Publié le 23 août 2019 - par

Refroidir en silence le Raspberry Pi 4 avec VentilaPi4 de Garatronic

Les Raspberry Pi 3 et 4 chauffent… Le Pi4 chauffe beaucoup ! A partir de 85°C, le processeur limite sa fréquence pour réduire la puissance. Du coup… on perd de la puissance de calcul !
Si on veut garder cette puissance, il faut refroidir le Raspberry Pi 4. Chez Garatronic ils nous ont concocté le VentilaPi4, un ventilateur silencieux.

VentilaPi4 pour refroidir le Raspberry Pi 4 en silence

Petit, mais bruyant

J’avoue j’ai testé des ventilateurs que j’avais en stock. des petits 30 mm que j’ai déjà utilisé par le passé.  Il m’en restait quelques uns que je n’avais pas utilisés. Mais ça y est je me rappelle pourquoi ! Après le démarrage, ces petits machins énervants se mettent à vibrer, chanter, dans des tonalités aigües insupportable à la longue.

 

La règle universelle : Plus ils sont petits plus ils ont de la gueule ! (et ce n’est pas que pour les radiateurs 🙂 Appliqué à la ventilation, ça donne : plus c’est petit et plus ça fait du bruit, plutôt dans les aigus.

Pour ne pas faire de bruit l’air doit circuler librement, le plus librement possible. L’air suivra toujours la voie de moindre résistance… Dans un boîtier fermé, une ouverture pour le GPIO située à côté du ventilateur laisse sortir l’air et le ventilateur perd beaucoup de son efficacité.

En général les boîtiers sont en acrylique, un isolant thermique. Vous mettez un Pi4 là dedans, un pseudo ventilateur par dessus et rien par dessous. Effet barbecue garantie pour le Pi… il cuira par en dessous!

Meilleur le VentilaPi4 ?

Bin… il est plus grand donc il peut tourner plus lentement (3000 tr/min) tout en assurant un débit d’air suffisant pour refroidir le Pi… tout en restant silencieux.

Il s’utilise sans boîtier… donc pas de problèmes de fluidité et toute la carte est rafraîchie

Garatronic propose des pieds rehausseurs à imprimer (pied piège-écrou, en libre téléchargement). Cela permet de surélever la carte et d’éviter la formation d’un piège pour l’air chaud sous la carte.

Il est possible d’utiliser le ventilateur avec une carte pHat (demi-taille) placée au dessus. Cela permet de refroidir efficacement le Pi sans se priver d’extension GPIO. Il ne convient pas pour un HAT complet, dans ce cas, il faut opter pour un ruban GPIO ou un réplicateur GPIO.

Pas de radiateur qui modifie la configuration radioélectrique de la carte… donc pas de modification de portée du WiFi.

Garatronic annonce avoir testé le VentilaPi4 avec un Pi 4 dans son boîtier (la base du boîtier uniquement). La température reste stabilisée autour de 52°C malgré le maintien des 4 cœurs à 100% de charge pendant plus de 30 minutes!

Le matériel

Le matériel reçu est bien protégé dans une enveloppe matelassée et protégé dans un sachet à bulles.

La carte arrive avec un rehausseur qui va venir se connecter au GPIO et recevra la carte VentilaPi4. Du fait de la faible hauteur du connecteur de celle-ci, on pourra mettre par dessus une carte au format 1/2 Hat

On voit ci-dessus la carte VentilaPi4 et son ventilateur, A gauche le connecteur bas -profil de la carte VentilaPi4 et au dessus j’ai mis la carte RasPiO Analog Zero avec laquelle je travaille m’amuse actuellement.

Les tests

Les mesures sont faites après environ 30mn de stress à 100%

Boîtier officiel Pi 3

J’ai commencé avec un Raspberry Pi 4 dans un socle de boîtier pour Pi 3. C’est la config que j’avais sur la table…

Carte Ventila Pi4 montée dans un boîtier officiel de Raspberry Pi 3 – sans couvercle – sans les pieds fournis par Garatronic.

