koelen van je Raspberry Pi

Koelen van je Raspberry Pi

Ontdek de Raspberry Pi

Met de komst van de RPI 4 en helemaal de RPI 5 ontkom je niet meer aan het koelen van je Raspberry Pi. In dit artikel – deels afkomstig uit het boek Ontdek de Raspberry Pi – leggen we uit hoe je dat ‘t handigst aanpakt.

De SoC ofwel System On a Chip bevat vrijwel alle onderdelen die de Raspberry nodig heeft om als een complete computer ingezet te worden. Dankzij de vele functies van dit onderdeel wordt die best warm, heet zelfs als hij eens stevig op zijn staart wordt getrapt. En dat levert een wat verraderlijk gedrag van je Raspberry op. Je merkt er aan de buitenkant niet zo heel veel van, maar je systeem gaat – zeker bij wat zwaardere software – wat stroperiger aanvoelen. Dat komt omdat de kloksnelheid van de SoC snel naar beneden gaat als de temperatuur oploopt. Voor veel embedded toepassingen zonder grafische gebruikersinterface is dat meestal wel te overleven, maar als je net wat meer wilt loop je dus telkens weer tegen een onder de maat presterend systeempje aan. Zonde en koelen van je Raspberry Pi hoeft je de kop niet te kosten!

Koelen maar!

Gelukkig is de SoC zelf op het moederbordje van de Raspberry Pi van een metalen bovenkant voorzien. Dat biedt perspectieven, want nu kan immers een koelblokje gemonteerd worden. Zo’n goedkoop vierkant blokje biedt je al wat extra ademruimte. Maar er zijn meer mogelijkheden onder de zon. En onthoud dat goede koeling de microcomputer betrouwbaar en continu snel maakt en houdt. We kijken eerst even naar de koelingsopties voor de Raspberry Pi 4. Voor de Raspberry Pi 5 is een passende actieve koeling van de fabrikant zelf beschikbaar, zie verderop in dit artikel!

De simpelste manier

Er zijn zoals gezegd diverse oplossingen voor het koelen van je Raspberry Pi. Geen van alle kosten ze heel veel geld en we hebben ze hier bijna allemaal in handen gehad (of nog altijd in gebruik). Bij de Raspberry Pi 3 kom je nog weg met het klassieke koelblokje. Zoek op bijvoorbeeld eBay naar Raspberry Pi x heatsink (waarbij je voor x het versienummer van jouw Pi invult) en je wordt getrakteerd op een lange lijst. Let goed op de prijs, want meer dan een euro of vier hoeft deze oplossing in principe niet te kosten. Let op dat er een thermisch geleidend dubbelzijdig stukje tape wordt meegeleverd. Daarmee plak je het koellichaampje op de SoC. Meestal krijg je een setje met koelblokjes voor alle chips die warmer worden, twee of drie is gebruikelijk. Check goed welk koelblokje op welke chip hoort.

Fout plakken is een probleem, want de tape is maar eenmalig bruikbaar (maar ook dat spul is gewoon op rollen te koop, misschien maar meteen een rol mee bestellen als je weet dat je soms net de verkeerde combinatie kiest in dit soort situaties…). Als je opnieuw gaat plakken, is het zaak om zowel koelblok als chip helemaal vrij te maken van plakresten! Zitten de blokjes eenmaal op hun plaats, dan kun je de Raspberry Pi vervolgens gebruiken als normaal. Let op dat de blokjes flink heet kunnen worden.

koelen van je Raspberry Pi
Hier zie je een hoekje van een Raspberry Pi 3, die het nog af kan met alleen koelblokjes (bron foto: pxhere.com/nl/ photo/573696).

Actief koelen

Een meer efficiënte koeling is actieve koeling. En die bestaat in z’n meest simpele vorm uit een koelplaat met daarop een of zelfs twee ventilatoren. Ook hier wordt het geheel weer met dubbelzijdig thermisch geleidende tape (dat laatste is wel heel essentieel, gebruik nooit standaard dubbelzijdige tape) op de SoC en meestal ook meteen de naastliggende chip gemonteerd. De ventilatoren krijgen hun voeding via pinnen op de GPIO-connector, wel zo makkelijk. Na monteren en aanzetten zul je nu op een aanzienlijk koeler blijvende Raspberry getrakteerd worden. Nadeel van deze methode is dat het geheel vaak niet meer in een standaard behuizing voor de Raspberry past. Vooral interessant dus voor zelfbouwprojecten waarbij de Raspberry ruimte genoeg heeft om een plekje te vinden.

