Seit einigen Wochen ist nun der neue Raspberry Pi 4 mit 1/2/4 GB RAM auf dem Markt. Die Neuerungen sind erheblich wie 1GigaBit Ethernet, USB 3 und noch vieles mehr. Der neue Rechner fordert aber auch seinen Tribut was Performance betrifft, denn es gibt erhebliche Temperatur Schwierigkeiten. Die Temperatur liegt ohne aktive oder passive Kühlung bei 80° Celsius.
Es wurde da schon das neue Raspian (Buster) diesbezüglich angepasst, was aber nicht wirklich hilfreich ist wenn man die neue Leistung des Raspberry Pi 4 abgreifen möchte. Christopher Barnatt betreibt den Youtube Channel „Explaining Computers“ und bin dabei über dieses Video gestolpert.
Wir benötigen Ihre Zustimmung um den Inhalt von YouTube laden zu können.Die Ergebnisse sind erschütternd und zeigen bei einem Stresstest mit „sysbench“ sogar 90° C.
Nun dachte ich mir, mach selbst ein paar Tests und druckte auch noch ein paar Raspberry Pi 4 Gehäuse auf dem 3D-Drucker aus. Damit konnte ich verschiedene Lüfter und Gehäuse ausprobieren.
Als erstes hatte ich mit einem 30 mm Lüfter begonnen, der aus einen Standard Gehäuse eines Raspberry Pi 3 stammte.
Unten ist das Gehäuse abgebildet welches zu den neuen Raspberry Pi 4 und seinen veränderten Anschlüssen passt.
Raspberry Pi 4 Gehäuse aus 3D-Druck 
Raspberry Pi 4 Gehäuse aus 3D-Druck
Dieses Bild zeigt den Probeaufbau mit 2 verschiedenen Gehäuse und einem 30 mm und 40 mm Lüfter. das rechte Gehäuse ist offen und hat keine echte Lüftungskanal Funktion.
Das linke Gehäuse, welches mir persönlich besser gefällt da es den Raspberry Pi 4 wirklich schützt, wurde mit einem 30 mm Lüfter und 40 mm Lüfter getestet.
Die Ergebnisse sind massiv unterschiedlich wie sie nur sein können. Der Temperaturbereich erstreckt sich von 70° C bis 44° C, bei Last oder bei Leerlauf mit der grafischen Oberfläche.
| Arbeitsbereich | 30 mm Lüfter | 40 mm Lüfter |
|---|---|---|
| Leerlauf | 50°C | 44°C |
| Stresstest mit 4 Cores | 70°C | 60°C |
| Stresstest offene Gehäuse | 72°C | 65°C |
| Stresstest geschlossenes Gehäuse | 70°C | 59°C |
Der Gewinner steht damit fest. Es ist das geschlossene Gehäuse mit dem 40mm Lüfter.
Raspberry Pi 4 Gehäuse
mit 40mm Lüfter
Raspberry Pi 4 Gehäuse
mit 40mm Lüfter
Raspberry Pi 4 Gehäuse
mit 40mm Lüfter
Fazit: Der Raspberry Pi 4 B kann wirklich nur mit einem Lüfter betrieben werden. Da ohne aktive oder passive Kühlung eine Überhitzung bis zu 90°C möglich ist, kann somit kein sicherer Betrieb gewährleistet werden. Die Problematik ist bei diesem Aufbau, dass der Raspberry Pi4 kein Platz mehr für Erweiterungsboards auf den GPIO-Anschlüssen zulässt. Hier bedarf es einer kreativen Lösung damit der Prozessor gekühlt wird und Zusatzplatinen oben aufgesteckt werden können. Eventuell ist eine passive Kühlung hier die Lösung. Ich hab einen Kühlkörper bestellt und werde dies ausprobieren wenn er eingetroffen ist. Siehe Linkliste (*) unter „Passive Kühlung“.
Anbei noch die technischen Daten des 40 mm Lüfter:
- 5000 Umdrehungen RPM
- Größe 40*40 mm * 20 mm
- 9,4 Kubikmeter pro Stunden Luftdurchfluss
- 14.9 dB(A)
- Spannung 5 Volt
- Stromaufnahme 0,1 A
Linkliste:
- https://www.thingiverse.com/thing:3724554 (Raspberry PI 4 Gehäuse für 30 mm Lüfter)
- https://www.thingiverse.com/thing:3743755 (Raspberry Gehäuse offen für 40 mm Lüfter)
- https://www.tinkercad.com/things/gWM9XTeaIoP (Angepasster Deckel für 40 mm Lüfter)
- https://amzn.to/2SIcddK (*) 40 mm Lüfter 5 Volt
- https://amzn.to/2GzaaUi (*) 30 mm Lüfter 5 Volt
- https://amzn.to/2Yu1vwH (*) Passive Kühlung
Hier nochmal eine Detailliste von Christopher Youtube Video https://www.youtube.com/watch?v=AVfvhEJ9XD0 und seinen Testwerten, wo wir beide mit unseren Testwerten nicht so weit auseinander liegen.
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Hallo Joachim,
hast du mal überlegt einen Radiallüfter seitlich oberhalb der Micro SD Karte seitlich ins Gehäuse pusten zu lassen? Dann blieben die GPIOs vermutlich frei. Wird der Raspi allerdings um den Durchmesser des Gehäuses länger.
Grüße
Christian
Was einen deutlichen Unterschied macht (bei mir von 70 auf 40 Grad) war den Lüfter _ins_ Gehäuse zu schrauben und auf die CPU pusten zu lassen.
Auf meinem RP4 läuft der Flight Tracker. Ich habe die Box geöffnet und den nervigen Lüfter abgeklemmt. Die Kühlkörper sind warm, aber anfassbar.
Wie finde ich heraus, mit welcher Last der Prozessor läuft (in % seiner Höchstleistung)? Wie messe ich die Temperatur im laufenden Betrieb (ohne externes Thermometer)?
Zusatzfrage: Muss der Lüfter ins Gehäuse rein- oder aus ihm rauspusten?
@Hartmut: Mit folgenden Befehlt kannst du die CPU Temperatur auslesen.
sudo cat /sys/class/thermal/thermal_zone*/temp
Besteht eine Möglichkeit den Lüfter Temperatur gesteuert zu betreiben? Bisher läuft dieser dauern wenn ich ihn mit PIN 4/6 betreibe. Der Lüfter muss aber bei 35°€ nicht laufen, meine Idee ist es das er erst bei einer Temperatur von 50°€ anläuft.
Hallo Raiko
das geht schon irgendwie , musst einen Thermistor in Reihe dazuschalten.
Grüße Joachim