# Компактная модульная станция Koobique: компоновка, тепло и проверяемый путь к макету

Исследование от 18 октября 2026 года. Это предложение отдельного аппаратного направления. Оно не меняет историческую E0-компоновку книги с рамой 320 мм и наружными панелями до 324 мм. Ниже нет подтверждённого производственного CAD, измеренного прототипа или гарантии работы выбранного ускорителя с любой платой-носителем.

## Решение, которое имеет смысл проверить первым

Первым я бы собирал станцию приблизительно **90 × 90 × 90 мм** на CM5 с eMMC, внешним питанием и сменными вентиляционными панелями. В ней нужно физически испытать заданную схему: **нижний вентилятор подаёт воздух внутрь, левый подаёт воздух внутрь, верхний выводит воздух наружу**. Те же посадочные места должны принимать пассивные фильтрованные вставки, чтобы сравнение одного, двух и трёх вентиляторов происходило в одном корпусе с одинаковой нагрузкой.

Размер 90 мм — стартовый инженерный конверт, а не результат завершённой трассировки. Нижний приток требует ножек; ориентир 8–12 мм добавляется к высоте корпуса. Наружный штекер питания, антенна при её наличии и пространство для обслуживания считаются отдельно. Для станции с ускорителем машинного зрения разумно резервировать 95–115 мм, для готовой связки Raspberry Pi 5 + AI HAT+ 2 — 105–130 мм. Уменьшение этих конвертов возможно после измерения реальных деталей, а не за счёт скрытого исключения фильтров, проводов и радиаторов.

Условный куб 57 мм имеет объём около 0,185 л; 90 мм — 0,729 л; 105 мм — 1,158 л; 120 мм — 1,728 л. Даже последний вариант примерно в двадцать раз меньше по объёму исторического куба 324 мм. Поэтому отказ обещать габарит игрушки не означает отказ от существенной миниатюризации. Сам размер вычислительной платы не определяет размер собранной станции.

Для окончательного выбора вентиляции важен измеренный результат: температура самого горячего компонента, шум и работа микрофонов при одной и той же полезной нагрузке. Количество вентиляторов само по себе не является критерием качества.

## Что подтверждено документацией

Текущий документ CM5 имеет имя **RP-008180-DS-6**, но внутри указан **Release 3, build 08/06/2026**. Это разные обозначения. Плата занимает 55 × 40 мм. В обзорной спецификации высота 4,7 мм, в механическом разделе — 4,6 мм; установленный модуль занимает по высоте 4,94 либо 7,44 мм в зависимости от межплатного соединителя. В компоновку далее добавляются собственная плата-носитель, детали с её обратной стороны и теплоотвод. Поддерживаемый интерфейс — PCIe Gen2 x1; Gen3 не гарантирован. eMMC не занимает этот PCIe-порт. Рекомендованный бюджет питания самого CM5 — до 2,5 А по 5 В, отдельно от периферии. Для встроенной Wi‑Fi-антенны нужен свободный участок у пластиковой стенки; рекомендуемый зазор до окружающих предметов — 10 мм. При невозможности соблюсти условия следует проектировать внешнюю антенну, а не заменять Wi‑Fi обязательным Ethernet. [CM5 Datasheet, механика §4.1.1–4.1.3 и power budgeting B.3](https://pip-assets.raspberrypi.com/categories/944-raspberry-pi-compute-module-5/documents/RP-008180-DS-6-cm5-datasheet.pdf)

Реальный небольшой носитель уже существует: **Waveshare CM5-NANO-B, 55 × 41 мм**, вход 5 В / 5 А, 16-контактный PCIe FFC. В публичной схеме прослеживаются одна пара PCIe TX/RX и питание PCIe_5V через ключ U15. Это не готовое M.2-гнездо: переходная плата должна обеспечить подходящий разъём, 3,3 В, последовательность питания и сигналы управления. Габарит с торчащими разъёмами и допустимый ток каждой ветви нужно сверить с приобретаемой ревизией. Само наличие FFC ещё не доказывает совместимость с конкретным Hailo. [Карточка CM5-NANO-B](https://www.waveshare.com/product/cm5-nano-b.htm), [публичная схема](https://files.waveshare.com/wiki/CM5-NANO-B/CM5-NANO-B-Sch.pdf)

