Raspberry Pi 4 はG4 Cube の皮を被るか？　(Eleduino 本設置編)

Eleduino ケースの設置

Eleduino ケースをCube ケースのヒートシンクにしっかり接着して熱を伝える為に、熱伝導シートを２種類購入した。

熱伝導両面テープ
Cube ヒートシンクにしっかりと接着する為に、中央盛り上がっている部分に使用。
熱伝導を良くするために、薄い物を選択。
両面放熱シリコーンパッド
浮かんでいる部分からも補助的に放熱するように使用。

上記写真のように熱伝導シートを貼り付け、Eleduino ケースをひっくり返して設置。

iPhone 付属のUSB 電源コンセントが丁度良い大きさだったので、ズレない様にスペーサーとして挟んだ。

SSD の設置

SDDはそう発熱しないので、別に放熱シートでなくても良かったのだけど、コネクタと段差があったので、厚さのあるシリコーンパッドを重ねてシャーシに接着した。

廃熱性能計測結果

Cube フレームをケースに挿入して廃熱性能を計測した。

ファンon 結果

ファンが回っていれば温度は安定していて、連続的に負荷を掛けても最大温度が５７℃。

ヒートシンクに密着させたせいか共鳴が押さえられたようで、Cube ケースに耳を付ける位近づかないと音を感じない程度に静かになった。

Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオン) USB SDD 接続

temp=40.0'C
temp=53.0'C
temp=54.0'C
temp=55.0'C
temp=55.0'C
temp=55.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C

Elapsed Time: 10:19


Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオン、連続２回目) USB SDD 接続

temp=49.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=57.0'C
temp=56.0'C
temp=57.0'C

Elapsed Time: 10:18


Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオン、連続３回目) USB SDD 接続

temp=50.0'C
temp=57.0'C
temp=57.0'C
temp=56.0'C
temp=57.0'C
temp=56.0'C
temp=57.0'C
temp=56.0'C

Elapsed Time: 10:18

ファンoff 結果

ファンoff にて連続して負荷テストを行った結果、最高温度は８１℃に達した。
ただサーマルスロットリングはほとんど発生していない模様。

Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオフ) USB SDD 接続

temp=52.0'C
temp=68.0'C
temp=71.0'C
temp=72.0'C
temp=74.0'C
temp=75.0'C
temp=76.0'C
temp=75.0'C

Elapsed Time: 10:21


Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオフ、連続２回目) USB SDD 接続

temp=63.0'C
temp=75.0'C
temp=77.0'C
temp=79.0'C
temp=78.0'C
temp=78.0'C
temp=78.0'C
temp=80.0'C

Elapsed Time: 10:21

Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオフ、連続３回目) USB SDD 接続

temp=72.0'C
temp=78.0'C
temp=79.0'C
temp=80.0'C
temp=80.0'C
temp=79.0'C
temp=81.0'C
temp=80.0'C

Elapsed Time: 10:20

Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオフ、連続４回目) USB SDD 接続

temp=73.0'C
temp=80.0'C
temp=81.0'C
temp=81.0'C
temp=80.0'C
temp=79.0'C
temp=80.0'C
temp=81.0'C

Elapsed Time: 10:21

Eleduino in Cube case 両面テープ接着 (Fanオフ、連続５回目) USB SDD 接続

temp=64.0'C
temp=78.0'C
temp=79.0'C
temp=79.0'C
temp=79.0'C
temp=79.0'C
temp=80.0'C
temp=81.0'C

Elapsed Time: 10:20

結果考察

一応Cube 本体ヒートシンクへ熱を逃がせるようになって、少し改善した。
ただ元々Eleduino ケースは元々空流で熱をケースに逃がす設計で、ケースに熱を逃がすようには出来ていないのでヒートシンクへの廃熱効率が良くない。

問題点

Cube ケースに入れてしまうと、格好良いEleduino ケースが見えなくなってしまう
やはりEleduino ケースはファン前提の設計なので、ファンを止めての運用には向かない

理想的な内蔵ケース考察

Cube ケースにはせっかく巨大なヒートシンクが残っているので、出来るだけこれを活用したい。
その為には下記を満たすpi 4 ケースが望ましい。

pi 4 ケースからCube ヒートシンクへ廃熱する為にpi 4 ケースは金属製が望ましい
pi 4 の発熱体(CPUチップ等)から熱をケースへ効果的に伝達する設計
ケースにファン搭載は考慮されていない
ケース外観は接着面が最大化するようにフラットな形状
（pi 4 ケース単体で運用する場合は、表面が凸凹していた方が廃熱効率が良い）
Cube ケースに挿入するので外観は拘らない
安価な方が望ましい
(Eleduino ケースは約三千円とpi 4 ケースとしては若干割高)

以上を満たすpi 4 ケースを探してみる事にしよう。