💡Actieve koeling voor de Raspberry Pi 5
De Raspberry Pi 5 is nog maar heel kort op de markt. Maar de makers van het kiene computertje hebben tijdens de ontwikkeling al ontdekt dat actieve koeling voor deze versie een must is. Zonder dat presteert de 5 ver onder de maat en lopen de onderdelen flink warm. Vandaar dat er in het standaardassortiment voor de Pi 5 een koelplaatje met mini-fan beschikbaar is. Je kunt deze (overigens met een prijskaartje van slechts €6 zeer goedkope) oplossing onder meer hier bestellen. Het is feitelijk van essentieel belang dat je deze koelmodule meteen bij aanschaf van je nieuwe Raspberry mee bestelt. Zo heb je direct na de eerste ingebruikname een stabiel systeem dat onder alle omstandigheden op snelheid blijft.

koelen van je Raspberry Pi
Een actieve koelmodule voor je Raspberry Pi 5 kost maar €6 (op moment van schrijven).

Sandwich voor het betere koelwerk

Gaan we weer even terug naar de Pi 4. Daarvoor is op dit moment namelijk de meest uitgebreide keuze aan koeloplossingen. Om de simpele reden dat dit apparaat al veel langer geleverd wordt en tal van fabrikanten dus ruimschoots de tijd hebben gehad voor de ontwikkeling hiervan. Een voorbeeld van zo’n oplossing die weer een stapje verder gaat, is een uitgebreidere koelmodule die vooral voor de Raspberry Pi 4 interessant is. Deze bestaat uit twee helften die op elkaar worden geschroefd. Ook meegeleverd zijn – deze keer enkelzijdig plakkende – thermische geleiders. Lees goed in de meegeleverde handleiding waar je die pleegt te plakken! Zodra je de beide helften van de module op elkaar schroeft, maken de warmtegeleiders contact met de behuizing. Voilà: de warmte van de chips kan nu afgevoerd worden naar het koellichaam. Om de zaak helemaal compleet te maken zitten er op het koellichaam ook weer een of twee ventilatoren, die hun voeding van de GPIO-connector krijgen.

koelen van je Raspberry Pi
Een voorbeeld van een sandwichkoeloplossing.

💡 Ook voor de Pi 5?
Heel langzaam aan beginnen deze ‘koelsandwiches’ voor de Raspberry Pi 5 eveneens op de markt te komen. Iets wat er nog het meest op lijkt (maar dan zelfs wat mooier afgewerkt) is deze van Argon, wederom gevonden bij Botland. Vaak geldt dat de geïntegreerde oplossingen net wat mooier ogen, altijd meegenomen. Een beetje geduld is een schone zaak in dit geval, over een maand of wat zal er beduidend meer keuze aan behuizingen en koeloplossingen voor de RPI 5 zijn!

Feitelijk is een op deze manier gemonteerd systeem een soort van hybride; ofwel een mix tussen inbouw en los bruikbaar. Inbouwen is ideaal, want de GPIO-connector is bijvoorbeeld vrij toegankelijk (maar niet afdekbaar). Gebruik als losse module is eveneens een optie, maar dan vooral als je veel experimenteert en je regelmatig zaken op de GPIO-connector aansluit. Doe je dat niet, dan is het toch wat riskant. De pinnen van de connector blijven zoals gezegd bloot liggen, en er is dus altijd een risico op een onbedoelde sluiting waardoor de Raspberry defect kan raken.

Hippe behuizing met ingebouwde koeling

koelen van je Raspberry Pi
De Argon One als behuizing voor een RPi 4. Merk op dat de behuizing intern over een converterprint beschikt van mini-HDMI naar de reguliere ‘grote’ connectoren.

Daarmee komen we bij de laatste categorie koeloplossingen: de behuizing met geïntegreerd koellichaam en een of meer ventilatoren. Die zijn het ‘duurst’, maar zeker niet onbetaalbaar. Je hebt ze als setje bestaande uit een simpele plastic behuizing, de eerder genoemde koelblokjes en een ingebouwde ventilator. Het werkt, maar het is niet ideaal. De mooiste behuizing (tot nu toe) die we tegenkwamen op bijvoorbeeld Amazon is de Argon One, die je voor minder dan € 25 moet kunnen vinden. Koelen van je Raspberry Pi wordt dan een meer chique bedoening. Hier wordt gebruikgemaakt van hetzelfde principe als de ‘sandwichmodule’, ofwel metalen onderdelen van de behuizing maken – via een thermische geleider – contact met de behuizing. Daarin zit een ventilator verwerkt die voor afdoende koeling zorgt.