Штатный пассивный CM5 Cooler занимает **56 × 41 × 12,7 мм**. Он служит хорошей исходной деталью для макета с направленным обдувом, но его высоту нельзя просто механически прибавлять ко всем высотам CM5: часть сопрягаемой геометрии перекрывается. В финальном стеке нужны общий чертёж и измерение собранной пары. Сам производитель предупреждает, что справочные размеры чертежа не предназначены для изготовления производственных данных. [CM5 Cooler Product Brief, декабрь 2024](https://datasheets.raspberrypi.com/cm5/cooler-product-brief.pdf)

## Три компоновочных профиля

Диапазоны мощности в таблице — **назначенные для проектирования и стендовых нагрузок**, а не паспортное или измеренное потребление целой станции. Верхняя граница теплового испытания не разрешает превышать возможности входа питания. До выпуска профиля нужно измерить постоянную нагрузку, переходные пики и потери преобразования.

| Профиль | Реальная аппаратная основа | Наружный конверт без ножек и штекеров | Начальный тепловой диапазон внутри корпуса | Питание и предел обещания |
|---|---|---|---|---|
| A — компактное ядро | CM5 с Wi‑Fi и eMMC, CM5-NANO-B, отдельный контроллер вентиляторов, направленно обдуваемый радиатор | 85–95 мм для трёх 40-мм вентиляторов; макет начать с 90 мм | 8–15 Вт | Проверенный источник 5 В / 5 А; периферия входит в общий бюджет. Это первый кандидат для сборки |
| B — машинное зрение | Та же основа; один квалифицированный PCIe–M.2 адаптер и Hailo-8L; отдельный тепловой контакт ускорителя | 95–115 мм; нижняя граница зависит от переходника, FFC и радиатора | 12–22 Вт | Вход носителя остаётся 5 В / 5 А. Если пики с USB и ускорителем не укладываются, профиль ограничивается или меняется carrier; более мощный зарядник сам этого не исправляет |
| C — локальный генеративный AI | Raspberry Pi 5 + официальный AI HAT+ 2 как единый сменный вычислительный картридж | 105–130 мм; 120 мм удобнее для первого макета и тихого верхнего вентилятора | 18–25 Вт для стартовой квалификации; 30 Вт — только отдельное испытание корпуса нагревателями | Штатный источник Pi даёт 5,1 В / 5 А = 25,5 Вт. Если миссия требует больше с учётом пиков, эта сборка не проходит профиль, даже если корпус отводит тепло |

Профиль A закрывает вычислительное ядро и детерминированные правила. Отдельный AI worker можно добавить позже. Проверка реальных голосовых задач на CPU входит в нагрузочный профиль; возможность установить Linux не доказывает заданную задержку распознавания речи.

Для B официальный Hailo-8L M.2 выпускается, в частности, в варианте B+M 2242, то есть 22 × 42 мм, с 13 TOPS INT8 и интерфейсом PCIe. Это класс ускорителей машинного зрения. Наличие подходящего механического ключа не доказывает работу конкретной карты на Gen2 x1: в квалификацию входят link negotiation, стабильность FFC, драйвер, скомпилированная модель и нагрузка на 3,3 В. [Hailo-8L M.2](https://hailo.ai/products/ai-accelerators/hailo-8l-m-2-ai-acceleration-module-for-ai-light-applications/)

Для C размер Raspberry Pi 5 составляет приблизительно 85 × 56 мм. Официальный AI HAT+ 2 содержит Hailo-10H и 8 ГБ собственной памяти, комплектуется 16-мм межплатным разъёмом для установки над Active Cooler. Указанные 40 TOPS относятся к INT4. Они не сравниваются напрямую с INT8 предыдущего ускорителя и не являются скоростью LLM. Производитель предлагает отдельный набор совместимых моделей и рекомендует радиатор при интенсивных нагрузках. Его предупреждение об установке относится именно к Raspberry Pi 5; считать эту HAT-плату готовым модулем для произвольного CM5-carrier нельзя. [Габариты Pi 5](https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/sbcs.html), [AI HAT+ 2 Product Brief MM-5, июль 2026](https://pip-assets.raspberrypi.com/categories/1319-raspberry-pi-ai-hat-2/documents/RP-009655-MM-5-raspberry-pi-ai-hat-plus-2-product-brief.pdf)

