Der Raspberry Pi kommt ja ohne größere Kühlung aus. Dennoch ist die Frage wichtig, wann und inwiefern passive oder aktive Kühlmethoden nötig sind.
Prüfen wir den Raspberry doch mal im Standardtest.
Schauen wir uns doch mal die Idle- und die Stress-Temperatur des Raspberry Pi ohne Kühlung an. Dazu rufe ich in der Konsole die Datei /opt/vc/bin/vcgencmd measure_temp auf. Das Argument measure_temp liefert mir die aktuelle Temperatur des CPU/GPU/RAM Chips auf dem Raspberry.
Wie im Screenshot zu erkennen ist die Temperatur ohne große Last bei 41.2°C kurz nach dem Start. Diese pegelt sich im längeren Betrieb bei ca. 44°C ein. Wenn ich jetzt eine höhere Last auf die CPU gebe, wird diese natürlich wärmer. Dazu verwende ich einen Minecraft Server. Aus meinen Tests am Pi mit dem Minecraft Server weiß ich, dass der kleine Rechner bei der Anwendung ganz schön ins schwitzen kommt.
Nachdem der Server ungefähr eine halbe Stunde lief und ich dort eine kleine Runde gespielt habe, prüfte ich die Temperatur nochmal. 47,6°C klingt nicht viel, kann dem kleinen Chip im Dauerzustand allerdings doch erheblich belasten. Wenn der Rechner in einem halbwegs belüftet Gehäuse untergebracht wäre, würden wir wahrscheinlich bei +/-50°C sein.
Wie sieht es mit Overclocking aus?
Wenn der Chip mehr leisten muss, steigt auch die Wärmeentwicklung. Also habe ich den Pi per raspi-config auf die Overclock Voreinstellung “Turbo” mit 1000Mhz an der CPU gestellt. Damit das Testbild nicht verfälscht, habe ich den Raspberry Pi für eine halbe Stunde auskühlen lassen.
Ein Prüfen der Idle-Temperatur ergab 43,3°C. Hier ist erstmal keine direkte Veränderung zu sehen.
Na dann einmal den Minecraft Server angeschmissen und nach einer halben Stunde habe ich 54,1°C auf dem Tacho. Das ist dann doch schon eine ziemliche Steigerung.
Und jetzt der Overclock-Test mit passiver Kühlung.
Also habe ich nach dem Auskühlen schnell mal passive Kühler auf dem Raspberry Pi geklebt. Und den Test bei Overclock Voreinstellung “Turbo” nochmal durchgeführt. Im Idle-Betrieb konnte man ungefähr 41,2°C messen. Nach dem Volllast-Test ergab die Messung 53,5°C.
Was heißt das jetzt?
Im ersten Moment sehen die Ergebnisse nicht überragend aus. Teilweise nur maximal 2°C unterschied, pff. Da spar ich mir die 2€-10€. Allerdings muss man bedenken, dass durch passiv Kühler kein unmittelbarer Kühlungseffekt ausgeht. Da bräuchte man schon zusätzlich einen aktiven Kühler, also einen Lüfter. Im Test mit dem Minecraft Server ist mir auch direkt aufgefallen, dass dieser performanter arbeitet, was definitiv an der Wärmeableitung liegt. Die Kühlrippen machen also genau das was sie machen sollen. Die Wärme wird vom Chip weg geleitet und durch die Rillenform besser an die Luft abgegeben. Das der Sensor im Chip nur einen minimalen Unterschied erkennt, liegt also daran, dass die Wärme sich nun nach Außen verlagert.
Ich empfehle daher zumindest noch passive Kühler für den Raspberry Pi zu kaufen, egal für welche Anwendung. 2€ kann man da auch noch ausgeben und wenn man auf Premium Varianten setzen möchte, gibt man bis zu 10€ aus. Pflicht werden passive Kühler definitiv für Raspberrys die im 24/7- oder im Overclocking-Betrieb arbeiten. Lüfter sind meiner Meinung nach nicht zwingend erforderlich. Diese können die Temperatur natürlich drastisch reduzieren, aber ich weiß nicht, ob die Lautstärke das Wert ist. Kleine Lüfter die für den Pi angemessen wären, sind extrem laut. Man könnte aber theoretisch über ein Skript nachdenken, der alle paar Minuten die Temperatur ausliest und bei einer zu hohen Temperatur den Lüfter über die GPIOs dazu schaltet.
Und wie verwende ich die passiven Kühler jetzt?
Das ist ganz einfach. Ich habe 2€ Kühlrippen gekauft. (Kühler-Set auf Amazon.de) Die sind in der richtigen Größe, aus Alu und haben Klebepads. Ich empfehle eine Pinzette für die kleinen Teile zu verwenden. Wenn es klebt, ist es nämlich fast unmöglich noch Korrekturen zu machen.
Die Rippen klebt man je nach Größe auf den Ethernet/USB-Chip, den CPU/GPU/Ram-Chip und den Spannungsregler, die unten im Bild markiert sind.
Wenn man fertig ist, sieht das dann so aus:
Nachtrag vom 16.03.2014:
Beim Experimentieren mit vcgencmd habe ich nun auch die wahrscheinlich offiziell maximal vertretbare Temperatur des Raspberry Pi gefunden. Gibt man vcgencmd get_config int in die Konsole ein erhält man folgenden Ausschnitt.
Der Eintrag temp_limit=85 deutet auf ein Temperaturmaximalwert von 85°C hin. Was passiert, wenn der Wert erreicht wird, habe ich nicht herausgefunden, gehe aber mal von einer Notabschaltung aus. Weitere Infos zur vcgencmd folgen noch auf meinem Blog und auch eine kleine Möglichkeit, wie man die Informationen für das Auge aufbereiten kann, ist geplant.