De benodigde aansluitingen zijn via een eveneens meegeleverd extenderprintplaatje naar buiten gevoerd. Aardig detail is verder een aan-uitknop. Het geheel is ideaal om je Raspberryproject netjes afgewerkt mee in gebruik te nemen. Dit past prima naast je hifiset, bijvoorbeeld (als audiostreamer op basis van Volumio bijvoorbeeld). Of je gebruikt hem als videostreamer bij je tv, of als retro-gameconsole. Of… ach, vul zelf maar in. Het eindproduct oogt in ieder geval professioneel, waarbij de GPIO-connector ook nog eens keurig achter een klepje verborgen is. Extra aardigheidje is dat je er ook een alternatieve bodemplaat onder kunt schroeven waarin je een SSD kunt monteren. Daar komen we elders in het boek nog op terug.

Ontdek de Raspberry Pi

Ontdek de Raspberry Pi

Ontdek de eindeloze mogelijkheden van de Raspberry Pi! In het boek Ontdek de Raspberry Pi nemen we je mee op een boeiende reis door de wereld van deze krachtige en veelzijdige minicomputer. Of je nu een beginner bent die net begint met experimenteren of op zoek bent naar inspirerende voorbeelden, dit boek biedt een gedetailleerde en praktische gids om het meeste uit je Raspberry Pi te halen.

Leer de verschillende versies van de Raspberry Pi kennen en ontdek welke het beste bij jouw behoeften past. We duiken in de installatie en configuratie van diverse besturingssystemen en laten je zien hoe je je Raspberry Pi kunt gebruiken als een betaalbaar alternatief voor een desktop-pc. Ook lees je hoe je een SSD kunt aansluiten.

Daarnaast maak je kennis met inspirerende voorbeeldprojecten die je kunt realiseren met een ‘losse’ Raspberry Pi. Van het bouwen van een mediacenter tot het opzetten van een gameconsole, je zult versteld staan van de mogelijkheden. Duik in de wereld van de Raspberry Pi en laat je creativiteit de vrije loop!

  • programmeren van je Raspberry Pi 5
    Makkelijk programmeren van je Raspberry Pi 5

    Het programmeren van je Raspberry Pi 5 hoeft helemaal niet moeilijk te zijn. Met Scratch is het blokkendoos bouwen, maar er zijn nog tal van andere programmeertalen beschikbaar.

  • koelen van je Raspberry Pi
    Koelen van je Raspberry Pi

    Met de komst van de RPI 4 en helemaal de RPI 5 ontkom je niet meer aan het koelen van je Raspberry Pi.

  • Raspberry Pi op batterijen
    Raspberry Pi op batterijen

    Een Raspberry Pi op batterijen laten draaien maakt de kleine krachtpatser nóg breder inzetbaar. In het veld bijvoorbeeld. Al dan niet af en toe bijgetankt door een zonnepaneel.

  • Raspberry Pi voor thuisautomatisering
    Raspberry Pi voor thuisautomatisering

    Met ’s werelds meest bekende SBC (ofwel single board computer) kun je alle kanten op. De Raspberry Pi voor thuisautomatisering gebruiken is een optie bijvoorbeeld.

  • Alternatief voor de Raspberry Pi: de Odroid H3 SBC
    Alternatief voor de Raspberry Pi: de Odroid H3 SBC

    In mijn meest recente boek Ontdek de Raspberry Pi kwamen ze al voorzichtig aan bod: alternatieven voor de Raspberry Pi. Inmiddels draait hier een Odroid H3 SBC. En dat is een absolute wereld van verschil!

  • Vernieuwingen van de Raspberry Pi 5
    Vernieuwingen van de Raspberry Pi 5

    Ineens was ie er dan toch: de Raspberry Pi 5. Tegen alle verwachtingen in, want de Raspberry Pi 4 is lange tijd extreem slecht (lees: niet) leverbaar geweest. Wat zijn de vernieuwingen van de Raspberry Pi 5.

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.