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2021年9月19日 (日)

お買い得なRaspberry Pi4 ケース 2.5インチ/M.2 SSDも入る

GeeekPi Raspberry Pi 4 DeskPi Pro V2 ケース

という名称のPi4専用ケースです。

Deskpipro1

アルミの押出し材ケースとアクリル板の前後パネル。ヒートパイプ式のヒートシンク(FANつき) QC3.0対応電源アダプタとUSBケーブル。
ケース内部に入っているUSB3.0接続の2.5インチSSD接続基板とM.2 SATA 変換基板、電源制御基板。

 

 

これだけついて約6600円

安すぎない?

ということで、実際に買って使ってみました。 SSDを使ったNASに仕上げようかと思っています。

Pi4は以前に購入した2GB版。 不人気だったのか安く売っていたものです。

 

 

 

組立て開始

Pi4とはこのような感じで接続します。HDMI端子はフルサイズのものがリア側に出てきます。

Deskpipro2

フロントパネルにUSB端子が2個増設されます。

 

SDカードも変換基板を通してフロントパネルへと延長されます。 プッシュリターンタイプなのでPi4基板側よりも便利。

Deskpipro3

 

 

ヒートシンク部はシビア

ヒートパイプ式のヒートシンクは、付録の熱伝導シートを使わずに放熱シリコーンで密着させました。

Deskpipro4

 

ただし、固定が難しい。 四隅の支柱のところで固定する仕組みですが、ステーをたわませて密着させる構造です。

Deskpipro5

ラジオペンチで慎重にステーを曲げて隙間なくヒートシンクとCPUを密着させるように整形します。

 

取り付けたら、こんな感じになります。

Deskpipro6

 

 

FFC延長のGPIO端子

40pin GPIO はFFCケーブルで接続してリアパネルへ延長しています。何故か電磁波シールドテープを貼っています。FCC認証とか取っている訳じゃないと思うのですが。。。

Deskpipro7

なかなか凄い構造です。これでうまく動くのか? 支柱にぶつかってるのは。。。まあ仕方ない。

 

 

 

2.5インチSSD or M.2 SSD

つぎはSSDの接続。 M.2変換基板は今回は使わないため外して、

Deskpipro8

 

2.5インチSATA タイプのSSDを取り付けます。

Deskpipro10

この基板は、Pi4のUSB 3.0端子から折り返して接続できる構造です。

 

先ほどのPi4側へと接続。

Deskpipro9

一応、これで全部つながりました。

不思議だったのですがフロントのUSB端子は、SSDを固定している基板からUSB信号をもらってHUBで増設しているみたいです。USB3.0ではなく2.0と思われます。

 

 

ケースにドッキング

リアパネル側の内部。フルサイズHDMIが2個。 その左がUSB-C電源端子になってます。

Deskpipro11

みっちりと入っています。USB3.0はリアで折り返すドングルをさします。 GPIO延長のFFCケーブルがキツそうな取り回しです。

 

こちらがフロント。 SDカードにテープを貼っていますが、プッシュリターンなのでテープ要らないです。

Deskpipro12

SSDのアクセスランプ(白LED)もフロントアクリル板から透けて見えます。通常は点灯。アクセスすると点滅します。

 

 

 

電源ボタンの動作

電源ボタンは、OFF時は赤。ON時は青が点灯します。電源ON中に長押しすると強制電源OFFになります。

ここでいう電源ONとはPi4への電源が供給されているという意味。電源OFFはPi4への電源供給が切れている状態のことをさします。

ドライバを入れるとOSのシャットダウンに合わせて電源を切ってくれるようです。

ただし、ボタンを押してもOSのシャットダウンはしてくれません。

 

シャットダウン制御とFAN制御はラズパイとの間でシリアル通信しているもよう。 Pi4電源端子のUSB-CのOTGモードUSBで接続しているっぽいです。なかなか凝った作りですね。

付録されているACアダプタはQC3.0対応で、これを使うと電圧12VがDeskPi Pro V2 ケースへ供給されます。内部基板に5Vへ落とすDC/DCコンバータが入っています。なぜそこまでやるの? もちろん5VのUSB電源も使えます。

