Raspberry Pi Zero 2にヒートシンクは必要ですか？

Raspberry Pi Zero 2 Wでは、80℃でスロットリングが発生します。

つまり、Raspberry Piは、温度を80℃以下に保つために、コンピュータの動作を遅くするということです。

Raspberry Pi Zero 2にヒートシンクが必要かどうかということです。ほとんどの場合、必要ありません。

ヒートシンクが必要になる状況はいくつかあります。私の結論としては、Raspberry Pi Zeroケースを使用し、Pi Zero 2を100%で連続して動作させる場合にのみ必要になると思います。

テスト方法

私のテスト方法は、ベア（ヒートシンクなし）のPi Zero 2 Wが100%で連続動作するかどうかを調べました。

私はPiCockpitのPiStatsを使って温度データを追跡し、PiDoctorを使ってスロットルされているかどうかを教えてもらいました。Piがスロットルされている場合は、ディスプレイに温度計のアイコンが表示されることもあります。

その後、私は オフィシャルRaspberry Pi Zeroケースと、プラスチック製の筐体である FLIRC Zeroケースまた、金属製のボディを採用し、効率的な放熱を実現しています。

このテストには3つのセクションがあります。1つ目は完全なアイドル状態（CPU負荷1%）で、何もしていないときのベースライン温度を示します。

続いて、35%のCPU負荷テストですが、これはPythonスクリプトをバックグラウンドで実行して行いました。

その後、私は stress-ng -cpu 4 -cpu-method fft で、CPU負荷を100%にします。このコマンドは、最も電力を必要とする方法の一つです。

室温は約22℃でした。

すべてのテストは、Pi Zero 2をHDMIでディスプレイに接続し、マウスとキーボードを使用して行いました。

その結果は以下の通りです。

セットアップ	CPU負荷＝～1%	CPU負荷＝～35%	CPU負荷= ~100%	スロットル？
ボードのみ	42°C	57°C	74°C	いいえ
オフィシャルケース	46°C	61°C	81°C	はい。
FLIRC Zeroケース	37°C	51°C	62°C	いいえ

FLIRC Zeroケース用サーマルパッド

Raspberry Pi Zero 2とFLIRC Zeroケースを組み合わせて使うと、最高の結果が得られるのは明らかです。

なんといっても、ヒートシンク内蔵のケースですからね。

届いたとき、青い四角が付いていました。ネットで検索してみると、何のためのものかわからないオーナーもいることがわかりました。

青い四角い部分がサーマルパッドで、両面にプラスチックフィルムが貼られています。プラスチックフィルムを剥がすと、粘着性のある部分が現れます。サーマルパッドを基板（またはケース）に貼り付け、Raspberry Piをケースに入れてから、裏板をしっかりと締めます。

Raspberry PiのSoCをサーマルパッドに押し付けることができるように、バッキングプレートをしっかりと固定することが重要です。

Raspberry Pi Zero 2で扇風機を使うことはできますか？

そう、Raspberry Pi Zero 2はファンを動かすことができるのです。

5V 0.12Aのファンを使用し、ヘッダーから直接電源を供給しました。

そのためには、ヘッダーがハンダ付けされたPi Zero 2 Wが必要です。

そして、下の画像のように、ファンのプラスをPIN2に、マイナスをPIN6に接続します。SDカードスロットを参考にしてください。

結論

FLIRC Zeroケースは最も優れた熱性能を持っています。このケースはPi Zero 2を金属で包んでいるので、当然のことです。

しかし、公式ケースの熱性能は最も悪く、PiCockpitのPiDctorモジュールではスロットリングが検出されました。プラスチックは熱伝導率が低く、公式ケースはPi Zero 2をプラスチックで囲っているので、これも極めて論理的です。

ほとんどの場合、Pi Zero 2にはヒートシンクは必要ないでしょう。

ケースが必要になるのは、チップを長時間100%に保ち、環境が非常に高温になる場合だけでしょう。私はこの製品を22℃の涼しい環境でテストしたことに注意してください。それ以上の温度からスタートした場合は、周囲の温度差を緩和するものが必要になります。

推奨部品