Refroidir un Raspberry Pi : comment installer un ventilateur

Si vous utilisez un Raspberry Pi depuis un certain temps, vous avez probablement rencontré une situation où le CPU du Pi chauffe tellement que tout se fige à l’écran. Cela se produit lorsque le CPU réduit sa vitesse à cause de la température élevée. Alors, quelle est la solution ? Ajouter un ventilateur ! Bien sûr.

Pour installer un ventilateur sur un Raspberry Pi, les fils d’alimentation du ventilateur doivent être connectés aux broches 5V et GND du Pi. Le Pi doit être éteint pendant l’installation. Ensuite, le ventilateur doit être fixé au boîtier du Pi, et le Pi peut être allumé.

Dans ce tutoriel, nous allons installer un ventilateur sur votre Pi. C’est un guide détaillé, pas à pas, alors ne vous inquiétez pas si c’est la première fois que vous faites ça. Apprenons-en plus sur les ventilateurs disponibles pour le Raspberry Pi.

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Informations importantes avant de commencer

Le principal objectif d’un ventilateur est de refroidir le CPU du Pi pour qu’il ne réduise pas sa fréquence (et donc assurer l’efficacité du système).

Différents ventilateurs sont disponibles sur le marché, et la plupart d’entre eux sont des accessoires de boîtiers. Il existe également un ventilateur entièrement compatible avec le boîtier officiel du Pi.

Il existe 2 types de ventilateurs de base disponibles sur le marché :

• Normal : tourne en permanence et doit être connecté à l’alimentation.
• Contrôlé par la température : possède du matériel supplémentaire qui permet de contrôler davantage le ventilateur (comme ne fonctionner qu’au-dessus d’un certain seuil de température).

De plus, il existe des contrôleurs de ventilateur qui peuvent être utilisés pour rendre les ventilateurs classiques plus intelligents. Par conséquent, vous verrez beaucoup de nouveaux boîtiers personnalisés et de conceptions innovantes pour cela.

Maintenant que vous comprenez mieux les ventilateurs Pi, commençons le vrai tutoriel. Tout d’abord, nous passerons en revue les exigences matérielles pour ce projet.

Exigences et recommandations matérielles

Vous aurez besoin du matériel suivant pour suivre ce tutoriel :

• Raspberry Pi : (Évidemment !) Vous aurez besoin d’un Raspberry Pi. Je recommande toujours d’avoir la dernière carte (de préférence Raspberry Pi 4 ou 5) mais le brochage des Pi reste le même, donc vous devriez pouvoir suivre avec les anciens modèles également.
  
  Remarque : Si vous voulez refroidir votre Pi Zero, qui peut ou non disposer des broches, vous devrez d’abord ajouter des broches, puis rechercher des solutions de refroidissement compatibles.
  
• Ventilateurs/Boîtiers compatibles : Vous avez deux options : acheter seulement un ventilateur ou acheter un boîtier avec un ventilateur. Vous avez beaucoup d’options disponibles sur le marché.
  Pour le Pi 5, je recommande d’opter pour le ventilateur officiel.
  Pour d’autres modèles, vous pouvez en choisir un sur Amazon.
  
  Remarque : Encore une fois, vous devez faire attention lors de l’achat du ventilateur pour une carte Pi Zero car la taille est différente. Voici quelques recommandations pour ce modèle particulier : recommandation de boîtier.
  
• Logiciel sur le Pi : Je recommande vivement d’exécuter la dernière version de Raspberry Pi OS pour la version du Pi que vous utilisez, car cela faciliterait grandement les choses si vous utilisez un ventilateur officiel. Sinon, pour les ventilateurs non contrôlés par la température, vous pouvez choisir n’importe quel OS.

C’est tout pour les exigences matérielles et logicielles de ce projet. Commençons maintenant le tutoriel proprement dit !

Comment installer un ventilateur sur le Raspberry Pi

Dans cette section, je vais vous expliquer comment installer un ventilateur sur le Raspberry Pi. Ne vous inquiétez pas, je vais rendre le processus aussi simple que possible et inclure de nombreuses photos pour que vous puissiez facilement suivre même si c’est votre première fois. Alors, commençons !

Vérifiez si votre boîtier supporte un ventilateur (si vous en utilisez un)

Si vous utilisez un boîtier avec votre Raspberry Pi, ce que la plupart des gens font, vous devez vérifier si votre boîtier supporte l’ajout d’un ventilateur. Par exemple, si vous utilisez un boîtier officiel pour les nouveaux Pi, ils supportent nativement un ajout de ventilateur, donc vous êtes prêt !

