку с лакированной черной глянцевой поверхности крышки. Было чувство, как будто большим и ржавым гвоздем, длиной более 100 мм царапаешь старинный дорогой рояль. Но по другому клей не хотел схватываться на гладкой поверхности. Красота требует жертв, и дороги назад нет. До склейки прорезал канцелярским ножом прямоугольное отверстие в крышке около 15х30 мм прямо над расположением процессора и моста. Родной радиатор Meegopad и термопрокладку между радиатором и процессором оставил, да простят меня читающие это самодельщики-электронщики (предвижу комментарии о лишних преградах и слоях в бутерброде охлаждения). Но это был самый простой, на мой взгляд, способ монтажа радиатора при сохранении родного корпуса. Между новым и старым радиаторами образовался зазор около 2 мм, который я решил заполнить термопрокладкой 1 мм толщиной, https://aliexpress.com/item/item/New-GPU-CPU-Heatsink-Cooling-Conductive-Silicone-Pad-100mm-100mm-1mm-Thermal-Pad-high-quality/32295642747.html
и двумя медными прокладками 1 мм толщиной, купленными в оффлайне.

Вот что у меня получилось в итоге.



Для визуализации индикации включения мини компьютера просверлил отверстие в радиаторе соответствующего диаметра напротив синего светодиода.


Для лучшего контакта смазал родной радиатор и медные прокладки термопастой КПТ-8
(классика жанра, применяю ее, и не ругайте меня за это. Может я не современен и консервативен — возможно). Но паста меня не подводила и работает достойно во многих используемых мною гаджетах.


Ставим верхнюю крышку не место, защелкиваем. Нашему вниманию предстает следующая конструкция. Может не верх дизайнерской мысли, но что то привлекающее взгляд имеется.


Думаю пора приступать к тестам на нагрев мини компьютера.
Вначале немного теории по данному вопросу. Мощность процессора, согласно спецификации производителя Intel составляет 2,2 Ватт.
ark.intel.com/ru/products/80274/Intel-Atom-Processor-Z3735F-2M-Cache-up-to-1_83-GHz
Но блок питания, рекомендуемый производителем, должен обеспечивать 2 ампера на 5,0 вольтах, то есть мощность рассеивания на максимальной загрузке примем около 10 ватт.
От этого и будем отталкиваться. Нашел в интернете скан из справочника времен СССР

Согласно графика при температуре окружающей среды среды = 20 градусов, для температуры перегрева прибора 30 градусов (температура процессора 20+30=50 градусов) площадь радиатора 370 см2.
Для процессора Intel Atom Z3735F температура троттлинга более 85 градусов — поэтому для температуры перегрева прибора 60 градусов (температура процессора 20+60=80 градусов) площадь радиатора 180 см2. Примем это значение за минимально необходимую площадь радиатора для 10 ватт рассеиваемой тепловой мощности при температуре прибора 80 градусов.
Расчитаем площадь купленного радиатора:
1. Ребра: 10см х 0,6см х 2стороны х 26штук =312 см2;
2. Подошва: 10см х 4,1см х 2стороны = 82 см2;
Итого около 394 см2. Значение не очень точное, так как не учтены торцы радиатора, а подошва не полностью участвует в охлаждении, но все равно с учетом этого можно принять площадь равной около 350 см2.
По графику можно установить, что при такой плошади, при рассеивании 10 ватт тепловой мощности температура перегрева прибора будет составлять примерно 35-40 градусов (температура процессора 20+40=60 градусов)

Проверим теорию на практике.
Температура окружающей среды при тестировании 22,9 градусов:

Запускаем тестирование AIDA64 стресс тест CPU:


По прошествии 1-го часа стесс теста результаты следующие:
— троттлинг отсутствует,
— температура 80 градусов максимум.
Победа? — в каком то отношении да.
Но результаты вы скажете не полные, всего один час — это мало!
Хорошо, продолжаем дальше:


2 часа 30 минут. Результат:
— троттлинг отсутствует,
— температура 83 градуса максимум.
Результат испытаний положительный.

Однако теория немного расходится с практикой. Температура перегрева прибора составила 83-23=60 градусов. (Напоминаю, что согласно расчета должна была быть 40 градусов). Ну что же, спишем это на неточности измерений площади и температур. Возможно в данном расчете необходимо было учитывать коэффициенты (К=1,5 в нашем случае) на потери теплопроводности при передачи мощности через термопрокладки и какие либо другие факторы.

Для полноты информации привожу результаты измерений температуры нижней части корпуса мини компьютера:

Температура 57 градусов, при температуре внутри 83 градуса. Поверхность стола тоже ощутимо нагрелась. Но не критично.

Хорошо скажете вы, а с чем нам сравнить полученные результаты. Может и с родным охлаждением все нормально и троттлинг не возникает даже более 1-го часа стресс теста?
Продолжаем испытания. Демонтируем крышку с новым радиатором, и тут возникает вопрос, а как тестировать, что бы условия теста были как в корпусе с закрытой крышкой и с родным радиатором. Ничего лучше не придумал, чем закрыть корпус закаленным защитным стеклом для смартфона. Стекло, на сколько мне известно не очень хороший проводник тепла.

Запускаем стресс тест:


По прошествии 11-и минут стесс теста результаты следующие:
— появился троттлинг,
— температура 88 градусов максимум.
Тест прекращен мною по перегреву процессора. Ну не люблю я «издеваться» над техникой.
Да, жесткие условия эксплуатации при такой конструкции обеспечены.

И еще один эксперимент. Многие на форумах советуют снять верхнюю крышку и тестировать, а также эксплуатировать гаджет без нее, с открытым корпусом. Ну что же, проверим и это предубеждение.


По прошествии 14-и минут стесс теста результаты следующие:
— снова появился троттлинг,
— температура 88 градусов максимум.
Тест также прекращен мной по перегреву процессора. Ну опять не люблю «издеваться» над техникой.
Результат налицо.
Использование данного радиатора для пассивного охлаждения процессора Intel Atom Z3735F мини компьютера Meegopad приветствуется.

И в заключении расскажу вам о температуре в обычном «офисном» режиме работы. Почти в состоянии простоя. Без него обзор был бы не полным.

Около 25 минут потребовалось мини компьютеру на охлаждение и стабилизацию температуры. Получился результат: около 55 градусов. Вполне приемлемо, для данного формфактора.

Выводы:
1. Радиатор рекомендую применять для пассивного охлаждения мини компьютера типа Meegopad с процессором Intel Atom Z3735F. Стресс тесты проходят с хорошим результатом.
2. Цена вполне соответствующая для этого товара и подъемная многими радиолюбителями.
3. Дизайн мини компьютера не сильно изменяется в худшую сторону при модернизации системы охлаждения. Вопрос конечно спорный. Вероятно найдутся противники и критики, но мне нравится.
4. Относительная легкость монтажа и возможность выполнить его не сильно квалифицированными специалистами — дополнительный голос за модернизацию.
5. Концепция пассивного охлаждения осталась неизменной. Хотя очень многие рекомендуют закрепить вентилятор (хоть 12, хоть 5 вольтовый) сверху, запитать его от 5 вольт USB и будет вам счастье. Да, так наверное возможно будет легче добиться стабильности системы при повышенных нагрузках, но ведь мы, собравшиеся здесь, не ищем легких путей. Это не наш метод!