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CPU温度が80℃から50℃まで下がった!ラズパイ用ファン付きアクリルケースレビュー

CPU温度が80℃から50℃まで下がった!ラズパイ用ファン付きアクリルケースレビュー

先日の記事で導入編を書きましたが、小職も遅ればせながら愛用しだしたラズパイ。
まだ単なるリモートデバイスとしてスマホからいじったりする程度なのですが、なかなか楽しいデバイスです。

しかし、ちょっと負荷を掛けたりすると、CPU温度が80℃近くなっていたりと(^^;
こういったデバイスなので、多少高熱でもちゃんと動いてくれているのですが、少し心配になってきました(^^;

ケース導入前のラズパイは、バッテリーが膨張したから、内蔵バッテリーを抜き取ったらそのまま使えたのでw
省電力な自宅サーバとして第2の人生を歩んでいるGPD Pocket2くんを自室のラックに設置しているノートPC冷却台の空きスペースに間借りする感じで冷却ファンの風を分けてもらいながらの運用をしていました。

ノートPC冷却台の表面はアルミメッシュでなんとなく感電が怖いのでプラスチックの丸皿(壊れたモバイル扇風機のカバーパーツを流用)に載せて設置している感じです。

ラズパイ高負荷試験と題してw
仮想通貨のマイニングをさせてみたりと色々と実験していたのですが、高負荷状態になるとCPU温度80℃なんて状況に張り付いてたりしていました(^^;
このCPU温度グラフは下記のTHUNさんのブログで見つけてとても便利に愛用させてもらっています(^^)>

参考 ラズパイのCPU温度、使用率をグラフ化するtmchkTHUNの遊戯室

今回は冷却ファンと専用ヒートシンクがセットになったラズパイ用のケースを導入してみたらけっこーCPU温度も下がったのでいい感じでしたのでレビューしてみます。

今回導入したのはこちら♪

千円ちょっとで買えるよ(^^;
しかし旧世代モデルのRaspberry Pi 3用だから特価なのかな…
なんて思っていましたが、ケースはピンキリなようで
とりあえずのお試しとして気軽に入手できるようなので、早速ポチってみました♪

ラズパイ専用のファン&ヒートシンク付きアクリルケースを開封してみる

ラズパイのケースが届いたので開封してみます。
ラズパイ専用ケースなので、梱包箱もかなり小さいです(^^;

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梱包箱をパカっと開けてみると小袋がたくさん入ってる感じです。
ファンやヒートシンクがそれぞれ個別包装されていて激安なのにとても丁寧な製品だぞ!

同梱物を並べてみました。
ご丁寧にも小さいドライバーまで付属しています。
ラズパイ本体とこのケースセットだけで組み立てまで行けちゃいそうです。
(しかし、後ほど紆余曲折ありw)

ラズパイケースの構造をチェックしてみる

プチプチに包まれていたケース本体を取り出してみました。
製品写真だとよくわからなかったけど、透明アクリルと不透明なブラックの板が層になっている構造のケースになっていました。

じっくり眺めてみるとケースというよりもフレーム的な感じの構造ですね(^^;
とりあえず、簡単な構造ですが、しっかりとラズパイの基盤剥き出し状態を保護してくれそうです。

基本的にポート部分は剥き出しになる感じの穴が空いています。
しかし、この透明と不透明のウエハース構造、意外とかっこいい♪

ケースの底面をチェックしてみると、こんな感じ。
完全に透明でないのは保護フィルムが貼られているからです。
底面も熱を帯びるチップ部分は穴が空いていて放熱できる感じの構造になっていました。
そういえばそこに貼る脚的なゴムシールも付属していたので、ネジのナット部分に貼る感じなのかな。

実はこのケース、説明書がありませんでしたwww
まあ、見ればわかるでしょ?的なものなのでいいんですけどね…
ラズパイの基盤と並べてみると、どっちの方向に取り付けるべきかはなんとなく見えてきました。

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ウエハース構造のケースは四隅の長いネジでまとめて固定されているので、そいつを外してケースをバラしてみます。

四隅の長いネジとナットを取り外すと板状の層となっていたケース部分がバラけました。

ラズパイケース付属のヒートシンクとファンを取付てみる

ラズパイケース付属のヒートシンクとファンをチェックしてみます。
ファンはPi-FANと記載されたこの手のケースによく付属している感じのラズパイ用の小さいファンでした。
ヒートシンクは3つ付属していて、ひとつは銅製のプレートな感じで、それぞれ両面テープがすでに貼ってあったので、剥がして貼り付けるだけでおkといった感じ。

ファンの取り付け位置はケースの説明書がないのでw
上部のカバーを見て察すると画像のような感じで四点ビス留めになるようです。
(後で判るのですが、ラベルの貼ってある方向に風が吹くので、ラベルを上側にすると吸い出しになるという…)