Потенциально более компактный C на CM5 и Hailo-10H M.2 стоит исследовать после B. Официальный brief Hailo описывает Key M 2242/2280, PCIe Gen3 x4, 4/8 ГБ памяти и типичные 2,5 Вт. Последнее число не является максимальной мощностью ускорителя, платы AI HAT+ 2 или готовой станции. Совместимость на одном Gen2-канале CM5, подходящий SKU, питание и software profile требуют отдельной проверки. [Hailo-10H M.2 ET Product Brief, отметка 7/25](https://hailo.ai/hailo-files/hailo-10h-m-2-et-product-brief-en/)

Jetson имеет смысл рассматривать только как ещё один целый compute cartridge, со своим carrier, BSP, памятью и тепловым классом. Пересадка его в разъём Hailo не является вариантом модульности. Если требуемая модель или задержка не укладывается в C, правильным следующим шагом будет новый квалифицированный профиль, а не обещание универсального ускорителя.

## Геометрия первого макета

Плату A стоит поставить вертикально, сохранив прямой восходящий канал от нижнего притока к верхней вытяжке. Рёбра радиатора ориентируются по основному потоку. Левый приток направляется в нижнюю часть теплового канала; небольшая перегородка должна мешать воздуху сразу уходить в ближайшую верхнюю решётку, минуя нагретые поверхности. Перегородку нужно сделать сменной: неудачный поворот может увеличить сопротивление сильнее, чем уменьшить обходной поток.

Простой нижний геометрический ориентир по вертикали: 41 мм высоты установленной вертикально платы, два вентилятора по 12 мм, два свободных участка по 6 мм и две стенки по 2 мм дают **81 мм**. Здесь ещё не подтверждены толщины фильтров, уплотнений, разъёмов, реальные выносы компонентов и монтажные допуски. Поэтому 85–95 мм — диапазон для компоновочного макета, а 81 мм — не размер готового изделия. Левый вентилятор не добавляется второй раз к этой вертикальной сумме: он расходует ширину и свободный объём бокового канала.

Силовой ввод и сервисный USB разумно вывести к задней стороне; фронт оставить для акустического окна и минимальной индикации. Доступный на carrier RJ45 можно сохранить как сервисную возможность, не делая Ethernet обязательным и не требуя постоянно установленного кабеля. У внешних разъёмов есть объём ответного штекера и радиус изгиба кабеля — это отдельный проверяемый слой модели.

Нижний фильтр должен выдвигаться через фронтальный или боковой паз без снятия вентилятора и без доступа к плате. Боковой фильтр обслуживается отдельно. Корпус с нижним притоком нельзя проектировать стоящим плоско на столе: у куба 90 мм зазор 3 мм даёт всего 1080 мм² площади подхода по четырём сторонам, меньше квадратного окна вентилятора 40 × 40 мм. Зазор 8 мм даёт 2880 мм² до вычета ножек и перекрытий. Это геометрическая оценка, а не расчёт сопротивления щели; на ткани, у стены или при перекрытии двух сторон реальный результат хуже.

В разборной 3D-модели должны отдельно присутствовать carrier, CM5, соединители, радиатор, FFC с допустимым изгибом, вентиляторы с рамками, фильтры, уплотнения, зазоры для инструмента и зона антенны. Пустой красивый объём между деталями не считается резервом под всё одновременно.

