Refroidissement du Raspberry Pi; Souffler de l'air froid ou aspirer l'air chaud?

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J'attache un ventilateur au boîtier d'origine du RPi. Je voulais utiliser un ventilateur d'ordinateur portable. Dois-je aspirer l'air chaud du RPi? ou souffler de l'air froid à l'intérieur du boîtier? Btw, il y a un dissipateur thermique sur la puce Soc et LAN & USB.

cooling JFetz2191
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Juste au cas où il y aurait une confusion: si vous voulez le faire, c'est bien, mais à moins qu'il n'y ait une raison particulière pour laquelle vous devez le faire en fonction de la température observée du capteur interne du SoC, attention, cela ne fera probablement aucune différence réelle pour le Pi lui-même.
goldilocks

Réponses:

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Ça n'a pas d'importance. Dans tous les cas, vous déplacez l'air d'un endroit à l'autre. Le refroidissement concerne le volume d'air et non la direction du déplacement.

En théorie, l'aspiration d'air peut créer une pression négative à l'intérieur du boîtier, ce qui, en théorie, peut être avantageux pour le refroidissement, cependant, en réalité, cela ne se produira que si votre ventilateur est un moteur à réaction, ce qui aura probablement des effets secondaires très néfastes sur le cas et les choses à l'intérieur.

Une préoccupation plus pragmatique sur les boîtiers de bureau est l'accumulation de poussière à l'intérieur à cause de tout l'air en mouvement. Cependant, en poussant l'air au lieu de l'extérieur, vous pouvez garder l'intérieur propre en incluant un filtre à poussière à l'extérieur du ventilateur - il vous suffit alors de passer l'aspirateur de temps en temps. Essayer d'utiliser des filtres dans l'autre sens, sauf si vous avez un cas particulier, est impossible; si vous soufflez de l'air, vous finirez par le aspirer par une fissure, un espace ou un trou arbitraire et la poussière recouvrira les composants entre eux et le ventilateur de sortie.

Avec un boîtier de taille pi, l'accumulation de poussière n'occasionnera pas trop de tracas. Cependant, comme je l'ai déjà commenté, dans des circonstances normales, déplacer de l'air avec un ventilateur en premier lieu est probablement inutile, à part servir de générateur de bruit blanc.

Boucles d'or
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Au contraire, j'ai eu un excellent succès en refroidissant mon Pi avec un petit turboréacteur. :)
chat
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Je suis confus ... Vous voulez créer une pression positive (comme dans une pression supérieure à l'extérieur de la boîte) pour augmenter la convection, non?
Antzi
@Antzi Je n'y avais pas pensé de cette façon - je ne suis pas physicien et c'était une blague basée sur l'idée que la température baisse avec la pression. Je suis sérieux au sujet de la pression positive étant en général de meilleurs boîtiers d'ordinateurs WRT et de la poussière (fonctionne terriblement, en fait). Et, en prenant au sérieux le problème de la surchauffe, l'accumulation de poussière n'aidera certainement pas, c'est comme ajouter lentement de l'isolant.
goldilocks
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Vous voulez toujours souffler de l'air dans un boîtier, pas en aspirer. Vous comptez sur une différence de pression pour fermer la boucle d'écoulement à travers le boîtier, et le ventilateur peut augmenter la pression plus qu'il ne peut la faire chuter.
David Schwartz
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@Luaan Accepté. Vous pouvez également avoir des ennuis avec un gros boîtier si vous avez trop de ventilateurs qui essaient d'extraire l'air du boîtier et pas assez pour y pousser de l'air. Il est essentiel de pousser suffisamment d'air dans le boîtier.
David Schwartz
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Comme l'air chaud a tendance à rester coincé à l'intérieur du boîtier, je suppose que l'aspiration est plus efficace. Quoi qu'il en soit, vous devez vous assurer qu'il y a suffisamment de trous en plus du ventilateur pour que l'air circule.

mystère
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Le problème du «blocage» concerne l’air qui ne circule pas dans l’ensemble du boîtier; selon la conception du boîtier et l'emplacement du ventilateur, cela peut se produire avec une pression négative, une pression positive ou les deux.
Mark
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J'ai testé cela avec un boîtier en acrylique non original et il semble qu'il y ait des résultats légèrement meilleurs en poussant de l'air froid dans la boîte. Voir cette vidéo avec graphique: https://youtu.be/N6keyV-gOzQ

peluca
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La réponse est: vous devez diriger le flux d'air froid directement sur le dissipateur thermique.

