FAN HAT per Raspberry Pi 4 è un dissipatore proposto da Melopero e consente di monitorare e contenere l’innalzamento della temperatura della CPU della board, anche in caso di utilizzo intensivo, evitando perdite di prestazione del processore dovuti al fenomeno denominato throttling*.
All’avvio del sistema operativo, FAN HAT controlla la temperatura del processore e adegua automaticamente la velocità della ventola per generare maggiore o minore flusso d’aria. Questa funzione, che può essere anche riprogrammata dall’utente, è studiata per prolungare la vita della ventola in modo tale da farla girare a bassi giri nel momento in cui non occorre dissipare calore in eccedenza.
A parte il montaggio del FAN HAT dal punto di vista hardware, sarà sufficiente scaricare l’installer digitando in una finestra del terminale la seguente riga di comando:
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sudo pip3 install --no-cache melopero-fan-hat |
Il codice Python3 che gestisce la velocità della ventola è open source e può essere facilmente personalizzabile in base alle proprie esigenze progettuali.
Contenuto del kit
- Scheda
- Ventola
- viti, bulloni e distanziali per il montaggio.
È richiesto un piccolo assemblaggio manuale della ventola e dei distanziali.
Il prodotto è stato concepito per la prototipazione. È esclusa ogni responsabilità del produttore nel caso di un uso diverso.
*Cos’è il throttling?
Per meglio comprendere cosa sia il throttling, iniziamo dicendo che il concetto di “calore” in elettronica è un concetto di primaria importanza. I dispositivi elettronici infatti hanno un funzionamento continuo, dove miliardi di operazioni vengono compiute dal processore istante per istante. Vi basti pensare che un moderno processore riesce ad elaborare il singolo bit in un tempo inferiore al miliardesimo di secondo. Tutto questo utilizzo di energia, genera inevitabilmente calore. Ci sono molti modi per gestire il calore, dal raffreddamento passivo, alle ventole, al raffreddamento a liquido e così via, tuttavia può capitare che le temperature siano talmente elevate da richiedere l’innesco di procedure interne all’hardware: il throttling termico.
Quando il processore arriva ad avere un elevato carico di lavoro, genera un elevato carico di calore. Quando la soluzione di raffreddamento non è più in grado di dissipare il calore abbastanza velocemente da mantenere le temperature entro un intervallo di sicurezza, il sistema inizia a ridurre le prestazioni per dissipare il calore. Le frequenze di memoria e core iniziano a calare, fino a quando le temperature scendono a un intervallo operativo sicuro. Tutte le board moderne dispongono di questa funzione per proteggere i componenti elettronici da eventuali danni. La limitazione termica non gestita può avere un grande impatto sulle prestazioni. Sebbene la limitazione termica stessa non provochi alcun danno, la causa sottostante della limitazione, ovvero l’eccessivo calore, può causare danni e ridurre la durata del processore stesso e, di conseguenza, della board.
Ora che abbiamo individuato e analizzato il fenomeno, dobbiamo per forza di cose prevenirlo: per mantenere le prestazioni e salvaguardare l’affidabilità della board, è necessario monitorare le temperature, ma i protocolli di limitazione termica lavorano in maniera differente in base alle diverse board e ai diversi tipi di processore. Pensare di risolvere il problema del calore solo ed unicamente scegliendo un dissipatore piuttosto che un altro, non è affatto una soluzione ottimale perchè esistono diversi scenari che determinano l’impatto della limitazione termica sul sistema.
I tre elementi fondamentali da cui partire per circoscrivere il problema sono:
Analisi del progetto e delle sue finalità: occorre sempre chiedersi per cosa si stia dimensionando il progetto e per quale utilizzo sarà adibito.
Soluzione di raffreddamento: può essere passiva o attiva, in base all’analisi progettuale.
Tipologia di Case (opzionale): se scegliete di inserire la board in un Case, verificate che case e dissipatore siano compatibili a livello di dimensioni e ingombri. Un case esteticamente accattivante ma senza le necessarie feritoie per l’aerazione o con un fattore di forma non ottimale, può drammaticamente peggiorare le capacità dissipative dell’intero sistema.
Link utili:
Fabrizio Bianchini
###Da sempre appassionato di tecnologia, soffro di insaziabile curiosità scientifica. Adoro sperimentare e approfondire le mie conoscenze sulle ultime novità sul mercato in termini di hardware, alta tecnologia e videogiochi. Attratto e coinvolto nella prototipazione hardware dalla piattaforma Arduino, Raspberry Pi e Nvidia Jetson.### ###Always passionate about technology, I am suffering from insatiable scientific curiosity. I love experimenting and deepening of my knowledge on the latest news on the market in terms of hardware, hi-tech and video games. Got attracted and involved in hardware prototyping by the Arduino platform, Raspberry Pi and Nvidia Jetson.###