هیت سینک ها دستگاه‌هایی هستند که به خنک کردن CPU و سایر اجزای سازنده گرما در داخل کامپیوتر کمک می‌کنند. بدون هیت سینک، قطعات ممکن است بیش از حد گرم شوند و به رایانه آسیب برسانند یا عملکرد آن را کاهش دهند. این در حالی است که هیت سینک‌ها برای مینی کامپیوتر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند، زیرا نسبت به کامپیوترهای بزرگتر دارای فضای کوچک‌تر و تهویه کمتری‌هستند. بنابراین برای جلوگیری از گرمای بیش از حد نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده کارآمدتری دارند. به‌همین خاطر قصد داریم در این مطلب به‌طورکامل به اهمیت هیت سینک در مینی کامپیوتر و کاربردهای مینی کامپیوتر های فن لس در صنایع مختلف بپردازیم و هر آن‌چه که باید در این زمینه بدانید را در اختیارتان قرار دهیم. پس تا آخر مطلب با ما همراه باشید.
مینی کامپیوتر چیست؟
مینی کامپیوتر یا مینی پی سی ( Mini PC ) یک کامپیوتر کوچک، ارزان و مناسب برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها هستند که اولین بار در سال ۱۹۶۵ به بازار عرضه شد. پس از آن کمپانی‌های بزرگ مانند HP، Interdata، Varian Data Machines و Data General (DG) به تولید مینی کامیپوترها پیوستند.
مینی پی سی یا کامپیوتر کوچک که به‌عنوان کامپیوترهای میان‌رده نیز شناخته می‌شود، بیشتر ویژگی‌ها و قابلیت‌های یک رایانه بزرگ را دارد اما از نظر اندازه فیزیکی کوچک‌تر است.
مینی کامپیوتر به‌طورکلی دارای قطعات مشابه یک کامیپوتر است، اما چند تفاوت بین‌شان وجود دارد. پردازنده‌های مینی پی سی معمولاً از پردازنده‌های مبتنی بر ARM استفاده می‌کنند چون کم‌مصرف و سایزشان کوچک است. همچنین Mini PC از حافظه فلش برای نگه‌داری اطلاعات استفاده می‌کند؛ اما این کامپیوتر کوچک بدون فن است که این می‌تواند یک مشکل بزرگ و گرم شدن دستگاه باشد با این‌حال اصلا جای نگرانی نیست، زیرا می‌توانید به سراغ هیت سینک بروید.
هیت سینک چیست؟
هیت سینک (heatsink)، به‌طور کلی، جزء فلزی از بسیاری از سیستم‌های خنک‌کننده است که از مواد رسانای حرارتی مقاوم ساخته می‌شود. هیت سینک‌ها به‌خودی خود غیرفعال هستند، بدین‌معنا که هیچ قسمت متحرکی ندارد و برای عملکرد باید به دستگاه‌های الکترونیکی متصل شوند. به‌همین خاطر، در بیشتر موارد، هیت‌سینک با یک فن ترکیب می‌شود تا گرما را از اجزای حیاتی دور سازد و به سمت هوای بیرون یا یک محیط خنک‌کننده مانند آب یا روغن هدایت کند.
Heatsink برای این‌که بتواند گرما را جذب کند از مواد با رسانا بالا و معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود تا با جذب گرما دمای دستگاه را در محدوده مناسب نگه دارد. بدون استفاده از هیت‌سینک احتمال بالا رفتن کلیه وسایل الکترونیکی وجود دارد.
هیت سینک چگونه کار می کند؟
هیت سینک در ابتدا هر منبعی که گرما تولید می‌کند را شناسایی می‌کند. سپس گرما را از طریق مواد رسانایی که در اجزای خود دارد از منبع دور می‌سازد. این امر به‌خاطر مواد با رسانایی حراراتی بالا که در هیت‌سینک است، انجام می‌شود. در مرحله‌ی بعدی گرما در سرتاسر هیت‌سینک پخش می‌شود و از محیطی با دمای بالا به محیطی با دمای پایین حرکت می‌کند. در مرحله‌ی آخر گرما از هیت‌سینک دور می‌شود. این فرآیند به گرادیان دمای سینک حرارتی و سیال آن معمولاً هوا یا یک مایع غیر رسانای الکتریکی متکی است. سیال عامل گرما را از سطح سینک عبور می‌دهد که از انتشار حرارتی و همرفت استفاده می‌کند تا گرما از سطح دور و به اطراف منتقل شود. این به یک گرادیان دما بستگی دارد، بنابراین اگر دمای اطراف سردتر از هیت‌سینک نباشد، هیچ جابه‌جایی و حذف حرارت بعدی رخ نخواهد داد.
