密閉型カメラハウジング温度評価試験

試験目的

密閉型カメラハウジングにおける外部ヒートシンクおよび、内部ファンの冷却性能を評価しました。

試験環境

8畳洋室。窓を約10cm開放。
室温上昇時はエアコン稼働(設定30℃・風量弱)。

使用機器

項目詳細
カメラSIP-K676K5
Image SensorSONY IMX676
ProcessorHi3519DV500
Camera消費電力2.64 W
PoE基板XR-PM3812AT
PoE基板消費電力約0.3 W
システム総消費電力約2.9 W

冷却構造

構成仕様
外部ヒートシンクAL6063 / フィン高さ15mm / フィンピッチ5.25mm / ベース厚4.5mm
内部ファンSunon MF30151V3-1000C-A99 45mA

測定結果

測定項目温度範囲
外気温21〜32℃
ハウジング内部41〜52℃
CPU部45〜55℃

外気温別 予測温度

外気温ハウジング内部CPU部
-30℃-10℃-5℃
-20℃0℃5℃
-10℃10℃15℃
0℃20℃25℃
10℃30℃35℃
20℃40℃45℃
30℃50℃55℃
40℃60℃65℃
50℃70℃75℃

測定結果を踏まえて

外気温度より、+20°で温度が水位するのが解りました。

0.8W USBカメラ時 AI 温度予測

ELP 12MP USBカメラの実測値は 159.4mA @ 5V で、消費電力は約 0.8W でした。既存のPoEカメラ構成(約2.9W)と比較して発熱は大幅に小さく、同一ハウジングではハウジング内部温度差は約5.5℃前後まで低減する見込みです。
低消費電力USBカメラでは、ASAハウジング単体でも成立する可能性が高く、ヒートシンクやファンは安全マージンをさらに広げる役割になります。

冷却構造別 温度上層予測

冷却構造ハウジング内温度上昇CPU部温度上昇特徴
ファンあり + ヒートシンクあり約 +5〜6℃約 +8〜9℃最も安定した冷却。
ファンなし + ヒートシンクあり約 +7〜10℃約 +12〜15℃静音だが内部の熱対流がやや起きる。
ファンなし + ヒートシンクなし約 +10〜15℃約 +15〜23℃自然対流のみのため、熱がこもりやすい。

0.8W USB カメラ時

冷却構造別 温度上層予測(50℃まで)

外気温ファン+ヒートシンクヒートシンクのみ自然対流のみ
0℃内部 6℃ / CPU 9℃内部 7〜10℃ / CPU 12〜15℃内部 10〜15℃ / CPU 15〜23℃
10℃内部 16℃ / CPU 19℃内部 17〜20℃ / CPU 22〜25℃内部 20〜25℃ / CPU 25〜33℃
20℃内部 26℃ / CPU 29℃内部 27〜30℃ / CPU 32〜35℃内部 30〜35℃ / CPU 35〜43℃
30℃内部 36℃ / CPU 39℃内部 37〜40℃ / CPU 42〜45℃内部 40〜45℃ / CPU 45〜53℃
40℃内部 46℃ / CPU 49℃内部 47〜50℃ / CPU 52〜55℃内部 50〜55℃ / CPU 55〜63℃
50℃内部 56℃ / CPU 59℃内部 57〜60℃ / CPU 62〜65℃内部 60〜65℃ / CPU 65〜73℃

補足

前提:USBカメラ実測 159.4mA、USB 5V換算で約 0.8W。
既存試験では、PoEカメラ + PoE基板の総発熱 約 2.9W で、ハウジング内温度は外気より約 20℃ 高い結果でした。
上記予測は、その実測値を基準に比例換算し、チップ周辺温度はハウジング内温度より上乗せして整理しています。

ファンあり + ヒートシンクあり
50℃外気でも、CPU部は約60℃程度の予測です。
ファンなし + ヒートシンクあり
CPU部は65〜68℃程度まで上がる可能性があります。
自然対流のみ
CPU部は70〜78℃程度が予測され、かなり厳しめです。

ヒートシンクの取り付け位置の違いによる効果の違いの検証を行いましたが、ハウジング上部に取付けた場合でも下部に取付けた場合と、ほぼ同等の結果となりました。

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