## Сколько воздуха требуется

Первый энергетический расчёт — баланс тепла и массового расхода:

\[
P_{air}=\rho\,c_p\,\dot V\,\Delta T_{air},\qquad
\dot V_{CFM}\approx1{,}787\frac{P_{air}[Вт]}{\Delta T_{air}[К]}.
\]

Для расчёта принято ρ = 1,18 кг/м³ и cₚ = 1005 Дж/(кг·К), что является инженерным приближением для тёплого комнатного воздуха. ΔT здесь — средний подъём температуры потока, а не разность между кристаллом процессора и комнатой. Внешний блок питания не греет внутренний воздух своими потерями; внутренние преобразователи, моторы и память греют. Питание, действительно уходящее во внешнюю USB-нагрузку, не следует второй раз считать теплом внутри.

| Тепло, отдаваемое воздуху | Подъём воздуха 8 К | Подъём 12 К | Подъём 15 К |
|---:|---:|---:|---:|
| 8 Вт | 1,79 CFM | 1,19 CFM | 0,95 CFM |
| 12 Вт | 2,68 CFM | 1,79 CFM | 1,43 CFM |
| 18 Вт | 4,02 CFM | 2,68 CFM | 2,14 CFM |
| 25 Вт | 5,58 CFM | 3,72 CFM | 2,98 CFM |
| 30 Вт | 6,70 CFM | 4,47 CFM | 3,57 CFM |

Это минимальный полезный расход при принятых условиях. Он не учитывает локальные застойные зоны, разогретый воздух около входа радиатора и обходной поток. Например, если лишь условные 60% общего расхода проходят нужный горячий участок, 18 Вт при 12 К требуют около 4,47 CFM общего потока, а 25 Вт — 6,20 CFM. Доля 60% здесь показывает чувствительность расчёта; она не измерена для Koobique и не должна превращаться в постоянный коэффициент изделия. Температура корпуса также зависит от доли тепла, уходящей через стенки.

Все числа пересчитываются скриптом `compact-hardware-calculations.py`; таблица сохранена в `compact-airflow-sizing.csv`. При большей температуре воздуха или работе на высоте плотность меняется, и эту поправку нужно внести в условия квалификации.

## Вентилятор работает на пересечении двух характеристик

| Паспортный ориентир | Свободный расход, Δp ≈ 0 | Давление при Q ≈ 0 | Паспортный шум | Монтажная глубина |
|---|---:|---:|---:|---:|
| Noctua NF-A4x10 **5V PWM** | 5,24 CFM | 1,95 мм вод. ст. ≈ 19,12 Па | 19,6 dB(A) | 11 мм без вибропрокладок, 12 мм с ними |
| Noctua NF-A4x20 **5V PWM** | 5,53 CFM | 2,26 мм вод. ст. ≈ 22,16 Па | 14,9 dB(A) | 20 мм без прокладок, 22 мм с ними |
| Delta EFB0405HA, 5 В | 6,92 CFM | 3,28 мм вод. ст. ≈ 32,17 Па | 28,5 dB(A) | 10 ± 0,5 мм |

Источники: [Noctua A4x10](https://www.noctua.at/en/products/nf-a4x10-5v-pwm/specifications), [Noctua A4x20](https://www.noctua.at/en/products/nf-a4x20-5v-pwm/specifications), [Delta EFB 40×40×10, таблица и P–Q-кривые](https://www.delta-fan.com/Download/Spec/EFB0405HA-F00.pdf).

Два крайних паспортных значения не достигаются одновременно. Нельзя взять 5,24 CFM и считать, что этот поток сохранится при фильтре с перепадом 19 Па. Рабочая точка находится там, где кривая вентилятора p_f(Q) пересекается с сопротивлением системы. Для канала часто достаточно первого приближения Δp = KQ²; для фильтра может потребоваться зависимость aQ + bQ² и отдельные кривые чистого и загрязнённого материала. Реальная опубликованная Delta-кривая нелинейна; линейное соединение концов не заменяет её. PDF был скачан и просмотрен, его SHA-256 сохранён в реестре доказательств.

Толстый вентилятор из таблицы имеет меньший паспортный шум, несмотря на больший напор. Это повод проверить его в макете, а не доказательство, что собранный корпус станет тише на разность двух чисел: решётка, зазор, противодавление и крепление меняют акустику. Delta прямо указывает измерение в свободном воздухе в безэховой камере на расстоянии одного метра со стороны входа. Сравнение собранных станций нужно повторить в одинаковых условиях.

