上海晶珩推出了两款适用于 Raspberry Pi 5 的被动冷却散热外壳(又称 Faneless Case),被动冷却散热外壳同时也是这款流行 SBC 的保护套。9.8总分
构建质量:10分
实施的技术:9分
易用性:10分
性价比:10分
优点
无噪音和可靠的运行
所有端口和引脚都易于访问
适当大的热垫板确保芯片的最佳散热
缺点
被动冷却取决于外部空气的流动,如果安装在较大的外壳中,则需要提供额外的主动散热
安装无源散热器时占用角落安装孔
对于 Box 版本,需要使用引脚进行重置
底线
上海晶珩 Raspberry Pi 5 无风扇散热外壳有 Open 和 Box 两种版本,是一种经济高效的被动解决方案,用于 Raspberry Pi 5 的散热。由铝片通过精密 CNC 加工制成,经过精心设计,可提供对所有 SBC 端口和引脚的访问,同时还可以保护它们免受物理接触和损坏。出于本次测评的目的,我们从上海晶珩的代理商 — 塞尔维亚的 Malina 314 do.o. 公司收到了这两种型号。外壳以油灰套件的形式装在纸板箱中,由两块已经粘上热垫的板、四颗用于安装的内六角螺钉和一把匹配的迷你内六角扳手组成。它们由铝合金件通过精密 CNC 加工制成,从而获得卓越的品质和专业的外观。上海晶珩这两款型号均采用黑色和金属灰色制成。两种情况的共同点是 Raspberry Pi 5 主板的所有引脚和端口在组装后都可用,因此以后使用时无需拆卸外壳。
在测试中,我们将 上海晶珩散热外壳与 Raspberry Pi 的官方主动冷却器以及带有内置冷却器的塑料外壳进行了比较。我们在具有 2 GB RAM 的 Raspberry Pi 5 模型上进行了测试。目标是了解这四种解决方案的优缺点,并帮助您选择适合您的应用的解决方案。最后,应该指出的是,新的 Raspberry Pi 5 需要主动或被动冷却,因为在 24 °C 的环境温度下,激活所有八个内核 3 分钟后,满载时的 SoC 温度会达到 80 °C。SoC 本身有一个金属耗散“上限”,但它决不足以使内核保持在正常工作温度,该温度不应超过 65 °C。
Raspberry Pi 主动冷却器
官方 Raspberry Pi 主动冷却器 - 带有 PWM 控制风扇的主动冷却器,我们之前作为Raspberry Pi 5型号评测的一部分进行了测试。然后我们确认,使用它,SBC 永远不会超过 64.5 °C。带刺猬的金属散热器附有导热胶带,覆盖 SoC、存储芯片和无线模块。风扇吸入冷空气并将其横向引导到刺猬上方并进一步进入环境。
散热器用特殊的塑料卡扣固定,这些卡扣压入板上的专用孔中,不占用四个安装边缘孔,这使得可以将具有主动冷却功能的 Raspberry Pi 5 集成到专用外壳中,以及官方塑料 Raspberry Pi 5 外壳中。冷却器本身是低矮的,可以畅通无阻地安装各种 HAT,同时通过定向气流额外冷却安装在底部的 HAT。

适用于Raspberry Pi 5 的带冷却风扇的Raspberry Pi 外壳
Raspberry Pi 发布了其著名的 Raspberry Pi 5 可折叠塑料外壳的特殊版本,内置 PWM 风扇。该套件还带有一个用于 SoC 的无源散热器,上面有一个自粘导热箔,需要粘在芯片的金属保护盖上。安装并关闭外壳后,所有端口和 GPIO 引脚都可用于进一步操作。由于 SBC 位于塑料外壳内,因此无法接触到 SBC 上的倾斜安装孔,以这种方式封装的 Raspberry Pi 应被视为独立设备。
在运行过程中,风扇将外部空气引导至机壳内 SoC 上的胶合金属刺猬,热空气从侧面开口排出。所有部件均为塑料,组装时“咔哒”一声,无需使用螺丝,因此拆卸非常简单。由于初始设置的风扇工作温度最高不能达到 60°C,如果工作环境温度为 24°C,SoC 大约需要一分钟即可达到该温度。1:30 分钟后,风扇以约 5500 RPM 建立运行,满载 SoC 的温度通过改变 RPM 稳定在 64 至 66 °C 范围内。