Cependant, si vous utilisez un boîtier très fin comme celui montré ci-dessus, vous ne pourrez pas y installer un ventilateur. Dans ce cas, vous devriez soit retirer votre boîtier soit en acheter un nouveau qui puisse accueillir le ventilateur. Voici un exemple d’un boîtier non officiel qui dispose d’un ventilateur.

J’utilise un boîtier qui dispose déjà d’un ventilateur, ce que vous pouvez aussi faire. Il dispose de tout le nécessaire pour connecter le ventilateur au Raspberry Pi. Une fois cette vérification initiale terminée, vous êtes prêt à installer le ventilateur.

Connexion des broches du ventilateur au Raspberry Pi

Vous verrez deux ou trois fils sortant de votre ventilateur, en fonction de celui que vous utilisez. Ces fils ont deux usages principaux :

• Deux fils pour alimenter le ventilateur via les broches d’alimentation et de masse du Pi. Les ventilateurs à deux fils ont besoin de cette alimentation, donc ils sont prêts à fonctionner.
• Le troisième fil disponible dans certains ventilateurs est utilisé pour contrôler la vitesse du ventilateur et aussi envoyer des relevés de capteurs (comme la température) au Pi. Le ventilateur officiel a trois fils.

Maintenant que nous connaissons l’usage de ces fils, connectons-les au Pi :

• Connectez le fil rouge à une broche d’alimentation GPIO (5V en général).
• Connectez le fil noir à une broche de masse.
• Si vous avez un troisième fil, connectez-le à une broche GPIO standard (GPIO 14 par exemple).

Vous pouvez suivre le schéma de broches suivant (en anglais) pour compléter vos connexions :

Veuillez vous assurer que votre Pi est éteint pendant que vous faites cela.

Personnellement, je possède un ventilateur qui a juste ces deux fils. Donc, tout ce que j’ai à faire est de les connecter aux broches d’alimentation du Pi. Voici un tutoriel vidéo où je fais exactement cela.

Parfait ! Nous avons réussi à connecter notre ventilateur au Pi. Maintenant, fixons-le sur la carte pour commencer à refroidir le CPU du Pi.

Installation du ventilateur sur le Raspberry Pi

Une fois que vous avez réussi à connecter votre ventilateur au Raspberry Pi, l’étape suivante consiste à tout connecter et à finaliser notre configuration. Cela consiste à fixer le ventilateur au Raspberry Pi d’une manière ou d’une autre.

Le Pi dispose de 4 pas de vis pour nous y aider. Dans mon cas, j’ai reçu 8 vis, quatre pour connecter le ventilateur au boîtier et les quatre autres pour fixer le boîtier au Raspberry Pi (jeter un oeil à ceci). Je me suis enregistré en train d’installer mon boîtier de ventilateur sur le Pi juste pour vous, alors profitez-en !

Vous pouvez avoir un mécanisme différent, alors ne vous inquiétez pas, suivez les instructions de montage fournies avec le ventilateur ou le boîtier que vous achetez. Par exemple, vous devez utiliser les quatre pas de vis (des vis à pression sont fournies) pour connecter le ventilateur officiel.

C’est tout pour la partie montage ! Vous avez réussi à connecter votre ventilateur au Raspberry Pi !

(Facultatif) Configuration de la température du ventilateur

Si vous avez un ventilateur qui peut être contrôlé par la température du CPU, vous pouvez le configurer dans les options de configuration du Raspberry Pi.

Vous pouvez activer les paramètres de contrôle du ventilateur en appuyant sur le bouton radio “Enable” puis en spécifiant le numéro de broche GPIO auquel vous avez connecté le troisième fil du ventilateur (dans notre cas, la broche 14). Enfin, nous définissons la température du CPU à laquelle le ventilateur doit démarrer.

Parfait, vous avez réussi à activer une solution de refroidissement intelligente pour votre Raspberry Pi ! Cela marque la fin de cette section et donc de ce tutoriel.

(Facultatif) Connexion d’un contrôleur de ventilateur

En bonus, voyons comment vous pouvez rendre intelligent un simple ventilateur à 2 fils comme le mien !

Il peut y avoir des cas où vous avez besoin de votre Pi pour une solution critique, donc rendre le ventilateur intelligent (contrôlé par la température) est très utile. Mais, que faire si vous avez un bon ventilateur mais qu’il ne le supporte pas ? Eh bien, vous pouvez utiliser une carte de contrôle de ventilateur !