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ヒートシンクについては、3つをそれぞれどこに貼るのか一見ではわかりませんでしたw
多分こんな感じかな?的には思えたのですが、銅製のやつを貼ってからアルミヒートシンクを乗せるのかしら?とか考えているとよくわからん感じにw

こんな時は購入した商品ページからヒントを得ますw
ちゃんとヒートシンク取り付けした状態の画像があったので正しいヒートシンクの貼り付け位置がわかりました。
小職の想像は少し斜め上いってたので危なかったです(^^;

ラズパイの基盤裏側のチップ部分が正しい位置とわかった銅製ヒートシンクプレートを貼り付けられそうです。

ラズパイ基盤の表面にはアルミヒートシンクを2箇所に貼り付けるのが正しいことがわかりました。

正しい取り付け位置がわかったので、両面テープを剥がしてチップにヒートシンクを貼り付けてみます!
ちなみに両面テープは熱伝導っぽい感じのものがちゃんと採用されています。

ヒートシンクは正しい位置に軽く載せてから、テープを密着させるようにヌイヌイと軽く押し付けてやりました。

不器用な小職にしては、両方とも綺麗に正しい位置で貼り付けできたので、思っていたよりも簡単にヌイヌイして完成できました。

最後にラズパイ基盤裏面の銅製ヒートシンクを貼り付けてみます。
こちらのフラットな銅製ヒートシンクにも同様にサーマル両面テープ的なものが付いているので保護フィルムを剥がして貼り付けます。

銅製ヒートシンクも不器用な小職でも綺麗に貼ることができました♪
ますますPCのマザボ的な見た目になってきたワタシのラズパイちゃん。

ラズパイケースにファンを取り付けてみる

ヒートシンクのセットアップが完了したので、続いてケースファンの取り付けを行なってみます。
取付位置はなんとなく理解していたのですが、ファンの取り付け向きというかケーブルの出る方向などがよくわからなかったので、念の為として公式製品画像を確認してみました。

公式画像をみるとSDカードスロット側にケーブルが出ているのかしら….
ケーブルは意外と長めだしどの向きでも問題なさそうですが同じ方向にセットしてみようかなー。

向きを確認したラズパイケースファンを付属のドライバーでネジ留めしてみました。
(この後気づきますが、風向きは逆なので正しい取り付けがこの時点ではできていません…)

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8層ウエハース構造のラズパイアクリルプレートケースを組み上げてみる

ケースファンの取付もできたので、ラズパイケース本体を組んでみます。
各層のプレートを並べてみるとこんな感じに。8層のアクリルウエハース構造ですよこれw
並べる順番が狂うと正しく組み上げられな苦なりそうな状態なので注意です(^^;

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ウエハース構造なのでラズパイ本体基盤を挟み込む層にあたるプレートを模索してみました。
どうやらこのプレートがラズパイ本体の基盤表面に乗せるパーツに当たりそうです。

目論見通りラズパイの基盤表側に載せてみたらぴったりでした。
この層を皮切りにラズパイウエハースケースを組み上げてみます。

プレートを重ねて重ねて。。。
ケースらしくなってきましたよ。

一番表面のプレート以外を組み上げた様子。
これで一番上の層のプレートを取り付けてねじ止めすればかなりかっちりとした組み上がりになりそうです。

ケースファンはロゴシールのある側が風向きなので注意

組み上げ後半で問題点がわかってきましたよ♪
画像の通りPi-FANはステッカーが貼っている方向に風が吹く構造でした。

組み上げ前に保護フィルムを早々に剥がしてしまったので指紋でベタベタなアクリルプレートを丹念に吹き上げて綺麗にして、取り付けたりしたのですがw
この画像の取付位置でケースを組み上げると吸い上げになります。

こんな小さいファンだしチップ自体をピンポイントで冷却したいのでファンの上下向きは後ほど反転させました(^^;

ケースファンの取り付けがひと癖ありだった

最終的に組み上げたラズパイケースですが、最後にケースファンをコネクタピンに刺して電源を取れば動作してくれる感じまで来たのですが、ここでも少々問題が発覚しました。

画像のコネクタのアサインを参考にさせていただいた記事で眺めまくってみると、Raspberry Pi 3Bを摘出した前回の記事での作業時に大切な5Vの電源を取れるピンを2つも失っていることが判明しましたw

とりあえず、3.3vのピンは生きているので5vでパワフルに冷却ファンを回すことはできなくなっていましたがw
3.3vのピンに接続して省電力でファンを回せば良いかー(^^;
ちなみに微かな電気回路の知識を思い出したのですが、電源が出力されているピンとGNDのピンの2つに接続できれば自分が使いやすいピンでファンを作動させられるので、適当に3.3vのオレンジのピント黒いGroundのピンの位置をチェックしておきました。

続いて新たな問題が発覚しましたw
とりあえず接続を目論んだピンにラズパイケース付属のファンのコネクタを接続しようとしましたが、どう考えても、通常のコネクタをピンに接続した時のようなコネクタを刺した感触がありませんw w w
穴がどうやら大きすぎるようで固定されずにコネクタが外れてしまいます…

