一畳のくつろぎタイム

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2024年4月17日水曜日

Pasberry Pi5 ファン回転数がどう制御されているか

 

 久しぶりに秋葉原へ出かけたので、マルツでラズパイ5のアクティブクーラーを買ってきました。秋月でもいいのですが、マルツの方が安いです。

取り付けてRaspbian上から

yes >/dev/null

を4つ起動して、発熱させ、~59℃で頭打ちすることが検証できました。
ファン回転数は制御されており、最高速で回ると若干うるさいのですが、通常では気にならないレベルでうまくコントロールしている印象です。

ぶん回してるのがCPUだけなので、Android動かしてGPUもぶん回したら、もう少し熱くなるかもしれません。

Android入れてPi4とPi5を比較した記事はこちらです
https://blogger.kinkuman.net/2024/03/raspberry-pi5cpuintelcpu.html

 

結構上手にファン制御している気がして、どのようにファンが制御されているのか調べました。 


ファン制御

公式によるとファン制御は次のようになっていました。

  •     50°C 未満の場合、ファンはまったく回転しません (速度 0%)
  •     50°C では、ファンが低速 (30% 速度) でオンになります。
  •     60°C では、ファン速度が中速 (50% 速度) に増加します。
  •     67.5°C では、ファン速度が高速 (70% 速度) に増加します。
  •     75°C でファンは最大速度 (100% 速度) まで増加します。 

CPU100%状況で60℃で頭打ちするため、ほとんどの状況で30%速度で通常稼働するという事になります。軽い作業で負荷があまりない場合は無音です。

最近のパソコン用GPUだと、負荷が少ない場合にファンを止める仕組みが入っているものがあります。
ファンを回さなくてもパッシブヒートシンクだけでも放熱可能な場合は回転させないという動作で、ラズパイのファンは同じような制御になっているようです。

ちなみにラズベリーパイ側が制御しているので、ActiveCoolerの他、RaspberryPi5用のケースファンも同等の制御です。


CPUファンコネクタの仕様

公式から引っ張ってきました。
4
ピンJST-SH PWM ファンコネクタというもののようです。

 

たぶんこんなかんじのコネクタ

 

 

ファン コネクタは、次の 4 つのピンを含む 1 mm ピッチの JST-SH ソケットです。

ピン

関数

ワイヤーの色

1

+5V

2

PWM

3

GND

4

TACH

黄色 

TACHはタコメーターの意味らしく、普通のPC用のファンの速度線はパルスと呼んでいますので、違うもののようです。

TACHは回転速度(RPM)そのもので、パルスは回転ごとに発生する電圧の電気信号(ボルト)ということで微妙に異なるようです。パソコンはパルスからRPMを計算しているとのことでした。

最終的には同じような情報になるみたいですが、信号は異なるのでしょう。
専門ではないので、よくわかりません。

パソコン用のファンを5Vで動かして、JST-SHコネクタ付け替えてラズパイにポン付けできるかと思いましたが、ピンの並びも異なるし、このあたりの制御は何かしないといけないようです。

公式から引っ張ってきた以外の事は深く調べてはおらず私の想像ですので、あまりあてにしないでください。