Cette carte ajoute une interface entre le ventilateur et le Pi, vous permettant de contrôler l’allumage et l’extinction du ventilateur à l’aide d’une broche GPIO. Par exemple, voici un exemple de ce genre de carte. Connecter le tout est simple, référez-vous au schéma ci-dessous.

Ensuite, vous pouvez utiliser les étapes définies ci-dessus pour configurer le ventilateur. Alternativement, vous pouvez configurer le ventilateur pour démarrer au démarrage en fonction d’une température CPU particulière en ajoutant les lignes suivantes au fichier config.txt du démarrage :
dtoverlay=gpio-fan,gpiopin=3,temp=x

C’est tout pour ce tutoriel.

Questions fréquemment posées

Un Raspberry Pi a-t-il vraiment besoin d’un ventilateur ?

Un ventilateur n’est pas toujours nécessaire pour un Raspberry Pi, et le besoin dépend du modèle spécifique et du scénario d’utilisation. Dans la plupart des cas, des dissipateurs thermiques ou un boîtier de refroidissement passif suffisent à maintenir des températures acceptables.

Il n’y a pas de risque significatif à commencer sans ventilateur. Comme expliqué dans l’article, vous pouvez surveiller la température de votre Raspberry Pi pendant une utilisation typique et vérifier si vous remarquez des températures élevées ou un étranglement thermique.

Vous pouvez ensuite décider si une solution est nécessaire dans votre cas. Je recommanderais au moins une solution passive pour les Raspberry Pi 4 et 5, mais ce n’est probablement pas nécessaire pour les autres modèles.

Quelles solutions de refroidissement sont disponibles pour un Raspberry Pi ?

Il existe plusieurs solutions de refroidissement pour un Raspberry Pi, allant de l’absence de refroidissement supplémentaire à des systèmes de refroidissement actifs avancés, en fonction de facteurs tels que le modèle de Raspberry Pi, l’utilisation et l’environnement.

• Aucun refroidissement supplémentaire : Pour une utilisation simple, vous n’avez peut-être pas besoin de refroidissement supplémentaire. Le Raspberry Pi peut gérer les tâches de base sans surchauffe, en particulier si vous ne le faites pas fonctionner 24/7 (en anglais).
  
• Dissipateurs thermiques ou boîtier passif : Les dissipateurs thermiques sont de petits composants métalliques attachés au processeur pour dissiper la chaleur. Un boîtier de refroidissement passif (en anglais) peut aussi aider en améliorant la circulation de l’air autour du Pi.
• Ventilateur de base ou boîtier avec ventilateur : Un simple ventilateur peut être connecté aux broches GPIO du Pi pour un refroidissement actif. Certains boîtiers sont équipés de ventilateurs intégrés, offrant une solution facile et intégrée (consultez mon avis sur l’un d’eux ici).
• Systèmes de refroidissement haut de gamme : Des solutions de refroidissement avancées comme l’Ice Tower (en anglais) ou Pironman offrent des performances de refroidissement supérieures. Ces boîtiers haut de gamme sont équipés de grands dissipateurs thermiques, de ventilateurs puissants et de caloducs, les rendant idéaux pour les tâches intensives et l’overclocking.

Chacune de ces solutions offre un niveau de refroidissement différent, vous permettant de choisir la meilleure option en fonction de vos besoins d’utilisation et de performance.

Comment surveiller la température du Raspberry Pi ?

Il existe plusieurs façons de surveiller la température de votre Pi. Il dispose d’un capteur de température intégré à proximité de la puce SOC principale qui permet de surveiller la température du CPU et du GPU. Ce sont les relevés utilisés pour contrôler le ventilateur.

Il existe une commande simple qui vous permet de surveiller cette température en temps réel :
watch -n 1 vcgencmd measure_temp

Cette commande exécute la commande vcgencmd measure_temp toutes les 1 seconde et affiche les résultats dans le terminal.

Alternativement, vous pouvez l’ajouter sur le panneau supérieur, ce qui vous permet de surveiller la même température depuis votre écran d’accueil.

En savoir plus à ce sujet : Température du Raspberry Pi : limites, surveillance, refroidissement et plus encore

Conclusion

Félicitations ! Vous savez maintenant comment installer un ventilateur sur votre Raspberry Pi pour refroidir le processeur lors de tâches intensives. Voici un résumé de tout ce que nous avons appris dans ce tutoriel :

• Comment connecter le ventilateur aux broches GPIO du Raspberry Pi
• Comment fixer le ventilateur au Pi
• Comment utiliser un contrôleur de ventilateur avec le Pi

Cela marque la fin de ce tutoriel !

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