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wall < "Mein Raspberry Pi 3 und sein Problem mit der Systemtemperatur"

Broadcast message from spillerm@unixe.de (pts/1) (Mo Jan 15 09:46:09 2018):
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Auf dem Sideboard werkelt ein Raspberry Pi 3 schon seit vielen Monaten vor sich hin: er war DNS, DHCP, machte diversen anderen Kleinkram — und mein produktives openHAB 2-Setup. Das war so nie geplant, sondern hatte sich irgendwie so ergeben — ihr kennt das ;) Doch die Installation machte Probleme — in unregelmäßigen Abständen schmierte der ganze Raspi komplett ab — und in den Weihnachtsferien nahm ich mich der Sache nun endlich einnmal an…

Dabei bestand der erste Schritt darin, das Setup zu splitten: ich zog unter openHABian ein komplett neues System hoch und migrierte meine openHAB 2-Installation dorthin; ich wollte unbedingt eine eindeutige Trennung zwischen meiner Heimautomatisierungs-Spielwiese, die denn doch den ein oder anderen Reboot benötigt, und dem übrigen Kram, der möglichst ständig verfügbar sein sollte. Für letzteren ist nun ein Raspberry Pi 2 am Start, und dieses System läuft problemlos rund.

Blieb mein Problemkind, der 3er mit dem openHAB: nicht ständig, aber doch zu häufig versagte er einfach komplett den Dienst, daran hatten auch das frische Setup und die Verteilung der Last auf zwei Hosts nichts geändert. Also packte ich alle Raspis nun endlich mal in mein Icinga 2 (was schon Ewigkeiten auf meiner Todo-Liste stand, »Schuster tragen die schlechtesten Schuhe.«) und erstellte mir nach einigen Tagen des Datensammelns erste Graphen. Die Auswertung war ernüchternd: der Raspberry Pi 3 (blau) hatte grundsätzlich schon eine sehr viel höhere Betriebstemperatur als der Raspberry Pi 2 (gelb); die beiden stehen auf dem selben Sideboard, die Umgebungsparameter sind also identisch, und sie steckten in identischen Gehäusen. Als Ausreißer in der Darstellung bleibt hierbei der Raspberry Pi 1 nicht weiter beachtet, der 1. über passive Kühlkörper verfügt und der 2. im ungeheizten Keller neben dem Viessmann-Brenner wohnt.

RaspiBeforeAll
Die Systemtemperaturen aller drei Raspberries.

Ins Auge stechen die Peaks; die finden morgens um kurz nach 6 statt, wenn cron.daily abgearbeitet wird. Über einen Graphen lässt sich eindeutig der Zusammenhang zwischen explodierender Load und signifikant steigender Systemtemperatur darstellen (ich habe hier die Load mit 100 multipliziert, um eine aussagekräftige Darstellung zu erhalten); das passierte nur, wenn die Load längerfristig erhöht war, ging dann aber gerne in Bereiche >75°C, was zur Abschaltung des Systems führte.

TempVsLoadx100
Temperature vs. Load*100

Also hatte ich den Grund identifiziert, warum ich die Rollläden so oft von Hand aufmachen musste 😂 Wie jedoch weiter eingrenzen? Ganz einfach: ich öffnete das Gehäuse des Raspberry Pi 3, instruierte die Kinder, bloß ihre kleinen Grapschfinger da rauszulassen, deklarierte das Sideboard als Sperrzone und beobachtete weiter. Alles lief rund: ja, die Load erhöhte sich während der Abarbeitung von cron.daily nach wie vor und ja, die Systemtemperatur erhöhte sich dann auch — aber halt nicht mehr in diese kritischen Bereiche, die zur Abschaltung führen. (Im nachfolgenden Screenshot sieht man ganz gut den Ausfall des Raspberry Pi 3, nachdem die Temperatur auf >75°C gestiegen war.)

Raspi Opened
Ersichtlich, wann das Gehäuse geöffnet wurde — und ebenso ersichtlich, dass sich die Lage hernach signifikant beruhigte.

Mein Entschluss stand fest: da der finanzielle Aufwand sehr gering war, würde ich kleine passive Kühler einsetzen, wie ich sie auch im Raspberry Pi 1 verbaut hatte; das doppelseitige Klebeband, mit dem die gerne ausgeliefert werden, ersetzte ich hierbei durch eine selbstklebende Wärmeleitfolie. Ich verpasste sowohl dem Raspberry Pi 3 (blau) als auch dem 2er (gelb) die Kühlkörperchen, zudem schloß ich das Gehäuse des 3er wieder und beobachtete weiter. Der Effekt war…

Raspi Cooling
Die passiven Kühlkörper machen im Dauerbetrieb nahezu keinen Unterschied.