ダメだこりゃ、ハンダゴテで溶かしたハンダをピンに付着させて太くするとかしないと(^^;
ハンダゴテを所持していないのでアルミ箔を巻きつけて何とか….とか考えましたがどう考えてもショートさせたりしそうな不器用な小職なもので無理げですw

ここは一旦、ヒートシンクのみでの冷却効果があるのか!?
というテストの方向性に切り替えてファンは動作させない状態でラズパイケースを組み上げてしまうことにしましたw
テストの結果次第ではハンダゴテを入手してのピン加工も必要な予感がモリモリしていますが。

とりあえず組み上げたラズパイケースは商品画像のようにいい感じに組み上がりました♪
ポート類のアクセスも快適。
千円ちょいでこの感じが実現できるのでかなりコスパ高いぞコイツ!
といった完成度です。

ファンが動作しない状態のラズパイケース(ヒートシンク付き)運用テスト

とりあえず、組み上げたラズパイを元のノートPC冷却台の上に再度設置してみたところ。
下から風も出ているし何とかなるかな!?

と言うわけで、再度ブートしたラズパイで高負荷をかけ続けてみました。
仮想通貨マイニングで働け働け〜!
すると….CPU温度は80℃に張り付き状態の結果がグラフからわかりました。
おいおい!
ケースなしのラズパイ基盤剥き出し状態と変わらないでないかい〜w
と言うわけで、ヒートシンクはその効果は???くらいのレベルのようです(^^;
やっぱヒートシンクだけ付けても冷却ファンが動作しないと全然効果なさげでした(^^;

ハンダゴテをポチってRaspberry Pi 3B GPIOピンを加工して冷却ファンコネクタを取り付けた

ラズパイケース with ヒートシンクのみ運用では悲惨な状態だったので、そっこーハンダゴテをAmazonでポチって加工を試みます!
利用するピンは例のサイトのRaspberry Pi3 のGPIOアサインの図解画像でおさらいw
3.3v電源は下段の一番左側から取る!
そして、GNDピンは適当に上段真ん中からいただくぜ!と目安を決めておきました。

そして、秘密兵器のハンダゴテ!

Amazonでサクッと探してみると、すごい豪華セットのハンダゴテが1500円くらいで購入できましたw
最近はこんな感じなんですね….恐るべし令和最新版w w w

ハンダゴテ本体はもちろんのこと、卓上ホルダーまで付属していました。
学生時代にハンダゴテは少々嗜んでおりましたが、卓上ホルダーなんて所持したことはなかったので驚きです便利w
そして、ハンダ自体も結構細くて使いやすそうなホルダーに入った状態で封入されていました。
なお、半田吸い取り線的な銅線を利用した子はあったのですが、ポンプ式みたいなはんだ吸い取り機まで付属していましたが吸い取り機でのハンダ吸い取りはまだ未体験です(^^;

利用するGPIOピンにハンダを溶かしてくっつけて太くしてみます。
前のオーナーさんもところどころハンダをつけて太さを調整していたようなので、この感じで作業するのはラズパイ界では当たり前なのかしら(^^;
ちょっと気分だけ電子工作感を満喫していますw

細くて使いやすいハンダゴテの小手先(しかし交換用の形状の異なるコテがあと3つくらい付属していましたがこいつらの登場には至りませんでしたw)で超久しぶりにハンダゴテを握った不器用な小職でも上手いとGPIOピンにハンダを塗り塗りしてピンの太さを逞しくできました。

改めてラズパイケース内蔵ファンのコネクタをGPIOピンに刺してみるとうまいこと接続できて簡単にコネクタが外れたりしなくなりました♪
そして元気にファンが回っています。
3.3v駆動でもこのファンは静音ながらも全然勢いよく回っている感じ。
5vピンに接続したらむしろパワーありすぎでファンがうるさく感じるかもしれないかも!?

冷却ファンが正常動作する状態でのラズパイケース運用テスト結果!

ラズパイケースのファンが正常に動作する状態で運用テストをしてみたところ素晴らしい結果が出ました。
これまた仮想通貨マイニングを動作させっぱなしの高負荷状態での運用結果が↓こちら!

高負荷だと80℃あたりで張り付いていたCPU温度が55℃くらいまで下がっています!
これだけでもファンつきケース導入した価値ありですがな。
あんな小さい3.3v吹付ファンですが、思っていた以上に冷却できているようです。

それほど高負荷はかけずにラズパイを普通に稼働させておくと上の画像のような感じに。
50℃台を割っていますね。
この冷却効果だけでも、この格安ケースは導入した価値ありでした。

これで安心して高負荷運用したり、ラズパイで更なる実験的なことをして遊んでみようと思います♪

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(PR)小職も980円/月で愛用中♪