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驚きの15℃/Wの熱抵抗で放熱できることが確認できました。
タカチ製のプラスチックケースの中にRaspberry Pi Zeroを収容したときの熱対策を行っています。今回は、3M製の放熱シートを使って放熱効果を高める実験を行ってみました。

イメージ 4
使用した3M製ハイパーソフト放熱シート 5589H。10cm×10cm×厚み1.5mm で800円程度。粘土のように変形する。1mmほどの隙間だったが、常に圧力がかかるように、1.5mmの厚目のもの放熱シートを選定した。

3M製ハイパーソフト放熱シート 5589H :
前回は、タカチのプラスチックケースLC115H-N-Dへアルミ板を装着し、放熱を高めることに成功しました。今回は、Raspberry Pi Zeroと放熱版との間に3M製のハイパーソフト放熱シート 5589H を挟み込んでみました。
前回の記事(アルミ板の効果):

前々回の記事(ケースへ収容):

※プラスチックケースからの放熱を含みます。
※簡易的な測定につき誤差が多く含まれます。

放熱シートを挟み込む

Raspberry Pi Zeroの基板の裏側に3M製ハイパーソフト放熱シート 5589H を貼り付け、筐体内のアルミ板へ接触するようにして、Raspberry Pi Zeroの発熱を、外部へ逃がせるように工夫しました。

イメージ 1
ケース上側(写真・左)のアルミ板と、Raspberry Pi Zero基板(写真・右)との間に放熱シートが入るようにした。放熱シートをRaspberry Pi Zero基板へ張り付けた。

イメージ 2
Raspberry Pi Zero の基板の裏側に放熱シートの接着面側を張り付けた。基板上の黄色のテープは絶縁用。放熱シートの接着面以外を囲むようにポリイミドテープで絶縁保護した。ピンヘッダなどのハンダ付け部の突起は、ニッパで切断し、平らにした。コンデンサは破裂防止用の切込が放熱板に接触しないように、一部分だけに通常のシリコンシート(3M製ではない汎用品)を貼った。

イメージ 3
アルミ板の表面へ熱を伝えるためのビス部に凹みをつけ、放熱シートとアルミ板との接触面積が大きくなるようにした。2mm厚のアルミ板と0.5mm厚のアルミ板の2層構造にした(ビスは0.5mm厚のアルミ板に取り付け、2mm厚のアルミ板はビスを避けるための開口部を設けた)。


完成例(前回の写真の引用)

実験結果。

          状 態  室温  CPU温度  熱抵抗
          対策前 25.8 ℃  41.2 ℃  25.6 ℃/W
          対策後 27.0 ℃  35.8 ℃  14.6 ℃/W (11.0℃の改善)
簡易的な測定方法なので、実験による誤差があるかもしれませんが、11℃もの熱抵抗を改善することに成功しました。表面のアルミ板だけでも熱抵抗が10℃/W以上あると思いますので、少し過剰な改善結果のように感じられますが、大幅な改善効果があったことは明らかです。

はじめから金属製のケースで製作すれば、簡単なのかもしれませんが、加工が容易で防水加工が簡単なプラスチックケースを使った放熱は有用だと思います。参考にしていただければ幸いです。

by ボクにもわかるRaspberry Pi

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