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Das beste Gehäuse für jedes Raspberry-Projekt

01.01.2022 | 09:09 Uhr |

Der Raspberry Pi beschäftigt uns in seinen vielen Varianten seit der ersten Version. Das Thema „Gehäuse“ stand bislang nicht im Fokus, gewinnt aber beim Modell 4 an Bedeutung. Denn der aktuelle Raspberry ist ein kleiner Heizkörper.

Seit seiner ersten Vorstellung hat der Raspberry Pi einen ordentlichen Leistungssprung gemacht. So kann der Raspberry Pi im Heimnetzwerk energieeffizient zentrale Serverdienste zur Verfügung stellen. Ein passendes Gehäuse ist Pflicht, wenn der kleine Rechenknecht zuverlässig laufen soll. Für den Dauerbetrieb ist eine Lösung mit passiver oder aktiver Kühltechnik zu empfehlen.

Warum Sie ein Gehäuse brauchen

Es mag auf den ersten Blick das Umfeld beeindrucken, wenn das selbst gebastelte NAS aus einem Wirrwarr an Kabeln und Festplatten besteht. Dieser Zustand sollte aber nur die Zeit eines Funktionstests überdauern. Danach ist ein Gehäuse nicht nur aufgeräumter: Sie verlängern auch die Lebensdauer des kleinen Computers, wenn Sie ihn vor Staub schützen. Denn der legt sich wie eine Decke auf CPU und Speicherchips und behindert den Wärmeaustausch. Ein Gehäuse schützt auch davor, aus Versehen einen Kurzschluss auszulösen.

Überzeugt? Die Suche nach einem Gehäuse führt Sie schnell zum offiziellen Gehäuse der Raspberry-Entwickler im Vanille-Himbeer-Look. Allerdings besteht dieses Gehäuse aus Kunststoff, der keine Wärme ableitet. Mit diesem oder einem ähnlichen Case lösen Sie zwar die Problematik mit Staub und Kurzschlüssen, nehmen der Platine aber die Luft zum Atmen.

Tipp: Zur Kontrolle der Temperatur bietet sich für alle Nutzer eines Android-Smartphones der Einsatz von Raspi Check an. Es überwacht eine oder mehrere Platinen im Heimnetz. Dazu muss der Open-SSH-Server im Raspberry-System aktiviert sein. Einmalig werden in der App die IP-Adresse oder Hostname sowie die Zugangsdaten für den SSH-Nutzer hinterlegt. Dann kann jederzeit ein Blick auf die vom Gerät diagnostizierte Temperatur geworfen werden.

Die Temperatur des Raspberry Pi 4 sollte bei hoher Last häufiger kontrolliert werden. Das geht per SSH im Terminal ebenso wie mit einer Android-App.
Vergrößern Die Temperatur des Raspberry Pi 4 sollte bei hoher Last häufiger kontrolliert werden. Das geht per SSH im Terminal ebenso wie mit einer Android-App.

Kühle Platine, coole Leistung

Wenn Sie im Internet mit den Stichwörötern „Raspberry Thermal“ nach Bildern suchen, werden Sie viele Fotos von Wärmebildkameras finden, die beeindruckende Temperaturen der Platine zeigen, was insbesondere die Zentraleinheit (SoC) betrifft. Der Pi selbst taktet bei einer Temperatur von 85 Grad Celsius automatisch herunter. Temperaturen unter diesem Wert sind problemlos, alles darüber mehr oder weniger tödlich. Unter Volllast zieht ein Raspberry 4 etwa sechs Watt. Das klingt nicht nach viel, ist aber beachtlich. Dient die Platine dann als NAS oder Druckerserver, erhitzen sich auch noch die Bauteile für USB und WLAN. Grob vereinfacht erhitzt sich das SoC im Verhältnis zu seiner Größe stärker als die Herdplatte Ihres Ceranfeldes in der Küche. Glauben Sie nicht? Dann teilen Sie die 2000 Watt des Herdes durch die Fläche der kleinen Platte mit 20 Zentimetern Durchmesser. Danach vergleichen Sie es mit den sechs Watt des Raspberry, geteilt durch die Fläche der etwa 1,4 Zentimeter großen Zentraleinheit.

Eine passive Kühlung nutzt das physikalische Prinzip der Wärmeleitung. Kurz gesagt, fließt „Wärme“ immer in Richtung geringerer Temperatur. Je größer die Kontaktfläche zwischen der Wärmequelle und je größer die Temperaturdifferenz, desto mehr Wärme kann abfließen. Aluminium bietet eine hohe Leitfähigkeit, zudem sind Gehäuse aus diesem Material robust und temperaturbeständig. Im Fachhandel werden in der Regel zweiteilige Konstruktionen angeboten: Die Platine wird fest mit Spezialschrauben mit der Unterschale verbunden. Der obere Gehäuseteil dient der Wärmeabgabe. Ein aus der Oberschale hervorstehender Zapfen stellt die Verbindung mit dem SoC her.

