Edatec je predstavio dva modela Passive Cooling CNC Case aka Faneless Case za Raspberry Pi 5. Pasivni hladnjaci su u isto vreme i zaštitna kućišta za ovaj popularni SBC po veoma atraktivnoj ceni.
Oba modela smo za potrebe ove recenzije dobili od Edatec distributera u Srbiji, kompanije Malina 314 d.o.o. kod koga možete da nabavite svoj primerak. Kućišta dolaze kao kit komplet u kartonskoj kutiji i sastoje se od dve ploče sa već zalepljenim termalnim pedovima, četiri imbus zavrtnja za montažu i odgovarajućeg mini imbus ključa. Izrađena su od komada legure aluminijuma preciznom CNC obradom, tako da se dobija vrhunski kvalitet i profesionalan izgled. Oba modela Edatec Faneless Case kućišta se izrađuju i u crnoj i u metal-sivoj boji. Štampa je uvek bela. Zajedničko za oba kućišta je da su nakon montaže dostupni svi pinovi i portovi Raspberry Pi 5 SBC-a, te neće biti potrebe za demontažom kućišta u kasnijem korišćenju.
U testovima smo uporedili Edatec modele sa zvaničnim aktivnim hladnjakom kompanije Raspberry Pi, kao i sa njihovim plastičnim kućištem sa ugrađenim hladnjakom. Testove smo radili na Raspberry Pi 5 modelom sa 2 GB RAM memorije. Cilj je bio da shvatimo prednosti i mane svakog od ova četiri rešenja i pomognemo pri izboru pravog za vašu aplikaciju. Najzad, potrebno je istaći da je novom Raspberry Pi 5 hlađenje, bilo aktivno ili pasivno, neophodno, budući da SoC pri punom opterećenju trotluje na 80 °C nakon 3 minuta od aktiviranja svih osam jezgara, pri temperaturi okruženja od 24 °C. Sam SoC ima metalnu disipacionu „kapicu“ preko sebe, ali ona nikako nije dovoljna da bi se jezgra držala na regularnoj radnoj temeraturi, koja ne bi trebalo da prelazi 65 °C. Cena zvaničnog silikonskog Raspberry Pi Bumper-a koga smo koristili pri testiranju SBC-a bez ikakvog sistema za hlađenje je $3.3.
Raspberry Pi 5 2 GB RAM & Raspberry Pi Bumper | photo: magazin Mehatronika
Raspberry Pi Active Cooler
Zvaničan Raspberry Pi Active Cooler – aktivni hladnjak sa PWM kontrolisanim ventilatorom testirali smo i ranije u sklopu naše recenzije Raspberry Pi 5 modela. Tada smo potvrdili da sa njim SBC nikada ne prelazi 64,5 °C. Metalni hladnjak sa ježićima dolazi sa nalepljenom termalnom trakom i pokriva SoC, memorijske čipove i Wireless modul. Ventilator usisava hladan vazduh i usmerava ga bočno preko ježića i dalje u okolinu.
Hladnjak se pri montaži fiksira posebnim plastičnim žabicama koje se utiskuju u za to namenjene otvore na ploči i ne zauzima četiri montažne ivične rupe, što omogućava integraciju SBC-a sa aktivnim hlađenjem u namenska kućišta, kao i u zvanično plastično Raspberry Pi 5 kućište. Sam hladnjak je niskog profila i dozvoljava nesmetanu montažu različitih HAT-ova, a pri tome dodatno hladi montirani HAT sa donje strane usmerenim strujanjem vazduha. To je posebno bilo pogodno prilikom montaže Raspberry Pi AI Kit-a. Cena ovog aktivnog rešenja je oko $6.
photo: magazin Mehatronika
Raspberry Pi Case with Cooling Fan for Raspberry Pi 5
Raspberry Pi je izdao posebnu verziju svoj poznatog Raspberry Pi 5 rasklopivog plastičnog kućišta sa ugrađenim PWM ventilatorom. U kitu dolazi i pasivni hladnjak za SoC na kome je samolepljiva termalna folija i koga treba prilepiti za metalni zaštitini poklopac čipa. Nakon montaže i zatvaranja kućišta svi portovi i GPIO pinovi su dostupni za dalji rad. Kako se SBC nalazi unutar plastičnog kućišta, ugaone montažne rupe na SBC-u nisu dostupne, te ovako spakovan Raspberry Pi treba posmatrati kao samostalni uređaj.
