Raspberry Pi Zeroの空冷装置付きリグを自作する

使ったもの

大体、秋葉原の秋月電子かマルツで揃います。ユニバーサルプレートは模型屋さんで売ってますね。地方の人は近所の電子部品屋に行くべし。

1. Zero本体
2. みんな大好きタミヤユニバーサルプレート：1枚
3. ５Ｖ用冷却ファン。(秋葉原のマルツで売ってた最小のもの使用1000円位)
4. アルミヒートシンク。(トランジスタ用の汎用品100円以下)と熱伝導両面テープ（数百円)
5. 冷却ファン用のフィルタ。(数百円)
6. ３mm長ネジとナット多数、各種スペーサー。
7. 前回も紹介したけどUSBハブとwifiモジュール
8. ブレッドボード用のピンがさせるピンソケット
9. ブレッドボード用のメスピンがさせるピンヘッダ

使った道具

1. ニッパー
2. ハンドドリル
3. ハンダゴテ（ハンダ）
4. 時々ラジオペンチ

個人的にユニバーサルプレート＋ニッパー万能説を唱えているので、ニッパーだけはいいやつを使っています。

 

製作

ピンソケットとピンヘッダをラズパイのＩＯ端子の穴にセットして、熱にそれなりに強いテープで仮止めしておきます。
私が使用したのはそこら辺にあった配管修理用のダクトテープです。

今回使うとこだけでも良いんですが、とりあえず全部はんだづけしておきます。（そんなに上手くないので拡大しないこと）
予めコテで基盤も温めておくと上手くつきます。
ハンダづけといえば、昔エレキットの電子工作キットについてきたはんだ付け虎の巻を教科書にしていたんですが、調べたら別の名前でネット上に上がっていました。必読です。
工作道具＆ハンダ付け | 特集 | エレキット

ハンダ付けが完了したら次は、基盤に空いている４つの穴を拡張します。
てっきり３mmのネジが通るかと思ったら通らなかったので、φ3.1MMのドリルで拡張しましょう。
注意点としてはプラスチックは基本割れやすいので、あんまり押す力は加えないでベークを削るように穴を開けます。

出来ました。

次にユニバーサルプレートをニッパーで半分に切ります。
ユニバーサルプレートの最高な点はニッパーのみで切れるし穴も開けられるのに十分固くて構造体として使える、という点です。
アルミフレームもかっこいいですが、ボール盤か金鋸がいるので切るのは非常に面倒です。

 

5mmのスペーサーをかまして半分のユニバーサルプレートにZeroをマウントしました。
この際、穴が一箇所もピッタリあわないので一箇所をしっかり止めて、他の３つの穴から無理やりドリルを入れてユニバーサルプレートに穴あけしなおしています。
こういう無茶がきくのもユニバーサルプレートの良いところです。

 

横から見た図。
位置は、まあ、いい感じの場所にしましょう。

 

切ったもう片方のユニバーサルプレートに空冷ファン用の穴を開けてネジ止めします。
この穴、ニッパーだけで開けて、バリ取りもニッパーでやっています。
この手軽さがユニ（略

 

ユニバーサルプレートに3MMネジで柱をつけてスペーサーを入れます。
いちいちナットで止めておいた方が、組立て・分解しやすいので面倒がらずに止めておきます。

 

リグを組んでしまう前に、ヒートシンクを取り付けておきます。
取付面はパーツクリーナーの付いた布とかで拭いた方が良いですが両面テープは強力なので剥がれる心配はあまり無いでしょう。
両面テープをＣＰＵサイズに切って張り、ヒートシンクを干渉しない位置に取り付けます。

 

 

組み立てる前にもうひとつ。
冷却ファンの電源ケーブルの端末ですが、ピンソケットに直接挿したいので一応処理をしておきます。
処理と言っても半田を染み込ませて固めておくだけですが……

 

こんな感じ。

 

この端末をピンソケットにさして、冷却ファンのフィルタをつけたものがこちら。

 

やっぱり5Vにつなぐとモータ音がうるさいので3V出力につないでおきます。
ちなみにラズパイIO出力はだいたいここ見たらわかります。(英語)
Raspberry Pi GPIO Pinout

 

別角度からみるとこんな感じ。

ケーブルが抜けたり端末に変な力が掛からないように結束バンドで固定します。

最後に上下を取り付けて完成。

 

これで完成！

……のはずだったんですが、HDMIコネクタが柱の一つに干渉することが判明したので位置を変更しました。