Raspberry Pi 4 может работать в перегретом состоянии! Читайте далее, чтобы узнать как оптимально расположить радиатор на Raspberry Pi 4, его размерах, материалах и многом другом.
Микрокомпьютер Raspberry Pi 5 На борту Raspberry Pi 5 уже есть четыре порта USB, беспроводные интерфейсы Wi-Fi/Bluetooth и полноценный гигабитный Ethernet, чтобы сразу приступить к работе.
Raspberry Pi 4 — это четвертое поколение чрезвычайно успешного одноплатного компьютера Raspberry Pi. По сравнению со своими предшественниками, он более чем в три раза мощнее и добавляет некоторые полезные функции, такие как два порта HDMI и больше памяти. Но эти дополнительные возможности потребляют больше энергии, а энергия выделяет тепло.
В частности, есть четыре компонента, которые нагреваются: процессор, контроллер USB, контроллер Ethernet и оперативная память. И в зависимости от того, как они используются, каждый из них может превысить максимальную рекомендуемую рабочую температуру (70 °C или 85 °C для процессора).
Печатная плата Pi 4 предназначена для отвода тепла, но этого, как правило, недостаточно. Без дополнительного охлаждения процессор защищает себя, снижая тактовую частоту, что приводит к снижению производительности. Постоянная работа при высоких температурах также может привести к сбоям и сократить срок службы Pi.
Для отвода избыточного тепла часто используется «активное охлаждение», как правило, с помощью вентиляторов. Однако вентиляторы могут создавать шум, потреблять энергию и снижать общую надежность. В таких случаях лучшим вариантом может стать пассивное охлаждение с использованием радиаторов.
Проверить цену радиатора Raspberry Pi 4:
Охлаждение Raspberry Pi 4
Процессор Raspberry Pi имеет встроенный температурный датчик, который может определить, когда он перегревается. Это происходит, например, когда он работает над сложным программным обеспечением. Чтобы предотвратить дальнейшее повышение температуры, он снижает тактовую частоту процессора. Такое «дросселирование» замедляет работу всего процессора и может существенно повлиять на производительность любой запущенной программы.
Как же избежать такого влияния на производительность и при этом сохранить плату холодной?
Есть несколько подходов:
Обновление ПО
С момента выпуска Pi 4 было внесено несколько изменений в прошивку и операционную систему, чтобы настроить дросселирование и в целом снизить энергопотребление более чем на 15%. Поэтому важно убедиться в их актуальности.
Ориентация платы
Ориентация платы также имеет значение. Если расположить ее вертикально, так, чтобы заголовок GPIO находился внизу, а порты HDMI — вверху, это улучшит конвекцию и охлаждение. Любой естественный поток воздуха также оказывает положительное влияние, поэтому избегайте тесных замкнутых пространств.
Радиатор
В подавляющем большинстве случаев требуется радиатор. Они обеспечивают дополнительные теплопроводящие пути для отвода тепла от горячей схемы и рассеивания его в окружающем воздухе.
Их простота и низкая стоимость делают радиаторы привлекательными для многих приложений. Изготовленные из металла с выступающими ребрами или штырьками, с которых тепло уходит за счет конвекции и излучения, они физически прикрепляются к нагретым частям Raspberry Pi и помогают сохранить их холодными.
Конечно, тепло все равно нужно куда-то девать. Радиаторы (или вентиляторы, если на то пошло) не будут работать внутри полностью закрытого и теплоизолированного корпуса, поэтому вентиляция и естественный поток воздуха все равно необходимы. Также имейте в виду, что радиаторы могут оказаться не лучшим вариантом при длительной высокоинтенсивной обработке данных, поскольку образующееся тепло может потребовать активного рассеивания.
Радиаторы
Для такой простой концепции количество различных конструкций и мнений о радиаторах может сбить с толку! Вот что вам нужно знать.
Радиатор на Raspberry Pi 4: Физические характеристики
Размер и форма
Самым важным фактором эффективности радиатора является площадь поверхности ребер или контактов — чем больше площадь поверхности, тем эффективнее радиатор. Это может быть достигнуто за счет большей площади поверхности или более высоких ребер. Однако высокие ребра могут мешать установке дополнительного оборудования, поэтому в зависимости от типа HAT или аксессуара, который вы хотите использовать, вам может понадобиться выбрать низкопрофильные ребра или, например, добавить удлинители для выводов GPIO.