Prilikom rada ventilator usmerava spoljašnji vazduh ka zalepljenom metalnom ježiću na SoC-u unutar kućišta, a topao vazduh sa njega izlazi kroz bočne otvore. Svi delovi su plastični, a montaže je na „klik“ bez upotrebe zavrtnjeva, te je demontaža veoma jednostavna. Kako ventilator po inicijalnim podešavanjima ne radi do 60 °C, SoC za oko minut postiže tu temperaturu ukoliko je temperatura radnog okruženja 24 °C. Nakon 1:30 minuta ventilator uspostavlja rad na oko 5500 RPM, a temperatura potpuno opterećenog SoC-a se stabilizuje u rasponu od 64 do 66 °C promenom RPM-a. Cena ovog termalnog rešenja zajedno sa kućištem je $10.
photo: magazin Mehatronika
Edatec Pi 5 Fanless Case (Open)
Na Edatec sajtu ime ovog proizvoda je Pi 5 Fanless Case (Open), dok je na kutiji njegovo ime Passive Cooling Open CNC Case for Raspberry Pi 5. Mislimo da je bitnije istaći da je ovo kućište sa pasivnim hlađenjem, nego to da je bez ventilatora, jer takav naziv ne podrazumeva funkciju hlađenja SoC-a, što mu je ipak primarno.
Sastoji se od dva dela izrađena od legure aluminijuma. U kompletu se nalaze i četiri imbus zavrtnja i odgovarajući imbus ključ za montažu, koji tom prilikom koriste četiri ugaone rupe na SBC-u. Preciznom CNC obradom dobijen je odličan kvalitet, mnogo bolji nego da je izrađeno livenjem. Metal je premazan zaštitnom bojom. Sa donje strane su unapred zalepljene četiri plastične nožice koje štite podlogu od grebanja, ali i izoluju metalne delove od podloge.
photo: magazin Mehatronika
Sastavljen hladnjak pokriva kompletno SBC i sa donje i gornje strane. Termalni pedovi su pozicionirani praktično celom površinom i obezbeđuju direktan kontakt sa svim kolima sa donje strane SBC-a, kao i sa SoC-om, memorijskim čipom i Wireless modulom sa gornje strane. Aluminijumska ploče su termalno spojene jedino preko četiri zavrtnja, te se između njih ne vrši značajna razmena toplote. Radijaciona površina je učetvorostučena rebrastom strukturom obe ploče. Svi portovi i konektori su ostali otvoreni nakon montaže i nema potrebe da se u radu kasnije pasivni hladnjak demontira.
Pri punom opterećenju svih jezgara, temperatura ujednačeno raste u prvih dvadeset i pet minuta, postižući 63.8 °C, pri temperaturi okoline od 24 °C. Nakon tog perioda ustaljuje se oko 64 °C. Cena ovog rešenja je $10.
photo: magazin Mehatronika
Edatec Pi 5 Fanless Case (Box)
Edatec na sajtu ovaj model naziva Pi 5 Fanless Case (Box), dok na kutiji piše Passive Cooling CNC Case for Raspberry Pi 5. Pasivno hlađenje je ipak bitniji termin za ovaj proizvod koji se sastoji od dve ploče od aluminijumske legure svaka izrađena CNC obradom iz jednog komada gvožđa. Uz ploče dobijaju se i četiri montažna zavrtnja, koja prilikom montaže zauzimaju ugaone montažne rupe na Raspberry Pi 5 ploči, te je svaka dalja ugradnja ovako oklopljenog SBC-a u namenska kućišta nemoguća.
photo: magazin Mehatronika
Termalna pasta je raspoređena u vidu ped-a sa obe unutrašnje strane i preko nje se prenosi toplota sa zagrejanih kola SBC-a na aluminijum. Potpuni kontakt je ostvaren i sa svim elementima na donjoj strani, ali i sa SoC-em, memorijskim čipom i Wireless modulom sa gornje strane. Svi portovi i pinovi su lako dostupni, osim reset dugmeta. Za reset nakon montaže mora se koristiti igla da bi se doseglo Reset dugme na ploči. Kućište ima i dodatni otvor privremeno zatvoren crnim komadom plastike, i verujemo da je njegova namena omogućavanje dodatnog ožičenja u slučaju potrebe.
