Hardware | Raspberry Pi 4 알루미늄 케이스 구매기

Raspberry Pi 4 가 작년 말쯔음 새로 출시되었습니다.

초반에는 물건을 구할 수 없어서 참고 있다가, 이번 전직하면서 기분 전환할 겸, 중고로 조금 저렴하게 구하게 되었습니다.

* Hardware | Raspberry Pi 4 Model B 4GB 버전 구매기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Raspberry-Pi-4-4GB-buy

이번 버전은 가장 성능 좋은 CPU 를 가졌지만, 그 만큼 전력도 많이 먹는지라 발열이 심합니다.

쾌적한 쿨링을 위해, 항상 구매하던 Wicked Aluminum (가족 비지니스라고 하더군요) 에서 통짜 알루미늄 케이스를 구입 했습니다.

1. Raspberry Pi 4 케이스

Raspberry Pi 1 과 2 를 구입했을 때 부터 아래 사이트에서 판매하는 통 알루미늄 케이스를 구입해서 사용해 왔습니다.

CPU / RAM 등에 케이스가 직접 접촉하여, 캐이스 전체가 열을 발산해 주는 방식 입니다.

케이스 바디가 자체가 heat-sink 가 되는 방식이라 팬이 추가로 필요 없고 passive heat-sink 역할을 해 줍니다.

이 만큼 완성도 있고, 멋있는 라즈베리파이용 케이스는 못 봤습니다.

* Wicked Aluminum

- https://wickedaluminum.com/

두근두근.

2. Open Shield 대응용 버전

지금까지는 라즈베리 파이를 전부 감싸는 형태를 구입했지만, 이번에는 GPIO 및 카메라 슬롯이 노출된 버전을 구입해 보기로 합니다.

* Raspberry Pi 4 OPEN SHIELD Case with Heat Dissipation

- https://wickedaluminum.com/collections/frontpage/products/raspberry-pi-4-open-shield-case-with-heat-dissipation

Raspberry Pi 용 Shield 를 구입해도 상판을 분리하거나 케이블을 이용해서 연장할 필요 없이 바로 장착할 수 있게 만들어 졌습니다.

디자인의 혁신이 계속 이루어 지고 있는, 이 회사를 저는 지지합니다.

상판이 Shield 장착을 위해 반으로 잘려 기존의 통구리 부피가 반으로 줄었지만, 온도 방어가 어느정도 되는지 궁금해 지네요.

3. 내 돈...

본체 가격이 70 USD, 배송비 25 USD 여서 거의 100 달러가 필요합니다. 10만원 이상... ㅠㅠ

가족이 경영하는 family business 라서 그런지 가격에 자비가 없습니다. 아니 본체보다 더 비싸.

그 간 internet performance 리소스를 제공하여 모아 두었던 돈을 이번에 사용하기로 합니다. (지금은 없어진 서비스)

* Software | Gomez Peer 의 서비스 종료

- https://chocoball.tistory.com/entry/Software-Gomez-Peer-retirement

* Linux | Gomez Peer arbeit

- https://chocoball.tistory.com/entry/Linux-Gomez-Peer-install

이번에도 returning 고객이 됩니다. 벌어 놓은 것은 몇 년치 이지만, 한방에 없어지는 군요.

고민따위 할 순간도 없이, 순식간에 결제가 완료되고, 배송을 기다리게 됩니다.

4. 도착

USPS 를 통해 배달되어 왔습니다.

배송 현황이 일본에서 출발한게 언제인데 인천까지 도착하는게 10일 넘게 걸리고, tracking 정보는 꼬여 있습니다.

이놈들 DB 정렬 작업도 안하는 듯. 인터넷에 보니, USPS 원성은 자자 하더군요. 주문한지 1달만에 도착했습니다.

웃긴건 이게 무려 "First-Class Package International Service" 라는 것. 지금 확인해 보니, 아직도 도착하지 않는 것으로 뜨네요.

포장은 무난.

그냥 통 알루미늄 덩어리 이다 보니, 간단하게 포장되어 왔습니다.

구성품이 레핑으로 쌓여져 왔습니다. 중간의 신문지는 배송 중 스크래치 방지용.

이번에 구입한 버전은 GPIO 를 노출시켜야 하므로, 상판 두께가 반으로 줄었습니다.

