Comment créer un boîtier Raspberry Pi 4 avec ventilateur

Comment créer un boîtier Raspberry Pi 4 avec ventilateur

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Le nouveau Raspberry Pi 4 est nettement plus puissant malgré le partage du même facteur de forme diminutif de ses prédécesseurs. Cependant, avec d’excellentes performances, la consommation d’énergie est plus élevée. Le Raspberry Pi 4 génère donc beaucoup plus de chaleur que les anciens modèles Pi. Sans refroidissement actif, le Raspberry Pi 4 subira un étranglement thermique même lors de charges modérées. Heureusement, cela peut être résolu en fabriquant ou en ajoutant un ventilateur au boîtier officiel du Raspberry Pi 4.

Noter: il y a beaucoup de boîtiers Raspberry Pi 4 tiers avec ventilateur sur le marché. Ce tutoriel est destiné aux bricoleurs qui possèdent déjà le boîtier officiel Raspberry Pi 4.

Outils nécessaires

Il s’agit d’un mod assez simple qui ne nécessite aucun outil coûteux que vous ne trouverez pas déjà dans un ménage moyen. Certains extras facultatifs ont été répertoriés et marqués en conséquence. Ce ne sont pas absolument indispensables, mais ils sont agréables à avoir. Les extras peuvent coûter un peu plus cher, mais ils vous faciliteront la tâche tout en améliorant l’esthétique ainsi que les performances de votre Raspberry Pi 4.

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  1. Raspberry Pi 4 modèle B
  2. Coque officielle Raspberry Pi 4
  3. Perceuse électrique
  4. Kit scie cloche ou forets à pointe de brad
  5. Outil rotatif
  6. Soit un 30mm ou Ventilateur de boîtier de 40 mm (versions 5 volts, 2 broches)
  7. Filtre à poussière en PVC pour ventilateurs de boîtier (optionnel)
  8. Ruban adhésif double face (fin)(optionnel)
  9. Jeu de perforatrices (optionnel)
  10. Kit radiateur cuivre Raspberry Pi 4 (optionnel)
  11. Du papier de verre (facultatif)
  12. Règle et marqueurs
  13. Lunettes de protection
  14. Alcool isopropylique
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 01b

Refroidissement actif du boîtier officiel Pi 4

Notre première tâche consiste à percer un trou de ventilateur juste au-dessus du processeur.

1. Familiarisez-vous avec le boîtier en insérant le Pi 4 à l’intérieur du boîtier. Déterminez la zone générale où l’ouverture pour le refroidissement peut être percée dans la moitié supérieure (blanche) du boîtier. Faites très attention à rester à l’écart des broches GPIO, sinon le boîtier ne se fermera pas avec le ventilateur installé. L’illustration ci-dessous peut être utilisée comme ligne directrice générale, mais il vaut mieux mesurer deux fois et couper une fois.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 01c

2. C’est ici que vous devez décider des dimensions du ventilateur. Vous pouvez choisir entre un ventilateur de 30 mm ou 40 mm. Un ventilateur plus grand de 40 mm pousse plus d’air à une vitesse inférieure, ce qui le rend plus silencieux et plus efficace. L’alternative plus petite de 30 mm tourne plus vite et est plus bruyante, mais elle est plus compatible avec d’autres boîtiers Raspberry Pi en aluminium haut de gamme. C’est quelque chose à considérer pour les futures mises à niveau.

La profondeur du ventilateur peut varier entre 6mm et 20mm pour la portée de ce mod. Les pales d’un ventilateur plus mince ont une surface relativement plus petite par rapport à l’alternative plus épaisse, ce qui réduit les performances de refroidissement. Un ventilateur plus épais peut également abriter un moteur plus puissant. Assurez-vous simplement d’éviter d’utiliser un dissipateur thermique (non recommandé) ou d’en installer un avec un profil suffisamment bas pour accueillir le ventilateur plus épais.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 02
Ventilateur de 30 mm avec une profondeur de 7 mm qui n’aura aucun problème de dégagement.

3. Un jeu de scies cloches est le moyen le plus propre de faire le trou du ventilateur. Vous aurez besoin de la perceuse de 1-1/4 pouce pour faire une ouverture pour le ventilateur de 30 mm ou celle de 1 1/2 pouce pour le ventilateur de 40 mm. Si vous n’avez pas accès à l’accessoire de scie cloche de la bonne taille, vous pouvez percer plusieurs trous à l’aide d’un grand foret à pointe de brad pour obtenir un effet similaire. Cependant, cela ne permettra pas à peu près le même débit d’air qu’un trou de la taille d’un ventilateur correctement découpé à l’aide de la scie cloche.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 3

4. Découpez un morceau de carton ou de mousse pour l’adapter à l’intérieur du boîtier, comme illustré ci-dessous. Cela vous évitera de percer par inadvertance un trou dans la moitié inférieure du châssis (rouge) après avoir percé la moitié supérieure. Il n’est pas possible de percer l’ouverture du ventilateur avec la moitié inférieure du boîtier retirée, car cela rend difficile la fixation du boîtier pendant le perçage.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 04