Для идеальных одинаковых вентиляторов последовательное соединение добавляет давление при одном расходе, параллельное — расходы при одном давлении. Пользовательская схема сочетает две параллельные приточные ветви с общей вытяжкой; это не три независимых выхода. Условия вокруг близко расположенных крыльчаток также могут менять результат. [Noctua: последовательная и параллельная работа](https://www.noctua.at/en/expertise/tech/axial-fans-in-series-or-parallel-operation)

## Сравнение одной, двух и трёх крыльчаток

| Схема | Путь воздуха | Сильная сторона | Что может испортить результат | Как проверять |
|---|---|---|---|---|
| Один верхний exhaust; низ и лево — пассивные фильтрованные входы | Разрежение втягивает воздух через две ветви | Меньше моторов, проводов и тональных составляющих; простой резервный профиль | Подсос через щели минует фильтры; оба входа могут дать короткий путь мимо радиатора | Дымовая визуализация вне электроники или измерение скоростей, давление, hottest component, загрязнённый фильтр |
| Нижний intake + верхний exhaust; слева пассивный порт | Основной восходящий поток; боковой порт зависит от давления внутри | Дополнительный напор по главному каналу | Левый порт не обязан оставаться входом: поток может исчезнуть или развернуться; входы нельзя обозначать на схеме только по ожиданию | Измерять знак бокового потока; сравнить открытый порт, заглушку и управляемый канал |
| **Нижний intake + левый intake + верхний exhaust** | Два притока питают общий горячий тракт и общую вытяжку | Можно распределять воздух между CPU и отдельным AI-радиатором, снизить обороты при подходящей рабочей точке | Пересечение струй, ближний путь слева наверх, шум, больше отказов и токов; верхняя решётка может ограничить общий расход | Управлять тремя каналами отдельно, измерять распределение и температуру на одинаковом шуме |

В установившемся режиме масса входящего воздуха равна массе выходящего с учётом утечек. Два приточных вентилятора не создают непрерывного накопления воздуха. Давление определяется их кривыми и сопротивлениями, поэтому «два на вход, один на выход» ещё не гарантирует положительное давление, особенно при засорённых фильтрах.

Если оба притока одинаковы, то Q_низ = Q_лево = Q_верх/2. Для идеального общего канала давление пары притоков берётся как p_intake(Q/2), а давление вытяжки — как p_exhaust(Q). Их можно сложить в приближённый баланс, но потери поворота, неодинаковые фильтры и утечки нужно добавить отдельно. Складывать три свободных CFM нельзя.

В расчётный JSON включена отдельная **учебная**, а не продуктовая сеть с вымышленной линейной кривой p = 20 − 4Q, где p в Па, Q в CFM. Она проверяет сохранение расхода и показывает разворот пассивного левого порта при росте сопротивления верхнего выхода. Числа этой модели не используются для выбора корпуса или вентилятора. Они нужны, чтобы рецензент мог проверить логику трёхпортовой системы без подмены неизвестных P–Q-кривых уверенностью.

Рабочая рекомендация: оставить три посадочных места и испытать все схемы. Для A один хороший верхний вентилятор с контролируемыми каналами может оказаться достаточным; для B третий вентилятор должен оправдать себя охлаждением отдельного AI-радиатора или снижением шума при той же температуре. Если при одинаковой нагрузке и звуковом уровне выигрыша нет, третий мотор добавляет сложность без полезного результата. Сам корпус сохраняет заданную пользователем возможность трёх вентиляторов.

## Фильтры, пыль и акустика

Фильтр должен закрывать весь приточный путь и иметь уплотнение по периметру. Площадь материала имеет значение: при общем расходе 3 CFM два фильтра 40 × 40 мм дают среднюю фронтальную скорость около 0,44 м/с, а два фильтра 60 × 60 мм — 0,20 м/с до вычета рамок. Больший материал может уменьшить сопротивление, но конкретный перепад следует получить из паспорта материала или измерить. Площадь сетки не определяет её способность задерживать мелкую пыль. Этот корпус не следует представлять очистителем воздуха или обещать HEPA-эффективность.