انواع هیت سینک ها
اصلی‌ترین کاربرد انواع هیت‌سینک‌ها دور نگه داشتن گرما از کلیه قطعات الکترونیکی به‌ویژه سرورها، کامیپوترها و مینی کامپیوتر صنعتی است. انواع هیت‌سینک براساس عملکرد هیت‌سینک به سه مدل فعال، غیرفعال و هیبریدی تقسیم می‌شوند.
هیت سینک فعال (Active heat sink)
هیت‌سینک فعال یا Active heat sinks با استفاده از عملکرد هوای متحرک باعث افزایش جریان سیال در محلی که گرما وجود دارد، می‌شود. این مدل از فن‌ها، پمپ‌های آب یا سایر فرآیندهای برقی برای افزایش ظرفیت خنک‌کننده و سرعت بخشیدن به سرعت انتقال حرارت استفاده می‌کند.
هیت‌سینک‌های فعال در سیستم‌های الکترونیکی مانند کامیپوتر یا مینی کامپیوتر برای خنک کردن اجزای تولیدکننده گرما مانند CPU و GPU استفاده می‌شوند.
هیت سینک غیرفعال (Passive heatsink)
هیت‌سینک های غیرفعال یا Passive heat sinks به همرفت متکی هستند. این بدین معنا است که شناور بودن هوای گرم به تنهایی باعث ایجاد جریان هوا در سراسر سیستم هیت‌سینک می‌شود. این مدل از هیچ فنی استفاده نمی‌کند و قطعات متحرکی ندارد در نتیجه قابل اعتمادتر است. همچنین این نوع هیت‌سینک برای حذف گرما نیازی به برق ثانویه یا سیستم‌های کنترلی ندارد؛ اما در انتقال گرما از یک سیستم نسبت به هیت‌سینک فعال موثرتر عمل می‌کند.
هیت سینک هیبریدی (Hybrid heat sinks)
هیت‌سینک هیبریدی ترکیبی از جنبه‌های هیت‌سینک غیرفعال و فعال است. هنگامی‌که سیستم در سطوح خنک‌تر کار می‌کند، منبع هوای اجباری غیرفعال است. بنابراین، سیستم خنک‌کننده غیرفعال است. هنگامی که دمای منبع افزایش می‌یابد، مکانیسم خنک‌کننده فعال درگیر می‌شود. این باعث افزایش ظرفیت خنک‌کننده و عملکرد سیستم هیت‌سینک می‌شود.
مزایا استفاده از هیت سینک در مینی کامپیوتر
هیت‌سینک در مینی کامپیوتر معمولاً برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و بهبود عملکرد استفاده می‌شوند. برخی از مزایای استفاده از از هیت سینک در مینی پی سی عبارتند از:
- به دلیل دفع گرما از قطعه به بهینه‌سازی جریان خنک‌کننده کمک می‌کند.
- به‌دلیل لزوم استفاده از هیت‌سینک غیرفعال (بدون نیاز به فن) سطح نویز در مینی پی سی کاهش می‌یابد.
- به‌دلیل جلوگیری از بالا رفتن دما در سطح سیستم از بروز آسیب به قطعات کمک کرده که در افزایش طول عمر سیستم نیز تأثیرگذار است.
محدودیت های استفاده از هیت سینک در مینی کامپیوتر
با تمام مزایای استفاده از هیت سینک در مینی کامپیوتر این قطعه محدودیت‌هایی برای این کامپیوتر کوچک دارد که عبارتند از:
- هیت‌سینک‌ها می‌توانند حجیم و سنگین باشند که در مینی پی سی با فضای محدود استفاده از آن‌ها سخت خواهد بود.
- هیت‌سینک‌های ظرفیت خنک‌کنندگی محدودی دارند و فقط می‌توانند گرما را از قطعه به هوای اطراف پخش کنند. اگر دما بیش از حد بالا برود، ممکن است این قطعات نتوانند به‌طور موثر سیستم را خنک کنند.
- برخی از هیت‌سینک‌ها برای بهبود عملکرد خنک‌کنندگی در مینی پی سی به فن نیاز دارند که می‌تواند سطح نویز را در این کامیپوتر کوچک افزایش دهد.