 

 

放熱特性は

さて、

ヒートシンクの放熱性をみるため、以前と同じテストをしてみました。FAN用のドライバを入れていないのでFANは回転させず、ヒートシンクのみの自然空冷です。

Deskpipro13

赤い線はラズパイ純正のプラケースでヒートシンクなし。緑が今回のケースを使ったときのCPU温度です。

横軸ひとマスで10分。約60分間のグラフです。

Volumio2はCPUクロックが1.5GHzに貼り付いて動作するので厳しい評価になります。

 

いかがでしょうか?

 

なかなか良くできています。この内容にしては安いですよね。

 

 

 

リアへ延長しているGPIO端子の安定性

ちなみに、リアパネルの40pin GPIO端子にNorthFoxDigiを挿して動作させようと思ったのですが、案の定、まともに動作しませんでした。

Deskpipro24

FFCケーブルによるGPIO延長はさすがに厳しいみたいです。音が出たり出なかったり。というか、最初5分くらい出たけど2度と出なくなりました。

目的どおりNASとして活用してみたいと思います。ちょっと調べたところ、USB接続のSSDにOSをインストールすると高速で起動するらしいです。

 

 

 

FANドライバ、電源制御ドライバ

ドライバのインストール方法は下記

https://github.com/DeskPi-Team/deskpi

Deskpipro14

こんな感じでFAN回転を指定できます。

回転させてみたけど、カラカラカラ・・・・ 耳障りなガラクタFANのようです。

100%で回すとカラカラ音はでないもののFANの風切り音がそこそこ聞こえる。

 

 

 

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Raspberry Pi」カテゴリの記事

コメント

たかじんさん

面白いものを見つけられましたね。全部で6500円は安いですね。
SSD追加で小規模な音楽ファイルサーバーとして
ご本尊NASのサブでもいいかも。

面白そうなものが作れそうですね。

ヒートパイプ付CPUファンだけでも欲しいかも。
ヒートパイプは長く専門にしてたので、そっちの視点でも見てみたい。(多分、水を作動媒体にしたサーモサイフォンだと思います)

sawanoriichi さん

Pi4のCPU放熱は少し工夫しないと簡単にフリーズしてしまいますからね。

このようなケースは試す価値があります。 じつはAmazon寄付ポイント活用での購入なのですけども。大変たすかっています。

そうそうヒートパイプはLuxのアンプで良く使われていたので、私にとっても印象が良いです。
水を媒体にしたものと、アルコール系の低沸点材料を使ったタイプがあるらしいですね。 40℃、50℃など低い温度ではアルコール系の方が適していそうな気がしますがどうなのでしょうか?

電源もあるし、M.2変換基板もついているなど、至れり尽くせりですね。
とは言え、GPIO の外出しが機能しないとか、RasPiのケースとしては
本末転倒な気もします。IOを使わない用途なら良い選択と思いました。
因みに、昔あった「玄箱」という製品、ガワを取ってあり、RasPiとSSDを
組み合わせてNASを構築しようかと思っているのですが、箱の内部の
金属部品が無線LANの感度に影響するか、気にかかっています。
今回のアルミの押出し材ケースでは、影響はあるものでしょうか。
RasPiは基板の外にアンテナを出せる仕組みになっていないので、
気にかかっています。
危険なわけでもないので、自分で人柱をやってみればいいのですが、
情報がありましたらご教示ください。

Pal8000 さん

ちょっと分かりにくい記事になっていたので修正しました。 GPIOはリアパネルまで延長されて搭載してあります。ただし、途中、FFCケーブルで延長しているため安定性は疑問ですね。

WIFI電波に関しては、フロントパネルがアクリル板なので、いちおう通信は出来ています。基板を囲うようにアルミシャシーがあるので、電波の指向性などは絞られるように思います。

