ラズベリーパイ熱対策に冷却ケースのCPU温度を検証

ケースに入れたラズパイと温度センサを配線電子工作
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今までプラスチックケースのみでラズベリーパイ2を稼働していましたが、夏になるとCPU温度が気になるのでヒートシンク+ファン付きのケースに交換しました。

旧ケースは上蓋外さないとGPIOピンにジャンパー線が挿せないのでホコリが気になるのもあるのですけどね。

さっそくアクリルケースを組み立てて、ラズベリーパイのCPUやメモリにヒートシンクを取り付けてファンも回しました。新ケース交換前に24時間CPU温度を計測していましたが、ヒートシンク+ファン付きのケースに変えたところCPU温度が-10度ほど下がりました。

ファンを回さずにヒートシンクだけのCPU温度も計測しましたが、ヒートシンクなしの状態と変わらず。

ヒートシンク+ファンで効果がありますね。

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ラズベリーパイ冷却「Miuzeiケース」の効果を検証。CPU温度をグラフで比較

以前のプラケースとヒートシンク・ファン付きMiuzeiケースの冷却効果を検証します。

ラズパイ旧ケース

ラズパイ旧ケース

今まで使用していた旧ケースでGPIOピンにジャンパー線を挿してると上蓋が閉めることが出来ずホコリが気になっています。しかも、よく見るとジャンパー線が赤い縁に当たっています。

開放されているので一見CPU温度が高くないと思うのですが、実際は42℃~51℃ほどです。

Miuzeiの冷却ケース

Miuzeiの冷却ケース

こちらは、今回購入した新ケース。ヒートシンクとファンが付いています。アクリル板上蓋のGPIOピン付近が切り抜かれているのでジャンパーピンを挿してもアクリル板が干渉しませんね。

CPU温度もヒートシンクとファンのおかげで41℃~33℃と、旧ケースの時と比べれ低くなっています。

15分ごとにCPU温度のログを取ったので、CPU温度の変化をグラフで見ていきましょう

ラズパイ2で稼働してるツール・プログラムは以下の通りです。

  • Apache + PHP + MySQL(ローカルで動作確認するワードプレス用に)
  • ファイルサーバー
  • SERPOSCOPE (キーワードの検索順位の確認。定時0時に実行して処理が完了スマで7時間ほど)
  • ワードプレスのバックアップファイルダウンロードするプログラム(ワードプレスのプラグインで定期的にバックアップを取ったファイルをローカルにダウンロードするプログラム)
  • 温度センサ取得(15分毎に実行。I2Cの温度センサから取得した温度をテキストデータでサーバーにアップロードする)

今まで使用していたプラケースを「(旧)プラケース」として購入したケースを「(新)Miuzeiケース」と表記したます。

「旧」プラケースの24時間CPU温度(ヒートシンク無し・ファン無し)

旧ケースはGPIOピンから温度センサへの接続の関係で、干渉する上蓋を外していますがヒートシンクとファンは一切ありません。冷却対策をしないままラズベリーパイ2を稼働しているのと同じです。

プラケースでのラズパイ2CPU温度

プラケースでのラズパイ2CPU温度

計測日時:7/24 23:01 〜 7/25 23:01(15分間隔)

  • 最高CPU温度 51.4 ℃
  • 最低CPU温度 42.2 ℃
  • 平均CPU温度 45.4 ℃

平均45.4℃で40℃以上になってます。窓用エアコン未使用の時間帯は室温も高くなるせいか50℃を超える時もあります。

(新)Miuzeiケースの24時間CPU温度(ヒートシンク有り・ファン有り)

ラズベリーパイ2のCPU・LAN・メモリチップにヒートシンクを装着してファンを回しています。ファンは3.3Vで動作。

Miuzeiケースのラズパイ2CPU温度(ヒートシンク+冷却ファン)

Miuzeiケースのラズパイ2CPU温度(ヒートシンク+冷却ファン)

計測日時:7/26 0:01 〜 7/27 0:01(15分間隔)

  • 最高CPU温度 41.7 ℃
  • 最低CPU温度 33.1 ℃
  • 平均CPU温度 36.8 ℃

ヒートシンク・ファン無しと比べて約9℃~10℃ほど下がっています。室温が35℃超える時間もありますが、それでも最高温度が41.7℃です。

「ヒートシンク+ファン」有りはかなり効果ありといえます。

(新)Miuzeiケースの24時間CPU温度(ヒートシンク有り・ファンOFF)

ヒートシンクのみの冷却効果が気になるので、ファンの電源を外して計測です。

Miuzeiケースのラズパイ2CPU温度(ヒートシンク)

Miuzeiケースのラズパイ2CPU温度(ヒートシンク)

計測日時:7/27 01:16 〜 7/28 0:46(15分間隔)
(冷却ファンON:7/28 0:50〜)

ヒートシンクのみのCPU温度

  • 最高CPU温度 50.8 ℃
  • 最低CPU温度 44.4 ℃
  • 平均CPU温度 47.0 ℃

厳密に24時間の計測ではないですが、ヒートシンクのみだとCPU温度が熱対策してないプラケースと同じぐらいなのが分かると思います。

縦の赤ライン以降は、冷却ファンのジャンパー線を挿して作動させてます(3.3V)。

CPU温度の下がり具合からヒートシンクの効果がありそうですが、冷却ファンのみの検証はしてないのでなんとも・・・

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ラズベリーパイの冷却は「ヒートシンク + 冷却ファン」で効果あり

ラズパイ2のCPU温度検証で「ヒートシンク+ファン」無しと比べるとかなり効果出ています。温度差にして9℃~10℃です。

(旧)プラケースと(新)Miuzeiケース(ヒートシンク+冷却ファン)の温度をグラフにまとめてます。

※(新)Miuzeiケース(ヒートシンク)は後で思いつきで検証したので、各データを一緒にしたグラフはありません。熱対策なしの(旧)プラケースとCPU温度が近いので、そちらを見てくれたらいいと思います。

プラケースとMiuzeiケースのCPU温度比較

プラケースとMiuzeiケースのCPU温度比較

(旧)プラケースと(新)Miuzeiケースの測定日時が違うので0時~23時で合わせています。同じ時間帯でも室温が違いますが、それでもMiuzeiケースのほうが冷えています。

今回の検証結果から「ヒートシンク+ファン」の冷却効果が高いといえます。

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