J’ai utilisé stress pour faire bosser le CPU. Avec le ventilateur, la température reste autour de 60 degrés Celsius. Le processeur ne rentre pas dans la plage “dangereuse”. La température ambiante était de 23 degrés. On est donc 37 degrés au dessus.

Sans le VentilaPi4 ça se corse, comme on dit à Bastia : La température atteint la plage dangereuse. Le thermomètre de surchauffe apparait. La fréquence d’horloge n’est pas réduite mais il s’en faut de peu. Là on est à 82 °C soit 59 degrés au dessus de la température ambiante ! L’augmentation de température du CPU entre les deux tests est de 22 °C.

Boîtier officiel Pi 4

Raspberry Pi 4 seul

Reprise des tests cet après midi. La température ambiante est à 27 °C.

Premier essai dans le Boîtier Officiel Raspberry Pi 4 (merci McHobby 🙂 ).

Mesures au Thermomètre sans contact :

  • Température boîtier CPU : 65 °C
  • Température Mémoire : 62 °C
  • Température CI Ethernet : 62 °C
  • Température HUB USB : 58 °C

Côté écran ça n’a pas changé, on frôle les 85°C, le thermomètre est affiché.

Essais avec le VentilaPi4

Toujours en stress test, avec le CPU à 100% (ça lui apprendra, d’habitude il se la coule douce 🙂 ) on monte à 62 °C après 30mn de test. L’écart de température est pratiquement identique à celui du premier test avec 35 °C.

C’est là qu’on voit que la maison ne recule devant aucun sacrifice ! Perçage d’un trou dans le fond du boîtier pour accéder à la partie inférieure et mesurer la température.

Pour garder le boîtier dans les mêmes conditions de circulation d’air, un bout de scotch d’électricien (je n’ai pas de noir 😉 ).

A défaut de caméra thermique (ça coûte un bras ! si FLIR veut faire un geste…)

Sous le boîtier, on a la température la plus élevée vers le CPU. Voici quelques mesures

Endroit de la mesure Sans VentilaPi4 Avec VentilaPi4
Centre du boîtier 56°C 42°C
Sous le CPU 52°C 38°C
Vers les prises vidéo 38°C 33°C

La mesure sur la carte à travers le trou donne sensiblement la même valeur que sur le scotch.

Script pour afficher vitesse et température

J’ai utilisé le script  sh-pi-get_cpu_temp auquel j’ai ajouté l’affichage de la température du GPU (mais bon, ça ne sert pas à grand chose… les deux températures restent identiques avec stress)

Ce script lit les informations et les affiche toutes les secondes. Ouvrez le dans un terminal et lancez le stress test dans un autre terminal. Vous pouvez le télécharger en cliquant sur ce lien. Il suffit de le rendre exécutable et de le lancer dans un terminal.

Pour installer stress faite un sudo apt-get install stress.

Conclusion

J’ai bien aimé cette carte. Elle répond au problème posé, à savoir réduire l’échauffement du Pi4. Pour tout vous dire, je n’ai pas pu mesurer le bruit du ventilo. Je l’entends à peine en approchant l’oreille. Il faut dire que j’ai un serveur NAS sous le bureau et que par les températures actuelles il s’affole un peu du ventilateur, lui aussi 🙂

Si vous optez pour cette carte 100% Française        disponible chez McHobby, utilisez bien les pieds imprimables en 3D pour rehausser le dessous du Pi4 et améliorer l’échange thermique. Montez l’ensemble sur une plaque de protection pour éviter que les dessous du Raspberry Pi ne rencontrent des objets dangereux…

Sources

https://shop.mchobby.be/fr/raspberry-pi-4/1659-ventillateur-silencieux-pour-raspberry-pi-3232100016590-garatronic.html

https://www.jeffgeerling.com/blog/2019/raspberry-pi-4-needs-fan-heres-why-and-how-you-can-add-one

Monitor CPU speed and temprature on a Raspberry Pi

https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=190489

https://medium.com/@ghalfacree/benchmarking-the-raspberry-pi-4-73e5afbcd54b

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. Auteur de plusieurs livres sur le Raspberry Pi publiés aux Editions ENI.