5. 내용물

제품의 메인인 케이스 덩어리들 입니다. RPi 4B Standard Bottom / RPi 4B Open Shield Top 이라고 각인이 새겨져 있네요.

하판은 기존 제품과 크게 달라진 점은 없어 보입니다.

완전 클리어 광을 내도 될 듯 한데, 궂이 그러지 않고 러프한 표면을 유지하겠다는 바닥면.

상판.

GPU, RAM, CPU 를 접촉하는 부분이 튀어 나와 있습니다.

그 외, 시리콘 그리스, 나사, 완충 쿠션, 절연 플라스틱, 전열 테이프, 클리어 다리, 등이 포함되어 있습니다. 

6. 일반 방열판 쿨링 효과

쿨링 효과를 비교하기 위해, 아래와 같은 순으로 온도를 측정해 봤습니다.

- CPU 에 방열판 붙이지 않고 측정

- 낮은 구리 방열판

- 높은 구리 방열판

- Wicked Aluminum case

Raspberry Pi OS 의 명령어는 다음과 같습니다.

$ vcgencmd measure_temp

우선 CPU 에 방열판을 붙이지 않은 채로 노출시켜서 측정해 봤습니다.

집에서 굴러다니던 통구리 방열판을 붙여 봤습니다.

바로 53도에서 47도로, 6도가 떨어지는 군요.

통구리 방열판 중, 높이가 있으면서 바람 흐름이 좋게 설계된 좀더 고급 방열판을 붙여 봅니다.

초반에는 낮아지는 듯 했으나, 결국 방열판이 없는 상태와 비슷한 온도로 되돌아 옵니다.

이는, 온도를 받아주는 mass 가 동일하게 달구어 지므로, 별도의 쿨링팬이 없는 상황에서는 비슷한 결과가 나올 듯 합니다.

다만, 방열판이 없을 때 보다 2~3도 정도는 낮습니다.

7. Wicked Aluminum case 효과

두둥~! Wicked Aluminum 케이스를 장착합니다.

GPU, RAM, CPU 가 맞닿을 위치에 써멀 구리스를 발라 주구요.

뚜껑을 한번 닫았다가 분리하여, 써멀 구리스의 도포 정도를 확인해 봅니다. 한방에 완벽하군요!

나사를 조여주면 장착 완료.

효과는 대단. 그냥 34도 찍습니다. 53도 > 34도면 거의 20도 차이가 나는군요. 실내 온도는 24도 정도였습니다.

SSH 로 접속하여 부하를 주고 연석으로 확인해 봤습니다. 40도는 잘 안넘어가네요.

8. 여러가지 확인

Raspberry Pi 의 CPU 는 얼마가 적정 온도일까요?

* What is the maximum / minimum operational temperature?

- https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/103/what-is-the-maximum-minimum-operational-temperature

The Raspberry Pi is built from commercial chips which are qualified to different temperature ranges; the LAN9512 is specified by the manufacturers being qualified from 0°C to 70°C, while the AP is qualified from -40°C to 85°C.

70도 이하군요. 50도 정도까지는 특별히 문제 없을 듯 합니다.

gnuplot 이라는 graph 분석툴을 가지고 시계열 그래프를 그려주는 어플을 활용하는 방법이 나와 있어서 사용해 봅니다.

# gnuplot install
sudo apt install gnuplot

구동할 스크립트는 다음과 같습니다.

#!/bin/sh
echo $(date +%s ; cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp) | tee >> temperature.plot

위의 스크립트를 저장했으면, 구동할 수 있도록 파일 속성을 변경하고 watch 를 돌립니다.

# linux command
chmod +x temperature.sh
nohup watch ./temperature.sh &

output 된 결과를 가지고 그래프를 그려보면 아래와 같이 보여줍니다. (What a brilliant !!!)

gnuplot -e "set terminal dumb $(tput cols) $(tput lines);plot 'temperature.plot' using 0:2 with lines"

구동되는 스크립트를 중지하려면 killall 로 종료.

killall watch

너무 이쁘다... ㅠㅠ 마지막 부분이 꺾인 것은, 선풍기 바람을 10초 정도 쏘여 봤습니다.

대략 40도 근처에서 쿨링팬 없이 Raspberry Pi 4 4GB 를 운용 가능합니다.

매우 비싼 통알루미늄 케이스지만, 만족도는 최고네요.

FIN

Update - 202020712

송장 종이를 기록을 위해 올려 놓습니다.