Raspberry Pi 4 ใหม่ทรงพลังมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญแม้จะมีรูปทรงขนาดเล็กเหมือนรุ่นก่อนหน้า ด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ก็มาพร้อมกับการบริโภคพลังงานที่สูงขึ้น Raspberry Pi 4 จึงสร้างความร้อนมากกว่ารุ่น Pi เก่าโดยมาก ถ้าไม่มีการทำความเย็นแบบ active Raspberry Pi 4 จะ thermal throttle แม้ภายใต้โหลดปานกลาง โชคดีที่สามารถแก้ไขได้โดยการทำหรือเพิ่มพัดลมให้กับเคส Raspberry Pi 4 官方
หมายเหตุ: มีเคส Raspberry Pi 4 พร้อมพัดลมจาก廠商第三方 มากมายในตลาด บทช่วยสอนนี้สำหรับผู้ชอบ DIY ที่มีเคส Raspberry Pi 4 官方 อยู่แล้ว
เครื่องมือที่ต้องการ
นี่เป็นการปรับแต่งที่ง่าย ไม่ต้องการเครื่องมือแพงที่คุณไม่มีในครัวเรือนทั่วไป บางสิ่งเป็น optional และทำเครื่องหมายไว้ ไม่จำเป็นแต่อาจทำให้งานง่ายขึ้น ปรับปรุงสุนทรียศาสตร์และประสิทธิภาพ
คลิกแต่ละรายการเพื่อหาลิงก์สินค้าที่แนะนำบน Amazon รูปแบบต่างๆ และรายละเอียดของเครื่องมือ/วัสดุแต่ละอย่างจะอธิบายรายละเอียดในคู่มือนี้
- Raspberry Pi 4 Model B
- Official Raspberry Pi 4 Case
- Electric drill (โดรลไฟฟ้า)
- Hole saw kit หรือ brad point drill bits
- Rotary tool (เครื่องมือหมุน)
- พัดลมเคส 30mm หรือ 40mm (5V, 2-pin)
- PVC dust filter สำหรับพัดลมเคส (optional)
- Double-sided tape (บาง) (optional)
- Hole punch set (optional)
- Raspberry Pi 4 copper heatsink kit (optional)
- Sandpaper (optional)
- Ruler และ markers
- Safety glasses (แว่นตาป้องกัน)
- Isopropyl alcohol
การทำความเย็นแบบ Active สำหรับเคส Pi 4 官方
งานแรกคือเจาะรูพัดลมเหนือโปรเซสเซอร์โดยตรง
1. เรียนรู้เคสโดยใส่ Pi 4 ลงในเคส กำหนดพื้นที่โดยประมาณที่จะเจาะรูสำหรับการทำความเย็นบนครึ่งบน (สีขาว) ของเคส ระวังอย่าไปเจาะเข้า GPIO pins ไม่งั้นเคสจะปิดไม่ได้เมื่อติดพัดลม ภาพประกอบด้านล่างเป็นแนวทางทั่วไป แต่คุณควรวัดสองครั้งเจาะครั้งเดียว
2. ตัดสินใจขนาดพัดลม สามารถเลือก 30mm หรือ 40mm พัดลม 40mm ใหญ่กว่าดันอากาศมากกว่าที่ความเร็วต่ำ ทำให้เงียบกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า 30mm เล็กกว่าหมุนเร็วกว่าและดังกว่า แต่เข้ากับเคสอะลูมิเนียมพรีเมียมอื่นๆ ได้ดีกว่า ควรพิจารณาสำหรับอัปเกรดอนาคต
ความลึกของพัดลมแตกต่างระหว่าง 6mm ถึง 20mm สำหรับขอบเขตของการปรับแต่งนี้ ใบพัดของพัดลมบางมีพื้นที่ผิวเล็กกว่าพัดลมหนา ลดประสิทธิภาพการทำความเย็น พัดลมหนายังสามารถบรรจุมอเตอร์ที่ทรงพลังกว่าได้ เพียงแน่ใจว่าหลีกเลี่ยงการใช้ heatsink (ไม่แนะนำ) หรือติดตั้ง heatsink ที่มีโปรไฟล์ต่ำพอสำหรับพัดลมหนา
3. Hole saw set เป็นวิธีที่สะอาดที่สุดสำหรับทำรูพัดลม คุณจะต้องการชิ้นต่อเติมโดรล 1-1/4 นิ้ว สำหรับพัดลม 30mm หรือ 1-1/2 นิ้ว สำหรับ 40mm หากไม่มี hole saw attachment ขนาดที่เหมาะสม สามารถเจาะหลายรูด้วย brad point drill bit ใหญ่เพื่อผลลัพธ์คล้ายกัน แต่จะไม่ได้อัตราการไหลของอากาศเท่ารูที่เจาะด้วย hole saw ขนาดพัดลม
4. ตัดกระดาษแข็งหรือโฟมให้พอดีด้านในเคสเหมือนภาพด้านล่าง นี่จะป้องกันไม่ให้คุณเจาะเจาะครึ่งล่างของแชสซี (สีแดง) หลังเจาะผ่านครึ่งบน ไม่เหมาะสมที่จะเจาะรูพัดลมด้วยครึ่งล่างถอดออก เพราะทำให้ยากต่อการยึดเคสระหว่างการเจาะ
