Dissipatore Termico per Raspberry Pi

ATTENZIONE: Questo tutorial spiega come effettuare operazioni potenzialmente dannose sia per la periferica, che per il proprio corpo (vi è possibilità di farsi male), se non consapevoli delle norme di sicurezza. Per il buon fine dell’operazione è necessario usare elettroutensili e mezzi di protezione del caso.

In seguito all’articolo di Michale Dornisch pubblicato sul suo blog e dopo aver testato il Raspberry Pi, mi sono reso conto di quanto scaldi e di come il processore e il chip arrivino, dopo una mezz’ora di utilizzo, a temperature intorno ai 50 gradi.

Le temperature rimangono pressochè simili se overclocchiamo il device portandolo da 700 a 900 Mhz, il mio intento è di portarlo ai 1000Mhz abbassandone le temperature e di conseguenza rendendo più performante il lavoro del processore e dei chip.

A questo fine mi sono procurato il seguente materiale:

necessario radiatore calore processore

Nello specifico:

Calibro: utilizzato al fine di misurare le dimensioni del processore e dei chip su cui applicare i radiatori autoprodotti (Vengono venduti sul web a prezzi variabili dai 5 agli 8 $ il set, composto da 3 distinti microradiatori di misure diverse) e riprodurre le misure sul radiatore per disegnare le linee guida con cui effettuare il taglio.

Raspberry Pi: overcloccato o ancora da overcloccare. Qui a Torino mi dicono che un negozio ha incominciato a rivenderli, ma di mio ho provato due rivenditori online. La RS Components Ltd e la Farnell. Presso la RS Componentsho effettuato l’ordine il 21 gennaio e mi è arrivato a casa il 22 febbraio, dalla Farnell al contrario mi hanno stupito con il servizio. Il Raspberry pi mi è arrivato in ufficio dopo 3 giorni dall’ordine e mi hanno contattato telefonicamente per avvertirmi dell’apertura dell’utenza sul loro sito. A breve mi è arrivata la fattura del prodotto. Servizio impeccabile!

Radiatore: Conviene recuperare i radiatori delle schede video su piastra madre o di schede video vecchie e sotto i 512 MB su cui erano montati componenti non troppo grossi. In partilcolare dobbiamo calcolare l’altezza del radiatore, in quanto nella maggior parte dei case l’altezza massima a cui possiamo arrivare è di 1,3 cm a meno di non bucare il case stesso e farlo uscire verso l’esterno. Di mio ho provato da subito un radiatore di un vecchio processore Pentium IV ma visto le dimensioni e per non dover effettuare troppi tagli e molature ho optato per un dissipatore di caleore recuperato da una vecchia scheda grafica a 128 MB alto 1,1 cm.

Multiutensile a colonna: Io ho utilizzato il Dremel, ma ho provato gli alternativi a cifre inferiori e per questo utilizzo ho notato poca differenza. Al Dremel che utilizzo per comodità d’uso ho associato un bottone sull’alimentazione esterno (per accenderlo e spegnerlo senza ogni volta dover alzare la testa al corpo macchina appeso sulla colonna). Le punte che userò sono la micro mola (ho provato i dischi più scuri e quelli del colore della carta vetro, questi ultimi mi sono sembrati migliori ed ho completato il lavoro così)e varie punte per smerigliare.

Pasta termica bicomponente permanente: per questo materiale ho dovuto effettuare una microricerca per trovare quello più conveniente e vicino ai miei scopi. Le caratteristiche ricercate nel fissativo erano: alta conducibilità termica e adesione permanente. Le normali paste termiche non fanno all’uso in quanto non sono fissanti. In genere il blocco del radiatore o del componente di raffreddamento sui chip o i processori avviene mediante agganci meccanici.

Silicone: va bene qualunque silicone in tubetto, controllate che regga almeno fino ai 180°C e che sia isolante elettrico

Procediamo con le operazioni al fine di raffraddare e evitare rallentamenti a causa del surriscaldamento:

Stendiamo il silicone sui contatti attorno ai chip su cui vogliamo applicare il dissipatore di calore. Questo operazione è neccessaria per isolare completamente il contatto elettrico e per prevenire cortocircuiti sulla scheda nel caso di fuoriuscite accidentali della collatermica o di contatto da parte del radiatore una volta in loco. Facciamo attenzione a non sporcare la superficie del chip e del processore.

Il silicone impiegherà da un’ora a poco più (dipende dal prodotto che utilizzerete) ad asciugare, nel frattempo procedete con le altre operazioni.

silicone sigillante circuito

Puliamo il radiatore dalle traccie di precedente pasta termica.

dissipatore sporco pasta termica

Togliamo il grosso della pasta termica con una spatola, quello che rimane con della carta a secco e a seguire con solvente e panno. Lasciamo asciugare.

dissipatore termico pulito

Prendiamo le misure per i tre radiatori che dovremo tagliare. Le foto sono di riferimento, le misure vanno prese in maniera più accurata di quanto riportato nelle immagini

dimensioni chip smsc

Il chip USB/Ethernet misura 7.5 mm x 8.6 mm.

dimensioni chip samsung 304

Il processore SoC ha dimensione pari a 12,1 mm x 12,1 mm.

dimensioni alimentazione

Il chip che regola il voltaggio ha come misure 6.5 mm x 6.4 mm.

Riportiamo le misure sul nostro radiatore e lo blocchiamo prima di procedere ai tagli con una pinza o una morsa.

Consiglio caldamente di utilizzare una mascherina (per la polvere di alluminio) e un paio di occhiali protettivi se non li si porta già di suo.
In tutti i casi: tagliare rimandendo fuori dall’asse del disco, questo per evitare che le scorie o schegge del disco nel caso di rottura dello stesso non vi finiscano addosso.

taglio dissipatore termico

Durante i tagli fare attenzione a non far bloccare il disco, provoca la sua distruzione. Per evitare questo tagliare mantenendo lo strumento parallelo alla base del radiatore e scendere pian piano come i movimenti di una pressa. Partire da una estremità dello strumento e assecondare il senso di marcia del disco. Ripetere fino a che non si incomincia a tagliare del tutto il segmento del dissipatore di calore.

Moliamo se la superficie presenta problemi e puliamo con spazzole ogni traccia di micropolvere di alluminio da tutti i piccoli radiatori che abbiamo creato.

mini-radiatori-dissipatori-termici

Prepariamo la colla bicomponente, di mio la preparo in genere su cartoncino plastificato di recupero così da poter buttare in seguito, Questo perchè una volta seccata la colla non viene più via se non con estremi artifizi chimici e con scarsi risultati.

tre-radiatori-raspberry-pi

Una volta miscelata bene applichiamone una goccia sul chip prima di applicare il radiatore.

raspberri-pi-dissipatore-termico

Lasciamo asciugare e una volta cablata la periferica monitoriamo le temperature

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