При разрежении пыль может входить через негерметичные нефильтрованные стыки. Положительное давление помогает лишь тогда, когда притоки действительно фильтрованы и перепад сохраняется в реальной рабочей точке. [Noctua: airflow guide](https://www.noctua.at/en/support/faqs/airflow-guide-setup-ideas)

Приближённое сложение независимых одинаковых источников даёт +3,0 dB для двух и +4,8 dB для трёх вентиляторов на прежних оборотах. Это не означает, что три обязательно громче одного при одинаковой температуре: они могут работать медленнее. Но такая выгода должна быть измерена; спектральный тон, биения близких оборотов, резонанс панели и турбулентность около решётки могут испортить субъективное восприятие даже при приемлемом dB(A).

Микрофоны стоит вынести в отдельную фронтальную акустическую камеру, механически развязать с корпусом и не ставить в струю притока. Рабочий критерий — не только шумомер, но и качество детекции слова активации, ложные срабатывания и распознавание речи при штатных и аварийных оборотах. Кратковременное снижение оборотов на время речи допускается только внутри подтверждённого теплового запаса; голос не должен отменять термозащиту.

Для нижнего притока в руководстве потребуется понятное свободное пространство под корпусом. Для верхнего выхода в макете сначала резервируется 30–50 мм до полки; это начальное условие испытания, а не универсальная достаточная дистанция. Рециркуляцию горячего выхлопа ко входам проверяют отдельно.

## Тепловой контакт важнее декоративного радиатора

Воздух сначала должен получить тепло от кристалла. Нужна цепочка с известным усилием прижатия: корпус микросхемы, TIM, распределитель, рёбра и движущийся воздух. Защёлка сменной кассеты фиксирует положение, но не должна одна обеспечивать точное давление на CPU. Для контакта нужны ограничители хода и винты либо пружинный прижим, который не изгибает плату. После разборки повреждённый TIM заменяется.

Показательный расчёт для **условного контакта 400 мм²**: прокладка 0,5 мм при k = 3 Вт/(м·К) имеет сопротивление слоя около 0,42 К/Вт; слой 1,5 мм — 1,25 К/Вт. При проходящих через слой 10 Вт это 4,2 и 12,5 К. Здесь не учтены контактные сопротивления, растекание тепла и параллельный путь через PCB. Значения 0,5 мм и k = 3 используются также в официальной модели CM5, но выбранная здесь площадь и передаваемая мощность — наши допущения. [Thermal modelling of CM5, Release 2, build 08/12/2025](https://pip-assets.raspberrypi.com/categories/685-app-notes-guides-whitepapers/documents/RP-009520-WP-1-Thermal%20modelling%20of%20Raspberry%20Pi%20Compute%20Module%205.pdf)

При комнате 35 °C, локальном воздухе около радиатора 47 °C и проектной цели кристалла 75 °C для условных 10 Вт процессора остаётся 2,8 К/Вт эффективного пути от кристалла до этого воздуха. Это бюджет всей цепочки, не паспортное θJA. Нельзя подставить типичное θJA из чужой тестовой платы и считать температуру внутри нашего корпуса доказанной. TI отдельно объясняет зависимость таких метрик от платы и условий; ΨJT также не следует обращаться как с обычным тепловым сопротивлением. [TI SPRA953D, март 2024](https://www.ti.com/lit/an/spra953d/spra953d.pdf)

Ускорителю, PMIC и накопителю нужны собственные измеряемые тепловые пути. Небольшая холодная крышка CPU не гарантирует, что расположенный за ней регулятор не перегрет. Общий теплоотвод для CPU и AI допустим лишь после проверки взаимного нагрева и прижимов; опирать его вес на M.2-карту нельзя.

