Dissipatori attivi per il Raspberry PI 3

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Attenzione! Questo contenuto è vecchioQuesto articolo risale al 2017, quindi i contenuti e le operazioni qui consigliate potrebbero essere diventate obsolete nel corso del tempo.

Nota di Marzo 2018: è uscito il nuovo Raspberry PI 3 Model B+, che è l'ultima versione disponibile del Raspberry 3, con CPU a 1400Mhz. E' disponibile anche su Amazon. Ti consiglio di effettuare l'upgrade, e di leggere le guide aggiornate che trovi su questo sito sulla categoria Raspberry PI.

Nel precedente articolo ho spiegato come applicare un overclock al Raspberry PI 3 che porta un incremento prestazionale del 15%. Però, per poter godere dell'incremento prestazionale dato da questo overclock, è necessario prima installare un sistema di raffreddamento attivo al vostro Raspberry.

Infatti, il Raspberry potrebbe spegnersi o andare in crash a causa del limite di 85 gradi che impone lo spegnimento della scheda madre. Oppure, più semplicemente, potrebbe diventare instabile: le temperature alte non sono gradite ai circuiti elettronici "consumer".

Grazie a questo sistema di dissipazione potrete far girare il Raspberry PI 3 a 1350Mhz a temperature di circa 70° a pieno carico, anche con carichi di ore ed ore.

Ecco una foto del sistema di raffreddamento nel suo insieme:


Quindi, armatevi di pazienza, un pò di manualità, e cercate di reperire:

  • Nastro biadesivo spesso
  • Pinze e carta vetro
  • Schede madri da PC fissi rotti o dismessi
  • Una ventolina da un vecchio case per HDD esterni
  • Lamelle di dissipatori per CPU di PC fissi rotti o dismessi
  • Pasta termoconduttiva

Purtroppo non ho scattato fotografie del "mentre" creavo il sistema di dissipazione, tuttavia, la procedura è molto semplice e basta leggere le indicazioni per capire al volo.

1. Reperire vecchie schede madri

Le vecchie schede madri vi servono perchè state cercando i dissipatori che stanno nel south bridge: esatto, proprio quei piccoli dissipatori passivi che sono fissati solo da due fermi di plastica, vicino agli slot PCI / PCI Express.
Nel mio esempio, ho recuperato un dissipatore arancione da una scheda madre Asrock ITX e un altro piccolo dissipatore blu da una Asus Mini ITX.

Una volta recuperati i dissipatori, usate delle pinze per sradicare i perni per i fermi in plastica, perchè occupano spazio. Una volta sradicati i pernetti, usare la carta vetro per lisciare i bordi "sradicati" e per non farvi male... Pulite il fondo dei dissipatori aiutandovi con un coltello da cucina, rimuovendo i rimasugli di pasta termoconduttiva rimasta sotto.

2. Sradicare delle lamelle da un vecchio dissipatore per CPU

Sebbene possa sembrare strano, abbiamo bisogno di creare una sorta di "heat pipe" che funga da distanziale da applicare direttamente sopra il chip Broadcom: questo perchè c'è bisogno che il dissipatore che andremo ad applicare sopra alla CPU sia a contatto completo con la CPU stessa. Purtroppo, però, alcuni regolatori di tensione, e alcuni condensatori che stanno vicino alla CPU del Raspberry impediscono un corretto posizionamento del dissipatore: se provate infatti a mettere sopra il dissipatore "così com'è", noterete che andate a sbattere contro questi componenti: questo è da correggere, perchè la superficie di contatto CPU-dissipatore deve essere "piena".

3. Impilare le lamelle, applicare pasta termoconduttiva, e poi applicare il dissipatore

Il trucco è "impilare" alcune lamelle di dissipatore sopra la CPU ( rettangolini da 1CMx1CM ), applicare pasta termoconduttiva tra una lamella e l'altra, e alla fine applicare il dissipatore sopra l'ultima lamella. Così facendo, ci sarà "continuità termica" tra la superficie della CPU del Raspberry e il vostro dissipatore.
Ricordatevi la pasta termoconduttiva! Se no il lavoro di precisione che avete appena fatto non serve a nulla!


4. Rendere il dissipatore più stabile con alcuni pezzi di nastro biadesivo

Potete applicare un pezzo di nastro biadesivo proprio sopra il connettore micro usb, sopra i condensatori e i regolatori di tensione ( non c'è pericolo ). Così facendo, creerete una piccola superficie adesiva che aiuterà a mantenere fisso il dissipatore. La pasta termoconduttiva da sola non basta per fissare il tutto. C'è posto per applicare un pò di nastro biadesivo di tenuta anche ai connettori per le periferiche esterne ( messi di lato ).

5. Applicare l'altro piccolo dissipatore all'altro chip più piccolo con del nastro biadesivo

L'altro chip alla destra della CPU è il controller di rete. Qui la dissipazione serve a poco, ma io ho applicato comunque un dissipatore perchè, essendo a contatto con l'altro dissipatore, aumenta di fatto la superficie raffreddante. E poi è anche più bello da vedere!

6. Inserire la ventolina

Se siete riusciti a trovare una ventolina di quelle dei vecchi case per HDD ( sono rare! ) allora potete montarla sopra i dissipatori. Nel mio caso, l'ho applicata direttamente sopra al dissipatore blu con un pezzo di nastro biadesivo. Per la corrente, invece, queste ventoline vanno a 5V quindi si può sfruttare la porta GPIO del Raspberry! I pin 4 e 6 mettono a disposizione un polo positivo sul pin 4, e la massa sul pin 6.

Collegando il connettore della ventola ai pin 4 e 6 ( che sono attigui ) non bisognerà fare neppure una saldatura!

7. Applicare al retro del "tappo" della scatola del Raspberry un pò di nastro biadesivo

Così facendo, andrete a creare una sorta di "fermo" che terrà premuto il dissipatore principale contro la CPU. Questo vi permetterà di poter girare anche il Raspberry al contrario. Una volta chiuso il tappo del Raspberry, il nastro biadesivo impilato andrà a contatto con la superficie del dissipatore, e lo spingerà verso il basso, fermandolo completamente.

8. Finito!

A questo punto impacchettate il tutto, verificate che tutto rimanga in posizione e che la ventola si accenda correttamente, e avete finito!

Il costo potenziale di questo sistema di dissipazione è zero euro. Ammesso che abbiate un pò di junkware in cantina o in qualche scatola nell'armadio...
Ad ogni modo, questo sistema di raffreddamento non sarà mai il top, ma vi permetterà di divertirvi un pò e di fare effettivamente dei passi in avanti verso un overclock stabile.