überraschend: Kühlkörper rein, Gehäuse zu und der Host überhitzt genau wie vorher. De facto machen die passiven Kühlkörper einen Unterschied von 2-4°C aus, mehr nicht. Im Gegensatz zu dem, was ich im Netz und insbesondere in den Rezensionen zu den Kühlkörpern so gefunden hatte, sind das nun aber wenigstens einigermaßen belegte Daten: das Geld hätte ich mir sparen können.

Rezensionen zu Kühlkörpern und Lüftern: "Ich hab das GEFÜHL, mein Rechner läuft jetzt nicht mehr so heiß" – "Ich DENKE mal er ist jetzt kühler" – "Er läuft jetzt GEFÜHLT stabiler" – Leute ey: lasst die Gefühlsduselei und liefert Zahlen, Werte, irgendwas Handfestes!

10. Januar 2018

Fazit

Ich lasse nun den Gehäusedeckel final weg und habe mir stattdessen eine Lego-Konstruktion gebaut, die mir die Pi Noir in Position hält und dennoch Frischluft ermöglicht. Das ist nicht unbedingt schön, aber zweckdienlich, und außerdem war es ein geniales Projekt zusammen mit den Kindern :D Das Lego-Haus mit den Solarpanels auf dem Dach und dem Elektroauto vor der Tür ist übrigens der Netzwerk-Raspi; ich schiele derweil auf ein Adafruit-Display, das ich nur zu gerne in meine Lego-Landschaft integrieren würde (wohlwissend, dass mir für solchen Unsinn wirklich jede Zeit fehlt im Moment)…

Lego-Landschaft mit Raspberry Pi
Der Raspberry Pi 3 im offenen Lego-Gehäuse und mit Kamera.

Meine Frage an euch: welche sind denn so eure Erfahrungswerte in Sachen Raspberry Pi 3 und Hitzeentwicklung? UnterschriftHab ich mit meinem ein Montagsgerät erwischt, oder ist das »normal«?

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  1. Thorsten Gowik

    Bei meinem ersten dreier war es die SD-Karte, die zwar mal ging, dann wieder nicht. Denke das ist ein Temperatur / SD-Karten Ding gewesen. Nach einem Tausch war alles gut.

  2. Marianne M. Spiller

    Definitiv. Ich hab jetzt tagelang nichts anderes geprüft und getestet und gescriptet, aber das Netzteil macht, was es soll. Es ist der Kernel, der unter Last um sich schießt früher oder später…

  3. BTW: Stromversorgung ist sauber und stabil? Hatte schon ein paar (von N>20) die mit manchen Netzteilen zickig waren.

  4. Marianne M. Spiller

    Ist es. Da ich vor 4 Wochen schonmal so weit war laufen aber beide produktiv 🙈 Ist das also der Moment, einen dritten zu beschaffen…? Meeeeeh!

  5. Ist das der Moment wo man den Zweit-Pi aus der Schublade zieht…?

  6. Ich selbst habe zwei Pi3 im identischen Gehäuse und da läuft viel drauf.

    Kann dir keine Graphen liefern weil ich genau diesen Bereich meines Labors gerade umbaue, aber was mir aufgefallen war. Das Original Netzteil ist hat bei den Spitzen die es gibt (ich schnüffeln da unter anderem mit packetbeat am Netzwerk Traffic) für wiederholte reboots gesorgt. Erst als ich den dann via POE Injektion mit dauerhaft ausreichend Spannung versorgt habe war es auch bei spitzen mit dem Boot vorbei.

    Also schau dir mal die Leistungsaufnahme an!

