Raspberry Pi4 – Gestione termica CPU
La maggiore potenza del Raspberry pi4 si traduce anche in un maggiore calore prodotto dalla CPU. Anche se per ragion di silenziosità nei dispositivi audio è bene utilizzare dissipatori passivi, non sempre questi riescono a mantenere livelli accettabile di temperatura. Il processore del Raspberry, come tutti i processori, quando è prossimo alla massima temperatura sopportabile, circa 80 °C, riduce la velocità operativa riducendo la frequenza di clock (Thermal Throttling) e quindi le prestazioni. Il Thermal Throttling si può verificare in determinate condizioni, quali una scarsa dissipazione del Soc, un’ambiente di lavoro particolarmente caldo, una scarsa ventilazione del contenitore. L’utilizzo del Raspberry pi4 come streaming audio con scheda DAC consente la realizzazione di player di ottima qualità. La dissipazione di calore prodotto dalla CPU spesso viene affidata a dissipatori passivi. Purtroppo non sempre questa si rivela la soluzione ottimale. Proprio utilizzando un dissipatore di alluminio con superficie pari alle dimensioni del Raspberry mi sono ritrovato nel periodo estivo più caldo a dover constatare che all’aumento del tempo di ascolto corrispondeva una perdita di qualità della riproduzione audio. Il Monitoraggio della temperatura della CPU mi ha confermato il raggiungimento di 65°C dopo circa 30 minuti e che anche rimuovendo il coperchio del case la temperatura non scendeva al di sotto dei 50-55 gradi.
A questo punto la soluzione poteva essere:
- aumento della dissipazione con un dissipatore di maggiori dimensioni;
- aumento della dissipazione con l’aggiunta di una ventolina.
L’aumento della superficie dissipante, per quanto ovvia, non porterebbe ad un risultato soddisfacente in quanto la capacita passiva di dissipazione è massima solo in prossimità della CPU. L’aggiunta di una ventolina silenziosa a velocità variabile può essere il compromesso accettabile senza apportare sostanziali modifiche all’estetica del contenitore. Nel mio caso ho utilizzato una ventolina della Noctua da 40x10mm da 5Volt alimentata da un circuito regolatore di tensione lineare con ingresso max di 40V e uscita regolabile da 1,2 a 37V basato su un LM317. Fissata la ventolina sul dissipatore della CPU del Raspberry ho provveduto ad alimentarla col LM317 prelevando la tensione in CC dallo stesso alimentatore del player. Agendo sull’apposito trimmer multigiri ho regolato la tensione in uscita su 3V riducendo di circa la metà i giri al minuto della ventolina e di conseguenza il fruscio prodotto dall’aria. Inoltre in corrispondenza della ventolina ho praticato dei fori nel coperchio metallico del case per agevolarne il flusso d’aria. Passando alla fase operativa, dopo un’ora di funzionamento del Raspberry, ho rilevato che la temperatura della CPU non superava i 45 gradi con una temperatura esterna di circa 30 gradi.