たかじんさん

サーモサイフォンの作動媒体について。

作動媒体の成分は、純水が良いのか、アルコールが良いのか?
実は適用機器の周囲温度が0℃以下になるならアルコールの必要がありますが、常温付近でしたら純水で問題ありません。沸点が低い方がよいだろうと言うことはありません。
と言うのは、コンテナ(容器)内には空気が入っておらず、作動媒体の液体と蒸気だけで構成されるためです。
気液海面では常に気体と液体が平衡状態にあって、気液温度差が生じた瞬間に平衡状態は壊れてエネルギー差に基づいて物質移動が起きて壊れた平衡を取り直します。ですから、水の臨界点以下であれば動作します。もちろん100℃位なら問題ありません。
水は熱輸送媒体として最高の物質で、同熱輸送量であれば、物質の移動量が少なくて済むので温度バランスが壊れにくく、安定性に優れています。アルコールは水に比べると蒸発しやすい分、気体密度が局所的に上がるので場合によっては変なこともあります。しかも作るときは扱いにくいし。
とまあぁ、どちらでも良いというのが答えではありますが、個人的にはCPU冷却程度であれば水の方がコスパは良いですね。


なお、高電圧用であったり、絶縁が必要な部分では、3Mのフロリナートなんて言う500㏄20000円もする高級品を使います。蒸発しやすい分、容器内の蒸気流路と液流路に工夫が不可欠になります。
昔、300系新幹線のGTOサイリスタ冷却で某M電機が何気に従来設計のままフロリナートに置き換えたら、液体が全部沸騰して帰還せず、GTOサイリスタが加熱して車両が止まった、なんてことがあったとか、無かったとか。
還流量計算をないがしろにしたのだと直ぐに判ったけど、大騒ぎだったみたいです(内緒です)。ちゃんとした熱移動現象を知ってる人にはわかるんですが、ただの熱設計屋さんには理解できないんでしょうなぁ。こういう事例、21世紀の今でも、いろんな電機メーカで起こっているようにも聞いていますが、決して表には出てこないようです。
おっと、かなり横道にそれてしまった様です。失礼します。

たかじんさん

リアパネルにNorthFox基板が張り付いているのもすごい絵です。
GPIOは動作しないわけではなく、安定しない、ということですね。

無線LANが使えている、という件、情報ありがとうございます。
考えてみると、MacMiniでもアルミケースにプラスチックの底蓋だけで
動作していましたので、神経質になる必要はないのかも知れません。

sawanoriichi さん

サーモサイフォンというのですね。 ヒートパイプの中には水と空気が入っているのだと勘違いしていました。 なるほど。 ちょっと納得です。

ネット検索していると、作動液が音速で熱を運ぶと書いてあって。 えっ えっ ? となっていました。

銅の無垢では、熱の伝わりはさほど速くなく、局所的な熱源があるときはチラーみたいに水をパイプに流して熱を強制的に奪っていく方法がとられますよね。

フロリナート液冷はスパコンでちらほら話題になりましたよね。 蒸発するのでしたら水槽みたいに上部が開放されているとまずそうです。
https://www.youtube.com/watch?v=3E3hRk2-Yng


Pal8000 さん

GPIO端子の信号をこれだけ引き回すと、高速な信号はだめっぽいです。 LEDの点灯とかスイッチを読むような低速なIOなら大丈夫と思います。
HATを挿すと見た目は面白いとは思いますが実用的ではありません。

おそらくPi4をLinuxPCとして使うためのケースと思われます。フロントUSBにキーボードとマウスを付けられるし、リアのHDMIはフルサイズで使いやすい。
OSをシャットダウンすると、電源も自動で切れる。

Win95の「電源を切る準備ができました」というメッセージのあと、人が電源を切っていたのを思い出しました。

GPIOを引きまわすのはねぇ…
ラズパイGPIO側に穴開けてライトアングルのコネクターで外へ出す方がいいんではと思いますね。

天 婦羅夫さん

おっしゃる通りです。
この基板のようにマスターモードで動かす場合は、信号が往復してますので、延長配線の長さが15cmくらいあると、往復では30cmも延ばしているのと一緒です。
動作が安定しないのはそのためと思われます。

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