photo: magazin Mehatronika
Zatvoreno i montirano kućište potpuno naleže na SBC, dok se ploče kućišta međusobno dodiruju, što obezbeđuje disipaciju toplote po celom metalu pasivnog hladnjaka. Površina je glatka za razliku od Open modela. Ovaj Box model pokriva potpuno SBC i fizički ga štiti. Jedino su Ethernet i USB portovi van gabarita ove zaštite. Pri radu se pokazalo nešto efikasnijim od Open modela, te tek nakon 40 minta postiže stabilnu temeraturu od 60 °C ukoliko je temepratura okoline 24 °C. Nakon toga temperatura SoC-a fluktuira u opsegu od 59 do 61 °C. Cena ovog modela je $18.
photo: magazin Mehatronika
Zaključak
Upoređena četiri modela razliku se i u efikasnosti, i u termalnoj dinamici, ali i u aplikativnim mogućnostima. Aktivna rešenja zavise od politike rada ventilatora, odnosno od odnosa brzine rotacije i izmerene temperature na SoC-u. Oba rešenja čekaju do 60 °C, što jezgra postižu za oko minut i nakon toga održavaju stabilnu temperaturu ispod 65 °C. Pasivna rešenja su manje dinamična i polako se zagrevaju, te im do 60 °C treba 20 za Open i oko 40 minuta za Box verziju. Nakon toga im se temperatura ustaljuje takođe na vrednost ispod 65 °C.
graph: magazin Mehatronika
Prednost pasivnih rešenja je što su nečujna i ne zavise od ispravnosti ventilatora, dok im je mana što bez dobrog prirodnog strujanja vazduha koji potiče od osobine toplog vazduha da se kreće nagore, gube na efikasnosti. Imamo primer Edatec ED-HMI3020-070C HMI čiju smo recenziju objavili ranije gde smo unutar kućišta imali Edatec pasivni hladnjak u Open verziji. Zapravo tu se nalazi samo gornji deo ovog pasivnog hladnjaka, dok je donji integrisan u samo kućište. Inače, moguće je kupiti i samo ovaj gornji deo pogodan za embedovanu upotrebu. Pokazalo se da u zatvorenom prostoru, efikasnost pasivnog hladnjaka drastično opada ukoliko nema dodatnog ventilatora koji bi pokrenuo strujanje vazduha.
photo: magazin Mehatronika
Osim zvaničnog Raspberry Pi aktivnog hladnjaka, ni jedan drugi na ovom testu ne omogućava embedovanje SBC-a u drugo kućište ili lako fiksiranje u nemenskoj upotrebi. Ovo nas navodi na zaključak da su ova rešenja pre svega zamišljena za one primene gde je Raspberry Pi samostalan uređaj, recimo server ili edge računar.
Na kraju razlika u ceni je relativno velika. Interval je od $6 do $18, što je tri puta viša cena, bez obzira što je iznos u svim slučajevima realno mali. Na kraju, ako Raspberry Pi 5 treba ugraditi u neki drugi uređaj, a dozvoljena je upotreba ventilatora, zvanični aktivni kuler je odlično rešenje. Ako je ipak ideja da se SBC zaštiti, održi u opsegu dozvoljenih radnih temperatura, radi bešumno i pritom izgleda atraktivno, mi preporučujemo bez rezerve Edatec Pi 5 Fanless Case (Box) aka Edatec Passive Cooling CNC Case for Raspberry Pi 5. Sami naš novi Raspberry Pi 5 sa 16 GB RAM-a držimo upravo u njemu, dok smo model sa 2 GB RAM-a zgodno montirali u Open varijantu.
Malina314 doo se pored distribucije kompletnog programa kompanije EDATEC, bavi i prodajom SBC-a proizvođača Raspberry Pi, Waveshare i Nvidia Jetson, kao i svom pratećom mrežnom i računarskom opremom za njih. U ponudi je i veliki broj različitih kablova, adaptera, memorijskih kartica, USB drajvova. U ponudi su i HiFiBerry „Zvuk iz snova“ i ESP32 moduli.
Kontakt: Malina314 doo, office@malina314.com, prodaja@malina314.com, www.malina314.com
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.