Raspberry PI сервер. Усовершенствование системы охлаждения

Для одноплатного компьютера Raspberry PI с целью продления его срока службы проведено усовершенствование системы охлаждения. Для усовершенствования был применен радиатор от одного из мостов ПК. Проведено сравнение штатной системы охлаждения с усовершенствованной.

Результаты измерения температуры ЦП Raspberry PI 3 Model B получены для:

• штатной системы охлаждения по примерным результатам полученным на раннем этапе использования компьютера;
• без радиатора результаты в статье «Термосъёмка Raspberry Pi 3…«, в которой температура составила 101°C;
• усовершенствованной получено изменение температуры во времени. Применение усовершенствованной системы проходило в два этапа.

Измерение температуры проводилось при комнатной температуре 22°C. Измерение температуры и загрузки ЦП проводилось с помощью монитора температуры и загрузки ЦП, встроенного в ОС Raspbian.

Raspberry PI 3 Model B с штатной системой охлаждения

Штатная система охлаждения Raspberry PI 

Под штатной системой охлаждения подразумевается радиатор, который шел в комплекте с компьютером.

Температура процессора с штатной системой охлаждения

При использовании штатного радиатора температура процессора колеблется в широком диапазоне 45 ÷ 88 °C в спокойном и загруженном состоянии. В спокойном загрузка ЦП в основном 0% с редкими и непродолжительными подъемами до нескольких процентов. Нагруженный режим получается при запуске Eclipse с компиляцией Java приложения. При этом загрузка ЦП около 95% малой продолжительности.

Высокая температура ЦП приводит к снижению его производительности. Широкий диапазон изменения температуры к сокращению срока службы компьютера.

Усовершенствованная система охлаждения ЦП Raspberry PI 3 Model B

Усовершенствованная система охлаждения представляет собой более крупный радиатор, установленный на процессор одноплатного компьютера. Более крупный радиатор имеет большую теплоемкость и с одной стороны добавляет системе инерционность, с другой отдает больше тепла так как имеет большую площадь.

Установка радиатора

От радиатора моста ПК было отрезано все лишнее, так что его установка на Raspberry стала возможной. Между платой компьютера и радиатором установлена прокладка из термостойкой пленки, вырезанной по форме радиатора с небольшим запасом и окном по форме процессора. Радиатор устанавливается на процессор с помощью теплопроводящего клея.

Полученные результаты:

Радиатор устанавливался дважды. Впервые после нескольких недель работы с штатным радиатором с целью устранения выявленных недостатков. В этот же период была заменена карта памяти. В результате начались частые отказы компьютера, в плоть до полного отказа ОС. После чего система охлаждения была заменена на штатную и заменена карта памяти. После успешной продолжительной работы был вновь установлен крупный радиатор в начале ноября 2019 года. Компьютер работает с такой же стабильностью как и со штатной системой охлаждения. По скольку полностью исключить вероятность ошибки нельзя оставляю отрицательные результаты, актуальность которых весьма сомнительна.

Отрицательные

После недели работы повысилась частота отказов, таких как зависание Raspberry PI. Наверняка установить причину не удалось так как:

• это были первые опыты установки ОС на Raspberry PI, исключить вероятность ошибки нельзя;
• в дальнейшем система охлаждения была заменена на штатную, а вместе с ней и карта памяти на большего объема. В дальнейшем было установлено что карта памяти не надлежащего качества. Период ее выхода из строя неизвестен.

Проблема была в карте памяти

Положительные

Существенно снизились диапазон изменения температуры процессора  и его средняя температура в спокойном режиме и нагруженном. В спокойном состоянии при 22°C загрузке ЦП 0% с редкими всплесками в пределах до 5% температура находится в диапазоне 39÷42°C, чаще 41°С.

Компьютер был искусственно нагружен на 100% с редкими просадками в пределах 5%.

На 24 минуте теста произошло зависание ПК. По полученным результатам можно предположить что температура вряд ли повысится выше 75°C.

В нормальном рабочем режиме температура ЦП крайне редко достигает 55°C. По видимому установка радиаторов подобных размеров является оптимальным решением между штатным радиатором и крупными радиаторами с обдувом в случае использования компьютера Raspberry PI при комнатных температурах.