上海晶珩Pi 5 无风扇散热外壳(开放式)
在 上海晶珩网站上,该产品的名称是Pi 5 Fanless Case (Open),而在包装盒上的名称是 Passive Cooling Open CNC Case for Raspberry Pi 5。我们认为更重要的是要指出的是,这款机箱是被动式的冷却,而不是无风扇,因为这样的名称并不意味着 SoC 的冷却功能,但这却是其主要功能。
它由铝合金制成的两部分组成。该套件还包括四颗内六角螺钉和一把相应的内六角扳手,用于安装 SBC,它们使用 SBC 上的四个角孔。通过精密的 CNC 加工,获得了出色的质量,比铸造要好得多。金属涂有保护漆。在底部,预先粘合了四个塑料支脚,以保护基材免受刮擦,但也将金属部件与基材隔离开来。
组装好的冷却器从底部和顶部覆盖整个 SBC。导热垫几乎遍布整个表面,可与 SBC 底部的所有电路以及顶部的 SoC、存储芯片和无线模块直接接触。铝板仅通过四个螺钉进行热连接,因此它们之间没有明显的热交换。两块板的肋状结构使辐射表面增加了四倍。组装后,所有端口和连接器保持打开状态,并且无需在以后的操作中拆卸无源冷却器。
所有核心满载时,在环境温度 24°C 的情况下,前 25 分钟内温度均匀上升,达到 63.8°C。此后,温度稳定在 64 °C 左右。该解决方案的价格为10 美元。

上海晶珩Pi 5 无风扇散热外壳(盒装)
上海晶珩在其网站上称为Pi 5 Fanless Case (Box),而盒子上写着 Passive Cooling CNC Case for Raspberry Pi 5。它由两块铝合金板组成,每块板由一块铁 CNC 加工而成。除了板,还有四个安装螺钉,它们在组装过程中占据了 Raspberry Pi 5 板上的棱角分明的安装孔,因此不可能在专用外壳中进一步安装这种铠装 SBC。
导热硅胶以焊盘形式分布在两侧内侧,热量通过导热硅胶从 SBC 的加热电路传递到铝。底部的所有元件以及顶部的 SoC、存储芯片和无线模块都实现了完全接触。除重置按钮外,所有端口和引脚均可轻松访问。要在组装后重置,必须使用销钉到达板上的重置按钮。该外壳还有一个额外的开口,用一块黑色塑料暂时封闭,我们相信其目的是在需要时允许额外的接线。

封闭和安装的外壳完全靠在 SBC 上,而外壳板相互接触,确保整个无源散热器的金属散热。与 Open 模型不同,表面是光滑的。此 Box 型号完全覆盖 SBC 并对其进行物理保护。只有以太网和 USB 端口不在此保护范围内。事实证明,它比 Open 型号更有效,如果环境温度为 24 °C,则只有在 40 分钟后才能达到 60 °C 的稳定温度。之后,SoC 的温度在 59 至 61 °C 的范围内波动。

结论
四个比较模型在效率、热动力学和应用可能性方面有所不同。主动解决方案取决于风扇运行策略,即转速与 SoC 上测得的温度之比。两种解决方案都会等待高达 60 °C 的温度,核心会在大约一分钟内达到该温度,然后将温度稳定保持在 65 °C 以下。被动式解决方案的动态较小且升温缓慢,因此 Open 版本需要 20 分钟,Box 版本需要大约 40 分钟才能达到 60 °C。之后,它们的温度也设置为低于 65 °C 的值。

被动解决方案的优点是安静且不依赖于风扇的正确性,而其缺点是如果没有良好的自然空气流动(源于热空气向上移动的特性),它们就会失去效率。我们有一个上海晶珩ED-HMI3020-070C HMI的示例,我们之前发布了对其的评论,其中我们在机箱内有一个开放版本的 上海晶珩 被动冷却器。事实上,只有该被动冷却器的上部位于那里,而下部则集成到外壳本身中。否则,可以只购买适合嵌入式使用的上半部分。事实证明,在封闭空间中,如果没有额外的风扇来启动气流,被动冷却器的效率会急剧下降。

除了官方的 Raspberry Pi 主动冷却器外,本次测试中的其他冷却器均不允许将 SBC 嵌入到另一个机箱中或在非家庭使用中轻松固定。由此我们得出的结论是,这些解决方案主要适用于 Raspberry Pi 是独立设备的应用,例如服务器或边缘计算机。
最后,如果需要将 Raspberry Pi 5 安装在另一台设备中,并且允许使用风扇,那么官方的主动式散热器是一个很好的解决方案。如果想法是保护 SBC,将其保持在允许的工作温度范围内,无噪音地工作,同时看起来有吸引力,我们毫无保留地推荐 上海晶珩 Pi 5 Fanless Case (Box),用于 Raspberry Pi 5。
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