- نصب هیت‌سینک در مینی پی سی نیاز به تخصص فنی دارد و می‌تواند برای کاربران تازه کار چالش برانگیز باشد.
مینی کامپیوتر فن لس چیست؟
مینی کامپیوتر فن لس و یا مینی کامپیوتر بدون فن یک کامپیوتر کوچک است که فن یا سیستم خنک‌کننده فعال ندارد و در عوض از راه‌حل‌های خنک‌کننده غیرفعال مانند هیت سینک غیرفعال برای دفع گرما استفاده می‌کنند. مینی کامپیوتر بدون فن معمولاً به‌دلیل مصرف انرژی کم، عملکرد بی‌صدا، اندازه جمع‌وجور و اهمیت حفظ دمای مناسب برای عملکرد بهینه برای محیط‌های صنعتی طراحی می‌شود و از آن می‌توان برای اهداف مختلفی مانند کارهای اساسی، پخش رسانه‌ای مانند سینمای خانگی، کار اداری، برنامه‌های صنعتی و یا پزشکی استفاده کرد.
در مینی کامپیوتر فن لس گرمای تولید شده توسط CPU توسط محفظه‌ی آلومینیومی که عملکرد شبیه به هیت‌سینک غیرفعال را دارد و عمدتاً روی سطح مینی پی سی قرار می‌گیرد، جذب شده و از طریق پره‌های مخصوص در محیط پراکنده می‌شود.
کاربرد مینی کامپیوتر فن لس
فناوری بدون فن در مینی کامپیوتر فن لس نه تنها به بی‌صدا شدن سیستم کمک می‌کند بلکه خطر ورود گردوغبار، رطوبت یا سایر زباله‌ها به سیستم و ایجاد خرابی مکانیکی را نیز از بین می‌برد. به‌همین خاطر مینی کامپیوتر بدون فن برای استفاده در محیط‌های خشن، کثیف یا مرطوب عالی هستند و در عین حال از مقاومت بالایی در برابر تنش‌های زیاد در محیط‌های صنعتی نیز برخوردار هستند. همچنین استفاده کامیپوتر یا مینی کامپیوتر صنعتی که دارای فن هستند در صورت قرارگیری در محیط‌های صنعتی می‌توانند به‌شدت آسیب ببینند. به‌عنوان مثال اگر سیستم در یک خط تولید با گردوغبار قرار بگیرد فن‌ها آن را جذب کرده و به‌راحتی می‌تواند به کل سیستم آسیب برساند. اما استفاده از یک کامپیوتر کوچک بدون فن در محیط‌های صنعتی هیچ‌گونه از این خطرات را ندارد. به‌همین خاطر است که استفاده از مینی پی سی صنعتی بدون فن در صنعت خودروسازی، اتوماسیون یا خطوط تولید بسیار مرسوم است.
نتیجه گیری
همان‌طور که در این مطلب خواندید هیت‌سینک‌ها بخش جدایی‌ناپذیر از کامپیوتر و مینی پی سی هستند که برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و اطمینان از عملکرد بهینه مورد استفاده قرار می‌گیرند. این در حالی است که هیت‌سینک و کاربردشون در صنایع مختلف اهمیت ویژه‌ای دارند.
از هیت‌سینک‌ها برای خنک کردن موتورها، باتری‌های اینورترها و سایر قطعات خودروهای الکتریکی و هیبریدی استفاده می‌شود که در بهبود کارآیی، عملکرد وسایل نقلیه، کاهش انتشار آلاینده‌ها و سروصدا کمک می‌کند. همچنین از هیت سینک برای خنک کردن موتورها، ژنراتورها، ترانسفورماتورها، ماشین‌های جوشکاری و سایر تجهیزاتی که در دماهای بالا در بخش‌های مختلف صنعتی کار می کنند استفاده می‌شود. این قعطات نه تنها باعث جلوگیری از افزایش حرارت می‌شوند بلکه در افزایش طول عمر تجهیزات نیز نقش دارند. این در حالی است که در صنایع پزشکی نیز از هیت‌سینک‌ها برای خنک کردن لیزرها، دستگاه‌های اشعه ایکس، اسکنرهای MRI و سایر وسایل پزشکی که در حین کار، گرما تولید می‌کنند استفاده می‌شود. که در بالابردن دقت دستگاه و جلوگیری از افزایش دما آسیب رساندن به بیماران و کارکنان نیز تأثیرگذار هستند.