Материал
Радиаторы часто изготавливаются из алюминиевого сплава, который прост и дешев в производстве, но при этом очень эффективен. Точный тип сплава редко указывается, но некоторые из них в два раза эффективнее проводят тепло, чем другие. Лучшие варианты алюминиевого сплава имеют значение 229 Вт/(м-К), а самые низкие могут быть менее 150 Вт/(м-К).
Медь — один из лучших материалов для радиатора и для Raspberry Pi предлагаются конструкции со значением до 400 Вт/(м•К).
Теоретически черные радиаторы имеют преимущество, но этот эффект ничтожен при относительно низких температурах, которых достигает Pi, поэтому не стесняйтесь игнорировать цвет и просто выбирайте то, что вам нравится!
Размещение
Самое важное место для крепления радиатора — над процессором (иногда называемым SoC для Raspberry Pis), но по сути вы можете разместить его в любом месте, где он не будет мешать разъемам Pi. Большие низкопрофильные радиаторы нужно располагать аккуратно, чтобы избежать риска замыкания соединений вблизи контактов GPIO.
Хорошей практикой является выравнивание ребер по плате (т.е. по направлению к контактам GPIO), так как это улучшает производительность при вертикальном расположении, как рекомендуется. Если радиатор упакован в корпус, убедитесь, что естественный воздушный поток вокруг радиаторов не ограничен.
Некоторые радиаторы разработаны специально для Raspberry Pi 4 и устанавливаются точно поверх одной или нескольких областей, которые нагреваются. Это «безопасные» варианты, но любой радиатор, который можно установить (независимо от точного размера или нет), будет работать одинаково.
Термопаста или клей
Это очень важно! Радиаторы должны крепиться к компонентам термически эффективным способом. Многие радиаторы поставляются с теплопроводящей липкой лентой и очень важно, чтобы она была наклеена правильно. Любое небольшое количество воздуха, попавшее между лентой и радиатором или процессором, окажет крайне негативное влияние на эффективность.
Некоторые пользователи игнорируют ленту и вместо нее используют специальную теплопроводящую эпоксидную смолу. Ее также необходимо наносить строго в соответствии с инструкцией. Следите за тем, чтобы она распределялась равномерно и не слишком толстым слоем.
Использование клея может быть невозможным в некоторых случаях, когда радиаторы встроены в корпус. В таких случаях для правильной работы радиатора необходимо использовать термопасту.
Варианты Радиаторов
Окончательное решение о выборе радиатора зависит от того, для чего используется ваш Pi, его местоположения и экологических соображений, а также от вашего бюджета и от того используете ли вы корпус или приставку. Как обычно рекомендуется приобретать детали у надежного поставщика (радиатор из плохого сплава и с плохой термолентой не будет эффективным).
Автономные радиаторы
Существует три варианта автономных радиаторов. Первый, самый простой и наиболее подходящий для приложений, не требующих интенсивных вычислений или ввода-вывода, — это один радиатор размером с процессор, расположенный на самом процессоре.
Второй вариант — большой или негабаритный радиатор, занимающий место больше, чем процессор. Такие радиаторы более эффективны, но требуют дополнительного внимания для правильной установки и могут ограничивать прокладку проводов и выбор корпусов.
Третий вариант — купить специальный набор из трех или четырех радиаторов, подходящих для каждой из горячих областей Raspberry Pi. Это хороший вариант для трудолюбивых Pis, которые хорошо подключены с помощью USB, Ethernet и оперативной памяти, например, используемых в качестве настольных компьютеров.
Во всех этих случаях убедитесь, что радиаторы помещаются в любой корпус, который вы планируете использовать.
Корпус с радиатором
Существует несколько моделей корпусов с уже встроенными радиаторами: Одним из ключевых примеров является корпус Аргон Нео Raspberry Pi 4.
Эти корпуса разработаны таким образом, чтобы заключить Raspberry Pi 4 в корпус, обеспечивающий физический контакт с горячими частями платы. Это могут быть простые, эффективные решения, которые пользуются большой популярностью среди обычных пользователей Pi. Они не подходят для случаев, когда используются HAT и другие подключаемые периферийные устройства, и необходимо позаботиться об обеспечении хорошего теплового соединения между корпусом и платой с помощью термопасты.
В Интернете можно найти множество сравнений различных решений по охлаждению радиаторов, хотя они могут быть интерпретированы в зависимости от конкретного применения. В целом, считается, что чем больше площадь поверхности радиатора, тем лучше. Существуют противоречивые мнения относительно корпусов, но в целом они работают очень хорошо. В итоге, любое охлаждение лучше, чем его отсутствие!