11 réflexions au sujet de « Refroidir en silence le Raspberry Pi 4 avec VentilaPi4 de Garatronic »

  1. Tux61

    Merci pour cet article François. Après presque 2 mois d’attente je viens de recevoir mon Kit Raspberry Pi 4 et je confirme que çà chauffe ! De nombreux articles l’évoque depuis fin juin. Du coup j’ai fait l’acquisition du boitier Flirc (https://flirc.tv/more/raspberry-pi-4-case) quand il était encore en promo.
    Ce boitier est vraiment une petite merveille !
    En utilisation uniquement bureautique, internet, youtube, affichage de photos, la température tourne autour de 56°C. L’ensemble du boitier Flirc devient quand même assez chaud (on ne se brûle pas quand même !).
    Avec un ventilateur c’est certain qu’on améliore la qualité de refroidissement, mais je trouve que c’est quand même dommage de perdre l’avantage du silence !

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour
      merci pour le retour
      ce ventilo est vraiment silencieux par rapport à ceux que j’ai déjà utilisé ! mais on n’a pas de haut de boitier a moins de faire une impression 3D
      et ok pour le boîtier FLIRC je pense le demander à seeedstudio pour faire un test. Là j’attends leur ventirad pour p4
      du coup là pas question de mettre un boitier 🙂 c’est un peu gros mais c’est amusant de le tester…
      cordialement
      François

      Répondre
  2. Dominique

    En tout cas, merci pour le relevé de température en dessous du boîtier… Je suis ravi de voir qu’elle reste raisonnable. Cela signifie qu’il y a un espace suffisant sous la carte pour les échanges de chaleurs (et l’uniformisation de celle-ci).
    Peu de personne y pense mais si on refroidit au dessus mais qu’on emprisonne la température en dessous (ex: le Pi posé sur une plaque d’acrylique) alors crée un cousin thermique qui va monter en température. Cela va (1) mettre la carte sous contrainte mécanique (elle va “bomber”) pas cool pour les CMS mais en plus (2) créer des points chauds localement très dangereux pour le Pi (par accumulation de chaleur).
    Le température en dessous peut même atteindre un point critique qui risque de maintenir le dessous du SoC à le température critique même en cas de throtlling…. oufti le coup de chaleur.
    A+
    Dominique

    Répondre
  3. Ping : Refroidir en silence le Raspberry Pi 4 avec VentilaPi4 de Garatronic – Framboise 314, le Raspberry Pi à la sauce française…. – Jhc Info

  4. Fred

    Je viens de le commander 🙂
    Dommage je vais le recevoir apres les grosses chaleurs.
    Une question hors sujet, comment s’appelle l’utilitaire sur une copie d’ecran vue plus haut, avec une fleche qui qui monte et une qui descend.
    J’imagine que ca permet de savoir quand du traffic de données entre ou sort?

    Répondre
  5. Fred

    Bonjour, petit retour suite a réception du ventilo.
    Les pieds m’ont coûté 2 euros dans un Bureau Vallée équipé d’une imprimante 3D.
    Ventilo très silencieux , je le PI4 devant mon nez sous l’écran, et pour ce qui est du refroidissement, c’est le top, il ne dépasse pas 45° pour le même usage ou il montait à 72°.
    Il remplit bien son rôle!
    Petite question, le ventilo tourne toujours a la même vitesse ou il s’adapte en fonction de la température?
    Je n’arrive pas a me rendre compte…

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      bonjour
      super ! merci pour le retour
      le ventilo tourne à vitesse constante. Il a été question d’une adaptation de la vitesse = f(température) mais je n’ai pas d’autres infos. Le prix serait plus élevé (composants) et le ventilo sans doute + bruyant s’il tourne plus vite…

      Répondre

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