5. Vous pouvez sécuriser le boîtier en utilisant n’importe quoi allant du ruban adhésif à un étau d’établi. Il est absolument essentiel que vous n’utilisiez pas vos mains pour maintenir le boîtier stable ou le laisser non sécurisé. Le couple généré peut faire glisser la perceuse ou le boîtier et provoquer des blessures graves. Dans les images ci-dessous, vous pouvez voir ma méthode improvisée pour fixer fermement le boîtier avec du bois et des pinces.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 05a
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 05b

6. La plupart des perceuses modernes ont un réglage de vitesse variable et une gâchette analogique. Utilisez-les pour empêcher la perceuse de tourner à grande vitesse. Démarrez la scie cloche lentement et appuyez doucement sur la gâchette jusqu’à ce que le foret morde dans le boîtier. Une fois que le foret est passé, assurez-vous que la scie cloche précédente mord doucement dans le boîtier et le fait tout droit. Ne percez pas trop vite, sinon la chaleur excessive générée déformera le boîtier. Utilisez le ventilateur comme gabarit pour marquer puis percez quatre trous. Ces trous de montage seront utilisés pour fixer le ventilateur au boîtier.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 06a
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 06b

7. Nous devons créer une ouverture supplémentaire sur le côté long du boîtier, juste en face des ports audio/vidéo et d’alimentation. Cette ouverture augmentera l’efficacité du refroidissement en assurant une circulation d’air appropriée dans le boîtier autrement hermétique. Assurez-vous de garder la longueur de l’ouverture inférieure à la distance entre la paire de points de montage adjacents à l’intérieur.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 07a

Vous pouvez le faire soit avec un outil rotatif tel qu’un Dremel, soit en perçant une série de trous à l’aide d’un grand foret à pointe de brad. Utilisez du papier de verre grain 320 pour nettoyer les ouvertures. Vous pouvez sauter cette étape si vous ne souhaitez pas faire l’effort de lisser les bords. Nettoyez les deux moitiés du boîtier.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 07b

8. (Facultatif) Il est recommandé de protéger le Raspberry Pi 4 de la pénétration de poussière. Découpez une feuille de la taille d’un éventail dans la maille du filtre à poussière en PVC. Utilisez une perforatrice de taille appropriée pour percer les trous de montage du ventilateur. Utilisez le matériel de montage fourni (écrous et boulons) pour fixer le ventilateur à la moitié supérieure du boîtier, avec le filtre à poussière pris en sandwich entre les deux.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 08a
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 08b
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 08c

9. Répétez la procédure pour l’autre ouverture le long du côté du châssis adjacent aux broches GPIO. Il est préférable d’utiliser un ruban adhésif double face fin pour coller la maille du filtre à poussière sur le boîtier.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 09

10. Nous pouvons maintenant installer le Raspberry Pi 4 dans la moitié inférieure du boîtier. Vient ensuite l’installation optionnelle du dissipateur thermique. L’installation de dissipateurs thermiques en cuivre sur les composants critiques améliore non seulement les performances de refroidissement, mais la masse thermique ajoutée permet également des overclocks plus soutenus. Quel est l’intérêt de se donner autant de mal si vous n’allez pas l’overclocker ?

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 10a

La plupart des dissipateurs thermiques sont préinstallés avec du ruban adhésif en tissu 3M pour le montage. Vous pouvez l’identifier par sa finition noir de jais lorsque vous retirez l’étiquette de protection (image ci-dessous). N’installez pas les dissipateurs thermiques portant ce ruban de tissu noir. Assez ironiquement, le ruban adhésif noir est un isolant qui affectera négativement les performances de refroidissement. Nettoyez soigneusement la bande de tissu avec de l’alcool isopropylique et utilisez Tampons adhésifs thermiques Arctic ou 3M 8810 au lieu. Les Kit radiateur cuivre Raspberry Pi 4 inclus dans la liste de contrôle des articles plus tôt est préinstallé avec des tampons adhésifs thermiques 3M 8810.

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 10b
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 10c
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 10d

11. Installez les dissipateurs thermiques sur les matrices pour le processeur, la RAM et le réseau ainsi que les contrôleurs USB. Appliquez une pression modérée sur les dissipateurs pendant 15 à 20 secondes afin d’obtenir un bon mouillage et une bonne adhérence des coussins thermiques. Branchez le câble du ventilateur à deux broches aux broches GPIO (rouge : 5v et noir : masse) comme indiqué dans le schéma de brochage ci-dessus tout en faisant attention à la polarité. (Le rouge est positif et le noir est négatif.)

Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 11a
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 11b
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 11bc
Boîtier Raspberry Pi 4 Mod 12

Se détendre avec un SBC à refroidissement actif

Allumez votre Raspberry Pi 4 Model B, et vous remarquerez que la lecture vidéo est plus fluide. Le processeur ne surchauffera pas et ne ralentira pas pendant les applications exigeantes, améliorant ainsi les performances du monde réel. Aux réglages d’origine, mon Raspberry Pi 4 est resté stable en dessous de 50 °C, même sous des charges modérées. Avec la configuration de refroidissement active en place, j’ai même réussi à overclocker mon Pi 4 à une fréquence impressionnante de 2 GHz.

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