Il y a généralement des flèches estampées sur le boîtier du ventilateur qui indiquent le sens de rotation des pales et le sens de l'air traversant le ventilateur lorsqu'il est allumé. Installez le ventilateur de sorte que l'air s'écoule directement sur la surface chaude.

De plus, dans toutes les situations similaires (si vous avez un flux de fluide que vous souhaitez utiliser pour refroidir une surface chaude), assurez-vous de diriger la partie la plus rapide du flux directement sur l'endroit le plus chaud. Cela donnerait le meilleur résultat possible.

Voici pourquoi:

Il existe trois mécanismes généraux de transfert de chaleur:

  1. Conduction de chaleur - lorsque l'énergie est transférée par des collisions entre particules (molécules, atomes);
  2. Convection thermique - lorsque l'énergie est transférée d'un endroit à un autre en utilisant le fluide en mouvement (air, eau, etc.) comme environnement de transport; Il existe deux types de convection: libre et forcé.
  3. Rayonnement thermique - lorsque l'énergie est transférée par émission ou absorption d'ondes électromagnétiques;

Lorsque nous voulons transférer la chaleur d'une surface chaude (comme la surface du dissipateur de chaleur ou la surface de la puce IC) à l'air ambiant avec l'utilisation du flux d'air, nous créons une condition de convection forcée. C'est-à-dire que le flux d'air «prend» les molécules d'air au-dessus de la surface chaude et les déplace dans l'espace extérieur.

Dans le cas général, l'efficacité d'un tel mécanisme de transfert de chaleur dépend de la vitesse du flux d'air qui «prend» les molécules chaudes et les jette, car, plus nous pouvons retirer de molécules chaudes du dessus de la surface, plus il refroidit sera.

Nous devons analyser la distribution de la vitesse des courants d'air qui peuvent être générés dans différents scénarios de placement des ventilateurs. Pour cela, nommons d'abord les côtés du ventilateur: l'arrière du ventilateur est le côté où l'air est aspiré. Et le "devant" du ventilateur est le côté où l'air est soufflé. Supposons également qu'un dissipateur thermique soit connecté au CI.

Maintenant, comparons les deux cas suivants.

Pour un scénario, où le ventilateur est attaché à la surface chaude avec son dos (de sorte qu'il aspire l'air sur la surface chaude depuis les côtés du dissipateur de chaleur, perpendiculairement à l'axe du ventilateur et souffle l'air aspiré dans l'espace extérieur par son front), la vitesse du flux d'air près de la surface chaude sera plus lente que la vitesse du flux de sortie qui est soufflé à l'avant du ventilateur.

Pour un ventilateur qui est attaché à la surface chaude avec sa face avant (de sorte qu'il aspire l'air par le dos, puis le jette directement sur la surface chaude, puis l'air est soufflé par les côtés du dissipateur de chaleur) , la vitesse d'écoulement maximale serait juste à l'endroit le plus chaud, donnant les conditions optimales pour le refroidissement.

Samuil9999
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IBM et HP ont fait beaucoup de recherches sur ce sujet dans les années 60 et 70. Le soufflage d'air refroidit mieux la partie la plus chaude, mais envoie cette chaleur à d'autres parties, ce qui les chauffe et abaisse le MTBF global. La succion évite ce problème à condition que le ventilateur soit monté par les pièces les plus chaudes, mais ne refroidit pas aussi bien.

Et la poussière s'accumule dans les deux sens. Il le sera toujours lorsque vous avez des surfaces froides avec un flux d'air.

Mike Bryant
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Regardez la configuration des boîtiers de PC de bureau - ils ont tous des ventilateurs qui aspirent l'air, et certains ont également des ventilateurs qui soufflent de l'air.

