2016年2月14日日曜日

ペルチェ素子冷却霧箱の作製 その7

 
ペルチェ素子を水冷することで一段でもそれなりに冷えることが確認できました。
本番ではペルチェ素子を二階建てにしようと考えております。うまくいくとさらに冷やすことができるはずです。
ということで、今回はペルチェ素子を2階建てで冷やすための電源を準備し、さらにチャンバやらなんやら霧箱の中心となる部分を作っていきます。

これが電源(笑 The ATX 電源であります。
500円くらいでその辺に転がっている割には秀逸な性能です。もはやどうやって手に入れたのかわかりませんが、実家のおもちゃ箱にあったものを持ってきました。おそらく過去PCを組んだ時に使っていたものでしょうね。


スペックを見てみましょう。
3.3V 14A、5V 26A、12V 9A などなど、とものすごい容量です。この中から5Vと12Vを使おうかと思っております。二階を5V、一階を12V にする予定。電流容量的には直結してしまって大丈夫と思われます。


このままではATXマザー用の極太ケーブルが出ていて使いにくいので、シンプルな形に改造します。
とりあえず開けて、


すごい線の量であります。


電流稼ぐためでしょうね、同じ端子から何本もケーブルが引き出されております。


ATX規格で電源線の色と電圧が決まっています。くわしくはGoogle先生に聞いてください。
とりあえず見えてるところは、赤の5V、


黄色の12V、この二つとGNDだけでいいのです。


あと、左の方に見える緑の線が必要です。これをGNDに落とすと電源がONになります。


奥の方は見えませんが、-12Vとかいらないやつが出ています。


紫は常時5Vが来ていたはず。通電LEDなんかに使うといいのかも。


使わない線はバシバシ切っていきます。


だいぶすっきりしました。


ここで、電源が生きているかどうかテストします。先ほどの緑をGNDに落とすとファンが回転しますので通電が確認できます。


この状態で、黄色は10.9Vですね。12Vのはずですが、おそらく負荷が何もないので本気を出してないんでしょう。ペルチェ繋いだら12Vになるんじゃないかと思います。後日確認します。


5Vはまあ、あってるかな。そもそもこのテスターが怪しい。SANWAのやつがあるんですが、出すのめんどくさくて。


あとはいらない線の端部を処理していきます。これをやっとかないと煙やコンデンサの爆発が起きる可能性があります(笑


で、緑とGNDをハンダ付けして、


引き出す線に端子をつけます。


いろいろ考えた結果、ケーブルをぶらぶらさせとくのはみっともないので、端子台を使うことにしました。


こんな感じにスリットに固定します。


穴ピッチがちょうどよかったので、無加工でがっちり固定できました。
ねじの先が放熱板とかに接触しないことを確認しておきます。


で、先ほどの端子をつけた線を、


こうやって固定すれば、


出来上がり。いい感じです。せんばぶらぶらしていないので運んだりしまったりするときも楽です。
これで、電源の準備は完了とします。


お次、底面に穴を開けて黒アルマイト板を接着したチャンバ。


このアルミの部分が冷却されます。


裏側。ここにペルチェ素子を固定します。


使うペルチェ素子。フェローテックの同じものを二枚使います。


こんな感じにしましょう。


まず、このシリコングリスで二枚のペルチェ素子を貼り合わせます。


適当に塗って、爪楊枝で塗り広げて重ねます。


重ねた状態でぐりぐりやって余分なグリスを押し出します。これだけでほぼ二枚が密着して動かなくなります。


これをチャンバ底部の板に貼り付けます。この時も冷却面にはグリスを塗って密着させます。
そして、十分に密着が確認できたら、周りをシリコンシーラントで覆います。


このまま放置すればシーラントは固まります。


数時間後。パーフェクトに固まっております。


引き出し線のところはやすりで溝を切り込んで、エポキシで固定しておきます。


ここで久々の2000円超音波カッター登場。
何をするのかというと、


冷却台をペルチェ素子に密着させたときにホースを引き出す部分の切り欠きを作ります。


一撃です。あまりに安直に切れるのでかえって真っ直ぐ切りにくいのです。
とりあえずこれでチャンバ底部の加工は終わり。


お次、チャンバと温度計測基板を一枚の板に載せるため、アクリル板を加工します。


こんな感じのレイアウトにするつもり。
ちょいちょいと図面を書いて、Gコードを作ります。


で、レーザ加工機でぶった切ります。動画で。燃えとる(笑


もう一本。


切れました。


いや便利です。素晴らしい。作ってよかったレーザ加工機。


裏面にゴム足つけて、


こんな感じ。


保護紙はがして基板を固定します。


ねじはいつものジャンクねじ。


寸法通り。いつもながら気持ちがいいです。


寸法合わせてますから当たり前なのですが、キットを組んでる感じ。


チャンバは、このようにM4のボルトを4本立ててここに固定することにします。最終的には冷気が逃げないように樹脂ねじにする必要があるでしょうね。


こんな風に載せます。


ではお次、このアクリル板の上に冷却台を固定するための治具を作ります。今度は3Dプリンタさんの出番です。
sketchupでちょいちょいと設計して、


STL吐いて、


Gコード作ります。
fusion360使ってもいいんですが「いずくんぞ牛刀を用いんや」の感がありますのでここは早い方で。


最近好調な3Dプリンタさん。


積んで積んで、


1時間くらいの作業です。


出来ました。


ぴったりです。素晴らしい。


気持ち良すぎ。


外して、


こんな感じに固定します。


もちろんジャンクねじ。ここはタッピングで。


レーザ加工と3Dプリントの穴位置がぴったり合っているこの快感。生きている間にこんな時代が来ようとは。


固定しました。


改めてM4の柱を立てて、

 水冷台載せて、

チャンバ底部を乗せて、


保護用のマスキングテープ剥がして、


蓋を乗せれば出来上がり。


まだ水冷台とペルチェ素子の間はグリスを入れておりませんが、外観上はこれで第一試作の完成です。


まずはこの状態でどこまで冷えるか、果たして放射線の飛跡は見えるのか。


非常に楽しみですが、本日はここまでです。

来週末は所用で帰省しますので、テストはしばらくお預けです。

2 件のコメント:

  1. 圧着端子にマークチューブを付けると、俄然本格的に見えるのでお勧めです。副次的に接続間違いも無くなります。
    マークチューブの印刷をレーザでやってみるのも面白そうですね。

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    1. unknownさん、確かに。
      あれカコイイですね。白い奴しかみたことないけど、マーキングできるかな。
      今度秋葉でみてみます。

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