5. คุณสามารถยึดเคสด้วยอะไรก็ได้ ตั้งแต่ duct tape ถึง bench vice จำเป็นอย่างยิ่งที่คุณอย่าใช้มือถือเคสให้มั่น หรือทิ้งไว้ไม่ยึด แรงบิดที่เกิดขึ้นทำให้โดรลหรือเคสลื่นและทำให้บาดเจ็บร้ายแรง ในภาพด้านล่างคุณเห็นวิธีของผมในการยึดเคสอย่างมั่นคงด้วยไม้และคลัมป์
6. โดรลสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีการปรับความเร็วและทริกเกอร์แบบ analogue ใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อป้องกันไม่ให้โดรลหมุนเร็วเกินไป เริ่ม hole saw ช้าๆ และบีบทริกเกอร์เบาๆ จน drill bit กัดเข้าเคสได้ เมื่อ drill bit ผ่าน ให้แน่ใจว่า hole saw ต่อไปกัดเข้ามาอย่างราบรื่นและตรง ต่ำเจาะเร็วเกินไป จะทำให้ความร้อนเกิน warp เคส ใช้พัดลมเป็นเทมเพลตทำเครื่องหมายและเจาะ 4 รู รูติดตั้งเหล่านี้จะใช้ต่อพัดลมกับเคส
7. เราต้องสร้างช่องเปิดอีกช่องหนึ่งบนด้านยาวของเคส ตรงข้ามพอร์ต audio/video และ power ช่องนี้จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็นโดยให้ไหลเวียนน้ำอากาศในเคสที่ปิดสนิท ความยาวของช่องเปิดต้องสั้นกว่าระยะห่างระหว่างคู่ของ mounting points ติดกันด้านใน
คุณสามารถทำได้ด้วย rotary tool เช่น Dremel หรือเจาะสายรูด้วย brad point drill bit ใหญ่ ใช้ sandpaper 320 grit ทำความสะอาดช่องเปิด ข้ามขั้นตอนนี้ได้หากไม่สนใจปิดขอบ ทำความสะอาดทั้งสองครึ่งของเคส
8. (Optional) แนะนำให้ป้องกัน Raspberry Pi 4 จากฝุ่นเข้า Cut ใบกรองฝุ่น PVC ขนาดพัดลม ใช้ hole punch ขนาดเหมาะสมทำรูติดตั้งพัดลม ใช้อุปกรณ์ติดตั้งที่มาด้วย (นัทและบอท) ติดพัดลมที่ครึ่งบนของเคส พร้อมกรองฝุ่น sandwich ระหว่างสองชั้น
9. ทำซ้ำขั้นตอนสำหรับช่องเปิดอีกช่องบนด้านข้างของแชสซี ติดกับ GPIO pins เหมาะสมที่จะใช้ double-sided tape บาง ติด mesh กรองฝุ่นกับเคส
10. ตอนนี้เราพร้อมติดตั้ง Raspberry Pi 4 ในครึ่งล่างของเคส ตามด้วยการติดตั้ง heatsink (optional) การติด heatsink ทองแดงบนชิ้นส่วนสำคัญไม่เพียงปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็น แต่ thermal mass ที่เพิ่มขึ้นยังทำให้ overclock ที่สูงขึ้นและคงที่ได้ จุดประสงค์ของการทำมาซะนี้ถ้าไม่ overclock?lol
Heatsink หลายตัวมาติดเทปกาว 3M tissue มาแล้ว สามารถสังเกตได้จากสีดำขี้มันเมื่อถอดฉลากป้องกัน (ภาพด้านล่าง) อย่าติด heatsink ที่มีเทปดำนี้ มันเป็น insulator ที่จะส่งผลลบต่อประสิทธิภาพการทำความเย็น ล้างเทป tissue ให้สะอาดด้วย isopropyl alcohol และใช้ thermal adhesive pads ของ Arctic หรือ 3M 8810 แทน Raspberry Pi 4 copper heatsink kit ที่อยู่ใน checklist ก่อนหน้านี้ มาพร้อม 3M 8810 thermal adhesive pads ติดมาแล้ว
11. ติด heatsink บน dies ของโปรเซสเซอร์, RAM, และ network/USB controllers กดดันปานกลางบน heatsinks 15-20 วินาที เพื่อให้ thermal pads วัทและยึดติดได้ดี ต่อสายพัดลม 2-pin เข้า GPIO pins (แดง: 5V และ ดำ: ground) ตาม pin-out diagram ด้านบน โดยให้ความสำคัญกับ polarity (แดง = positive, ดำ = negative)
เพลิดเพลินกับ SBC ที่มีการทำความเย็นแบบ Active
เปิด Raspberry Pi 4 Model B คุณจะสังเกตว่าการเล่นวิดีโอลื่นขึ้น โปรเซสเซอร์จะไม่ร้อนเกินและ throttle ลงระหว่างแอปพลิเคชันที่ demanding ทำให้ประสิทธิภาพจริงดีขึ้น ที่การตั้งค่า stock Raspberry Pi 4 ของผมคงอยู่ต่ำกว่า 50°C แม้ภายใต้โหลดปานกลาง ด้วยการตั้งค่าการทำความเย็นแบบ active ผม overclock Pi 4 ได้ถึง 2GHz มากครับ