Les ventilateurs sont toujours à l'arrière, soufflant de l'air; Les blocs d'alimentation expulsent l'air; les cartes graphiques soufflent de l'air.

Certains serveurs montés en rack ont des ventilateurs au milieu - agissant à la fois pour souffler et sucer en même temps!

L'astuce est un bon flux d'air (c'est aussi pourquoi certains ont 2 ensembles de ventilateurs) - si vous pouvez sceller le reste du boîtier et fournir un bon chemin pour que l'air soit amené (généralement à l'avant) et soufflé (généralement à l'arrière), vous obtenez le meilleur refroidissement pour le moins de mouvement d'air. Si vous pouvez limiter l'entrée d'air à une certaine zone, vous pouvez également mettre en place des filtres à poussière.

Vous pouvez le voir dans les serveurs minces montés en rack 1U, où les ventilateurs sont minuscules et conçus pour prendre l'air à l'avant et le souffler directement à l'arrière par-dessus tous les composants soigneusement positionnés dans le flux.

gbjbaanb
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"ils ont tous des ventilateurs qui aspirent de l'air" -> Très souvent, mais c'est une mauvaise conception qui perdure à cause de l'inertie de la tradition; voir mes commentaires sur la poussière et la création d'une pression positive en insufflant un plus grand volume d'air que vous aspirez. Comme David Schwartz y fait remarquer dans un commentaire, cela est également plus susceptible de garantir qu'il n'y a aucun point mort nulle part. C'est-à-dire, si vous utilisez plusieurs ventilateurs, le plus grand devrait être l'entrée. Essayer de «sceller le reste de l'affaire» est une course de dupes.
goldilocks
À l'époque où je construisais des PC, on nous a conseillé de tirer l'air du haut du boîtier et de le pousser vers le bas, de sorte que nous n'avions pas à lutter contre la montée de la chaleur vers le haut, de sorte que les fans de PSU tendrait à pousser, simplement parce qu'ils se retrouvaient généralement au sommet dans presque tous les modèles de cas disponibles.
SeanC
@SeanC Je pense que c'est pourquoi, traditionnellement, les boîtiers sont livrés avec un petit ventilateur qui souffle - car il est monté en haut sur une petite grille, de même avec le bloc d'alimentation (en outre, vous ne voudriez pas qu'un bloc d'alimentation souffle car cet air être chauffé par le bloc d'alimentation). Ensuite, les boîtiers sont livrés avec une grande grille ouverte en bas> _ <La meilleure chose à faire avec quelque chose comme ça serait d'ajouter un deuxième ventilateur sur cette grille inférieure (avec filtre à poussière externe) qui a une cote CFM nettement plus élevée que celui du haut. Bien sûr, nous nous sommes éloignés du sujet ici WRT le Rpi ... un fan est exagéré, peu importe deux.
goldilocks
@goldilocks Évidemment pas hermétiquement scellé, mais regardez les boîtiers de serveur - l'air circule à l'avant et à l'arrière dans un chemin clair. Quoi qu'il en soit, pour le Pi, un ventilateur est sûrement soit trop grand pour le boîtier, soit trop petit et donc bruyant. La meilleure solution est peut-être une meilleure façon de laisser la chaleur fournir le flux d'air de refroidissement naturellement - en lui permettant de circuler sur ou à travers le boîtier sous sa propre convection.
gbjbaanb
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@goldilocks regarde le lien - c'est une image d'un boîtier de montage en rack vide. En ce qui concerne les rainures sur les dissipateurs thermiques - si les ailettes sont horizontales, il n'y a aucun endroit où la poussière peut s'accumuler (c'est-à-dire que les ailes peuvent dépasser entre les côtés). Mon boîtier à la maison a un filtre à poussière en bas à l'avant, et les ventilateurs habituels de gfx, de psu et de boîtier soufflant à l'arrière - il y a très peu de poussière à l'intérieur mais le filtre à poussière est couvert de crasse, donc je pense que l'aspect important est le sans cela, vous allez aspirer de la poussière, quelle que soit la configuration du ventilateur d'entrée / sortie.
gbjbaanb