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@NT1123

ラズベリーパイ4冷却ファン

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1. はじめに

ラズベリーパイ4は前機種に対してスペックが上昇した分、CPUの温度が上昇しやすく過度の負荷をかけると温度上限(85℃)に達し、それ以上温度が上昇しないように機能制限がかかります。この機能制限のため、アプリが正常に動作しなかったり動画閲覧時に動画が一時停止することが頻発しました。他の記事にもあるようにファンによりCPUを冷却することはラズベリーパイ4の機能をフル活用する上では必須のようです。

2. 部材調達

工作することが苦手なので、ファン付きのケースを調達することにしました。Amazonを覗けば色々なファン付きケースがありますが、下記を調達しました。

43.JPG

3. 組み立て

組み立て方はいたって簡単です。基本的には説明書に従って作業をすればOKです。

3-1 梱包箱

写真のような箱に入っています。

44.jpg

3-2 開封の儀

45.jpg

3-3 内容物の確認

冷却ファンとヒートシンクとケースが入っています。あと作業に困らないようにドライバーも
47.jpg

3-4 ヒートシンクを装着します。

ヒートシンク装着前
48.jpg

ヒートシンク装着後 ヒートシンクの底に両面テープが張ってありますので、保護シートを上手にはがして取り付けてください。
49.jpg

3-4 冷却ファンの配線

赤配線を5Vラインに、黒い線をGNDに装着します。
51.jpg

(注意)当初、赤配線をGPIOピンに取り付けGPIO制御により冷却ファンのON/OFF制御を試みたのですが、GPIOピンの電流ドライブ能力は16mAしかないため無理でした。ファンの定格電圧/電流:DC 5V, 160mA

GPIO,5Vピンの出力電流スペック(ただしRaspi3のもの,Raspi4も同等)
・GPIOピン1本あたりの最大電流は16mA
・複数本のGPIOピンを使用する場合、同時に流せる電流の合計は50mAまで
・5Vピンは、マイクロUSBの電源 - 1400mA - IOピンの電流 と考えましょう
・3.3Vはレギュレータの本体の余りなので、100mA程度と考えましょう。

冷却ファンの簡潔動作等をしたければ、こちらに記載のとおり、電流駆動用のバイポーラトランジスタを調達し、バイポーラトランジスタのBaseをGPIOピンで制御する等の方法をとるのが通常です。

3-5 完成

完成しました。
52.jpg

4. 効果確認

効果は抜群です。何もしないときはCPUの温度は65℃付近でした。You tube動画閲覧でリミットの85℃に達してしまいました。このファンつきケースではCPU温度は静止時25℃付近、You tube動画閲覧でも30℃付近までしか上昇しませんでした。これで、サーマルリミット85℃に達し機能停止が起きることはなくなりました。

53.JPG

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