Raspberry Pi 4Bの格納ケースにHDMI延長ケーブル2本の通し穴とCPU冷却ファンの穴あけ加工、ファン制御のOS設定

夏場の熱対策として、Raspberry Pi 4Bの格納ケースのCPU直上に冷却ファンを取り付けてファン制御のOS設定を行った際の作業メモです。合わせて外部HDMIモニタ接続用にHDMI延長ケーブル2本の通し穴を開けます。

冷却ファンのケースへの取り付けとGPIOピン接続

格納ケース（SmartiPi Touch Pro Small、SmartiPi Touch Proの寸法）には、Raspberry Pi 公式 7インチ液晶タッチスクリーンディスプレイ、Raspberry Pi 4B、ハイレゾ音源再生用のDACボードSB32+PRO DoPを実装しています。

このケースには背面左下（現在RCA端子を配置）に常時回転の直径30mmのケースファンが付属していました。今回、PWM制御できる「GeeekPi PWM制御ファン(40x40x10mm)」に交換して格納ケース背面のCPUの直上に穴あけ加工して取り付けました。

同時にHDMI延長ケーブル2本の通し穴(直径20mm)を開けました。DAC基板のHDMIコネクタにテンションがかからないように位置決めします。

Raspberry Pi 4BのGPIO(40ピンコネクタ、J8)のレイアウトは、pinoutコマンドでも確認できます。
冷却FANのPMW線は、DACボードSB32+PRO DoPが使っていないGPIO25に接続しました。

+5VとGNDは、Raspberry Pi 公式 7インチ液晶タッチスクリーンディスプレイへの電源分岐線から給電しています。

「Raspberry Pi OSの設定」メニューのファン温度のデフォルト設定は 80度です。SoCとして最大1.5GHz動作のCortex-A72クアッドコア BCM2711を搭載したRaspberry Pi 4BはCPU温度が85℃でCPUを保護するためにサーマルスロットリングが働いてクロック周波数を下げるので、夏場に向けて負荷状況を見ながら調整です。現在、冷却ファンの回転をオンにする温度を65度に設定しています。

Raspberry Pi OSはGPIOピンを制御することによりファンを制御できます。メニュー –> 設定 –> Raspberry Pi OSの設定 –> パフォーマンス画面のGUIで設定します。

ファン：	GPIO上のファンによる温度コントルールを有効にします。
ファンGPIO：	ファンが接続されているGPIOを設定します。デフォルトは14。
ファン温度：	ファンの回転をオンにする温度をセ氏で指定します。デフォルトは 80度。