    Gruß
    Jan

    • Hi Jan,

      wertvoller Hinweis, vielen Dank! Ich werde an dem Punkt nun tiefer einsteigen, weil ich ja eine externe SSD am System dran hab. Eben hab ich mir den Raspberry mittels stress selbst abgeschossen — zwei CPUs hat er noch mitgemacht, bei Nutzung von dreien war er dann weg. Wenn ich zu Hause bin, klaue ich mal der Waschmaschine das Messgerät :D

      Vielen Dank und liebe Grüße,
      Marianne

  7. Mein Raspi 3 hatte bisher keine Stabilitätsprobleme. Der macht DNS und VPN, die CPU läuft zwischen 50 und 53 Grad ohne Kühlkörper mit geschlossenem Gehäuse. Habe die Dienste seit Produktivgang vor ein paar Wochen im Icinga. Grafische Auswertungen muss ich mir aber erst noch basteln, sobald meine zweite Icinga Instanz kommt. Das dauert aber noch, davor kommen Mailserver, Nameserver Cluster und VM aufräumen dran…

  8. Thorsten Gowik

    Pi 3 kann schon sehr warm werden unter last, ja. Deswegen verwende ich recht offene Gehäuse. Lass die Finger vom 2,8er adafruit Display, das macht nur Stress unter Debian stretch.

  9. Marianne M. Spiller

    Der Unterschied zum 2er ist schon sehr signifikant. Die meisten Anleitungen beziehen sich halt auf »Raspi kaufen, rein ins Gehäuse und los geht’s«, und das würde ich so nicht (mehr) unterschreiben

  10. Lawly Wood

    Mein Pi3 wurde auf der Rückseite des offenen touchdisplays auch noch zu warm beim Compilen. Habe auch einen Kühlkörper von amazon der anscheinend ausreichend geholfen hat. Vor dem shutdown sollte er aber eigentlich auch drosseln🤔 ist schon ein hitzkopf.

  11. Es wäre spannend zu erfahren, was der Pi denn im cron.daily eigentlich macht.
    Ich habe einen Pi 3 als OpenVPN-Router laufen und keinerlei Hitzeprobleme. Zuletzt hatte ich ihn 14 Tage in einem Schrankfach liegen zusammen mit einer Fritzbox und einem DSL-Router; Belüftung war da nicht viel…

    • Da geb ich dir einerseits recht, und das ist auch das nächste, was ich genauer unter die Lupe nehmen möchte. Denn indem man der Chose ein nice mitgibt oder die Jobs etwas mehr verteilt bringt man da ja instant Ruhe rein.

      Andererseits ändert das natürlich an der Ausgangslage: dauerhaft erhöhte Load führt zu massivem Temperaturanstieg, egal wodurch sie zustande kommt; spätestens wenn ich den Compiler auspacke dürfte das ungemütlich werden ;) Zumindest stürzt er jetzt nicht mehr ab, das gibt die nötige Ruhe zum Debuggen…

      • Ich hab meinen Pi 3 jetzt mal etwa 20 Minuten mit Vollast laufen lassen. Das beeindruckt ihn nicht wirklich. Die Temperatur geht bis auf knapp 84° hoch, aber sonst passiert nicht viel.
        Mal eine andere Idee: Bist Du sicher, daß Dein Netzteil genug Strom für die Lastspitze liefert?

  12. Basti Becker

    Ich hab’s mal erfolgreich mit 2- und 5-Cent-Stücken geschafft, die Temperatur runter zu bekommen: Diese passen genau in die Rippen des Kühlkörpers.

    Das hat mir – gerade bei rechenintensiven Anwendungen wie Compilieren – die notwendigen 2-3° gebracht.

    Bin dann allerdings bei einem Gehäuse mit Lüfter gelandet, seitdem keinerlei Probleme mehr. Lüfter ist meiner Meinung nach nicht hörbar. http://amzn.to/2mESUmF

    • Hehe, Centstücke, sehr schön :D
      Vielen Dank für den Tip mit dem Gehäuse, das hab ich mir nun notiert; für den Fall, dass ich von meiner Lego-Landschaft wieder abgehen möchte, ist das dann vermutlich eine sinnvolle Wahl…

  13. Adafruit ist der Drogendealer unter den Elektronikfritzen, die Chinesen sind da schon viel weiter:
    https://www.amazon.de/Gosear-Zoll-serielle-Display-Modul-Arduino-blau/dp/B00NHKM1C0/
    Spart ne Menge Geld und GPIO.ports, ist aber auch schrecklich langsam :)
    Die sind auch schon verdammt klein, dh. wenn du da was ablesen willst, Lupe mitnehmen, oder die Schrift wird so groß, dass nicht mehr viel raufpasst. Oder Kinder beauftragen zum ablesen ;)
    Ich habe so eines selbst am Raspi hängen, zeigt IP, CPU und Netzlast an. Wäre auch kein Problem ne Temperatur oder zwei zusätzlich anzeigen zu lassen.

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