2019年4月第36卷第2期长治学院学报JournalChangzhiUniversity长of治学院学报Apr.熏2019Vol.36熏No.2智能化笔记本散热装置的设计闫俊伢，元圆梦
（山西大学商务学院信息学院，山西太原
摘
030001）
要：智能化笔记本散热装置的设计，主要以温度传感技术为核心，单片机技术、驱动风扇电机技
术、热插拔技术等，运用3DSMAX技术设计模型效果图。其主要功能在于自动监测CPU温度，并随温度变化调整风速的强弱，达到散热效果；通过石墨基复合材料使风扇震动减至最小，表面采用防尘过滤网面，同时在风扇同侧设挡板，有效减少灰尘进入且方便清洁。
关键词：散热效果；单片机；温度传感器中图分类号：TP273
文献标识码：A
文章编号：1673-2014（2019）02-0026-04
1设计技术
间电脑高温对通风槽以及通风孔的损坏，采用了较耐温防静电PMMA材料；为防止散热器转速过高对
以温度传感器技术为核心的笔记本散热装置，笔记本造成损坏，在散热器底部设一个温度传感器
主要采用单片机控制技术、温度传感技术、驱动风DS18B20，随时根据笔记本的温度进行风速调控；为扇电机技术、热插拔技术和C4D技术。其中智能温控散热装置中，单片机主要控制整个装置运转，达到散热效果；温度传感器与笔记本散热装置内单片机通信连接，以便其读取笔记本电脑温度；驱动风扇电机模块与温度传感器通信连接，便于驱动风扇电机模块根据接收到的温度信号产生PWM激励信号（即探测传感器信号），控制输入端与信号输出端相连接，根据传递的PWM激励信号进行调速；热插拔技术即带电插拔，用户可以在不切断电源的情况下关闭该装置。最后运用C4D技术，将模型效果图设计出来。2设计原理
笔记本散热装置的设计原理是将散热器的各个部分根据需要设置相应需求,为防止风扇震动对硬盘的损坏，采用了石墨基复合材料；为防止长时
防止灰尘进入笔记本，造成笔记本寿命减短，采用15PPI的聚氨酯空气防尘过滤网绵。3设计过程3.1
设计思想
首先，构思整体设计模型，在其内部设有多个风扇、通孔、通风槽，为防止灰尘进入笔记本电脑，在其散热装置表面设有防尘过滤网棉；为减小风扇转动带来的震动对硬盘造成损害，采用石墨基复合材料为外壳和通风槽，以减少震动。结合实际情况精确计算各部件大小及在散热装置中的位置，先在纸上画出简单效果图，再利用C4D软件构造模型。3.2
设计功能
笔记本散热装置的设计主要包括以下几个模块：单片机控制模块、温度传感器模块、驱动风扇电机模块、USB接口模块等。具体如下：
基金项目：山西省教育科学“十三五”规划2018年度课题“校企协同创新实习实训模式的研究与实践”（GH18168）；山西省高
等学校大学生创新创业训练项目（2019834）
收稿日期：2019—01—20
作者简介：闫俊伢，（1976—），女，山西太原人，教授，硕士，主要从事软件工程、人工智能、机器学习研究。
元圆梦，（1997—），女，山西长治人，山西大学商务学院学生。
窑26窑
闫俊伢，元圆梦智能化笔记本散热装置的设计
3.2.1单片机控制模块
该散热装置的主体部分是单片机控制模块，内
置高速存储器，增强输入输出端口和连接到两条APB总线的外设。3.2.2
温度传感器模块
通过温度传感器DS18B20获取笔记本环境温度并送到单片机，并通过单片机与上位机笔记本通信，获取计算机CPU工作温度。当温度达到30摄氏度时，启动散热装置，30-50摄氏度时，均为慢风，当温度大于50摄氏度时，启动强风。3.2.3
驱动风扇电机模块
可驱动46V、2A以下的电机。在散热装置中使用12V电压驱动电机，使其达到功率较大，散热能力较强。3.2.4
USB接口模块
通过USB3.1接口完成电源的连接。除此之外，USB支持热插拔，即在散热装置运行的情况下，可以安全断开USB设备，达到真正的即插即用。3.3
设计步骤
智能化笔记本散热装置模型设计主要分为三个步骤，首先对散热器内部进行设计，将作品核心部分实现；其次是对散热器的外部包装进行设计构想；最后在对散热器进行细节上的处理以及最终渲染品质。具体步骤如下：
第一步：对散热装置内部进行设计
（1）先挤压出五个圆柱体，将圆柱内部弄为空心，作为装置的通孔。每个通孔上面有11个1cm的缝隙，用来连接出通风槽。通风槽示意图，如图1所示：
图1通风槽示意图
（2）连接出风槽需要几个插板，建立与出风槽大小一致的插板，直接与通风槽连接，插板示意图如图2所示：
图2插板示意图
（3）做出五个小风扇（先做出一个扇叶，然后旋转复制出三个相同的扇叶。在做出风扇的外壳于轴心），大小必须与通孔一致。风扇示意图如图3所示：
图3风扇示意图第二步：对散热装置外部包装进行设计（1）首先建立一个空心长方体，八个角统一为圆角设计，大小将5个通孔合适的放入，将长方体宽面挡板去掉。并且在长方体盒子上方做出与通孔的通风槽位置一样的缝隙，用来出风。右侧黑色部分的挡板可以灵活拆除。散热装置外观如图4所示：
图4散热装置外观图
（2）在散热器上方建立四个半圆型物体，这是硅脂胶垫，更好的隔离笔记本与散热器，以达到更好的散热效果。胶垫示意图如图5所示：
窑27窑
长治学院学报
图5胶垫示意图
（3）在模型后方，用挤压工具加上两个USB标准的接口，里面是用来连接风扇的电源线。USB接口示意图如图6所示：
图6USB接口示意图
（4）最后运用细分曲面做出几条连接线，设置连接线的位置于排放，将风扇连接到USB接口。风扇连接示意图如图7所示：
图7风扇连接示意图
第三步:对散热装置进行最终的渲染
散热装置外壳采用石墨基复合材料，耐高温。最终效果示意图，如图8所示：3.4
设计效果
设计的智能化笔记本散热装置包括具有一定厚度的矩形底座，多个风扇、通孔、出风槽和胶垫以及温度传感器。其中所述多个通孔之间间隔一定距离并且设置于矩形底座的内部，每个通孔的同一侧都对应设置有风扇，每个通孔的另一侧都对应设置窑28窑
图8最终效果示意图
可拆卸的挡板，矩形底座的上表面设置具有相同间隔距离的多个出风槽，所述多个胶垫设置于矩形底座的上表面，所述温度传感器置于风扇下方。智能温控散热装置的整体效果图如图9所示、模块分解图如图10所示：
图9整体效果示意图
图10模块分解示意图
4温度传感技术的应用
温度传感器与单片机通信连接，是整个装置的核心部分，监测CPU温度并将温度信号传递。驱动风扇电机模块与温度传感器通信连接，其通过温度传感器传递信号（即CPU温度）来实现自动调节风速，当CPU工作温度达到30摄氏度时，启动散热装置，30-50摄氏度时，均为慢风，当CPU工作温度大于50摄氏度时，启动强风。实现一种智能化的散热效果，使笔记本时刻处于最佳工作状态。
智能化笔记本散热装置的设计