Gehäuse mit Passivkühlung: Bei uns leistet in verschiedenen Projekten das Aluminium-Case von Flirc zuverlässige Dienste (circa 21 Euro). Auch das Modell von Geekworm hat sich im Praxiseinsatz bewährt. Das einfache Geekworm-Aluminiumgehäuse gibt es ab etwa 13 Euro. Wer möchte, kann den Raspberry für gut 60 Euro in ein NAS-artiges Gehäuse einbauen ( Geekworm NASPi ). An weiteren Alternativen herrscht im Fachhandel kein Mangel. Auf jeden Fall prüfen Sie am besten anhand von Bewertungen oder einer Sichtung des Lieferumfangs, ob das Gehäuse die daran gestellten Aufgaben auch erfüllt. Bei besonders preiswerten Importen aus China sind die mitgelieferten Klebepads, die der besseren Wärmeübertragung an das Gehäuse dienen sollen, nichts anderes als Teppichklebebänder. Die haften zwar gut, leiten aber keine Wärme ab.

Geekworm NASPi: Diese teure Lösung (über 60 Euro) macht aus dem Raspberry ein Mini-NAS. Ein einfaches Alu-Gehäuse gibt es von Geekworm ab circa 13 Euro.
Vergrößern Geekworm NASPi: Diese teure Lösung (über 60 Euro) macht aus dem Raspberry ein Mini-NAS. Ein einfaches Alu-Gehäuse gibt es von Geekworm ab circa 13 Euro.
© Geekworm

Achtung WLAN: Den Raspberry in ein passiv kühlendes Metallgehäuse zu stecken, ist unter dem Gesichtspunkt der Wärmeableitung eine vielversprechende Idee. Allerdings darf ein Problem nicht übersehen werden. Da der Raspberry Pi keine separaten Antennen für den Empfang von WLAN besitzt, kann das Gehäuse den WLAN-Empfang stören. Metallgehäuse sind also nur dort erste Wahl, wo kein WLAN benötigt wird.

Aktive Kühlung für Hochleistung: Die mit einem hochwertigen Gehäuse zu erzielende passive und lautlose Kühlung dürfte für die meisten Szenarien als Homeserver ausreichen. Wenn die Platine allerdings dauerhaft unter Volllast läuft oder weitere Bauteile für zusätzliche Wärme sorgen, dann genügt passive Diffusion eventuell nicht mehr. Dann muss ein aktiver Lüfter her, der die entstehende Wärme einfach fortbläst, was der Physiker vornehmer als „Konvektion“ bezeichnet. Die meiste Wärme schaffen Sie demzufolge mit einem Aluminiumgehäuse fort, das zusätzlich einen Lüfter besitzt.

Auch hier hält der Handel unzählige Modelle parat. Aber Achtung: In den Produktbeschreibungen wird gerne der Eindruck erweckt, es sei alles Notwendige in der Box. er erstaunte Kunde wundert sich dann, wenn der versprochene Lüfter fehlt. High-End, solide verarbeitet plus die Möglichkeit, auch von außen an die GPIO-Pins zu gelangen, ist das Gehäuse Argon One  (circa 26 Euro). Es kombiniert aktive und passive Kühlung. Das als Kickstarter-Projekt gestartete Gehäuse sieht gut aus und lässt die Platine auch bei besonders fordernden Aufgaben kühl. Eine klare Empfehlung unsererseits.

Sonderfälle: Die obige Auswahl orientiert sich am typischen Heimserver: Der Raspberry versieht ohne Erweiterungsplatinen seine Dienste in einem geschlossenen Raum. Wenn Sie den Raspberry als Streamingclient für die Stereoanlage verwenden und ein DAC aufgesteckt wurde, benötigen Sie ein Gehäuse, das die Anschlüsse der Huckepack-Platine nach außen führt und mit der Abwärme umgehen kann. Hier sollten Sie sich für Modelle aus Metall und Kühlkörpern entscheiden.

Andere Spezialfälle sind Einsätze in freier Natur. Abgesehen von der Stromversorgung müssen Sie sich in diesem Fällen auch mit dem Nässeproblem befassen, also nach Gehäusen mit einer entsprechenden IP-Schutzklasse suchen.

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Das Gehäuse Argon One ist etwas teurer als einfache Plastik-Cases, aber mit aktivem Lüfter gekühlt.
Vergrößern Das Gehäuse Argon One ist etwas teurer als einfache Plastik-Cases, aber mit aktivem Lüfter gekühlt.
© Argon

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