Для первого корпуса подходят сменные печатные панели и отдельный алюминиевый тепловой каркас. Материал окончательной оболочки выбирают после температурных измерений, проверки ползучести под крепежом и прочности сервисных защёлок. Печатный PLA не следует объявлять годным для длительной работы возле горячего радиатора по одному удачному запуску. Металлическая оболочка потребует отдельного радиопрозрачного окна; температурный датчик комнаты должен оставаться в удалённом измерительном узле, а не измерять собственный нагрев станции.

## Электрическая и программная модульность

Внешний источник убирает сетевую часть и её потери из куба. Но номинал зарядного устройства не равен доступной мощности на выбранном напряжении: у официального «27W» блока Pi профиль 5,1 В ограничен 5 А и 25,5 Вт. Обычный мощный USB-C зарядник может не предоставлять нужный 5-вольтовый ток. Для более мощного будущего carrier можно принять 12 В или согласованный повышенный USB-PD профиль и локальный buck, но тогда пересчитываются потери, нагрев, разъёмы и стартовые токи. Подавать 12 В на вход NANO-B, рассчитанный на 5 В, нельзя. [Raspberry Pi 27W USB-C Power Supply](https://www.raspberrypi.com/products/27w-power-supply/)

Три NF-A4x10 5V PWM имеют суммарную паспортную максимальную входную мощность 1,05 Вт без контроллера. Пуск и переходные режимы проверяются отдельно. Моторы питаются через рассчитанную силовую ветвь, а не от GPIO. Три тахосигнала нельзя просто объединить: нужны три измерительных входа. На carrier показан один штатный fan header; для раздельного управления требуется отдельный контроллер с тремя каналами и проверенной реакцией на потерю команд Linux.

Сменный электронный модуль в первой версии — **cold-plug**: остановка задач, штатное завершение ОС, снятие питания и только затем разъединение. Механический ключ предотвращает переворот; защёлка фиксирует кассету; электрический соединитель и крепёж принимают нагрузку независимо. Сервисный сценарий должен учитывать разряд ёмкостей, отсутствие питания от второго USB-источника и состояние разъёмов. Горячая замена PCIe не возникает от того, что кассета вынимается без отвёртки.

Каждая кассета получает аппаратный профиль: revision carrier, семейство и SKU ускорителя, доступная мощность и охлаждение, boot/data storage, версия kernel/драйвера/runtime, совместимые модели и их ограничения. CM5 с eMMC и одним PCIe-ускорителем — ясная базовая топология; независимые NVMe и NPU не обещаются без проверенного switch/carrier. Для Pi 5 с HAT+ 2 отдельно решается загрузка и хранение, поскольку его PCIe уже занят AI.

В текущем HailoRT Hailo-8/8L вынесены в ветку `hailo8`, а основной репозиторий ориентирован на Hailo-10/15. Официальная Raspberry Pi AI-документация также разделяет пакеты `hailo-all` и `hailo-h10-all` и не допускает их одновременную установку. Следовательно, смена семейства может требовать другого согласованного образа хоста и перезагрузки. Это отражается в процедуре замены, а не скрывается за общим словом «AI-модуль». Детерминированное ядро и ручное управление не должны зависеть от успешного старта этого worker. [HailoRT](https://github.com/hailo-ai/hailort), [Raspberry Pi AI software](https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/ai.html#install-required-dependencies)

## Как превратить исследование в проверяемый экземпляр

Первый артефакт — не финальная наружная форма, а разборный макет 90 мм с тремя одинаковыми вентиляторными позициями, пассивными вставками, сменной внутренней перегородкой и местами для датчиков температуры и давления. Сначала электрические нагреватели воспроизводят несколько распределений 8, 15, 22 и 30 Вт. Нагрузку 30 Вт питают отдельным стендовым источником через рассчитанную ветвь, а не через случайный carrier. Затем макет оснащается реальными платами и выполняет конкретную рабочую миссию.

| Проверка | Условия и наблюдения | Предлагаемый критерий до фиксации компоновки |
|---|---|---|
| Стабильная температура | 20/30/35 °C в комнате; чистые и измеренно загрязнённые фильтры; все три схемы при одинаковой нагрузке | Нет throttling в полной рабочей миссии; целевой запас CPU до 75 °C при 35 °C окружения. Это проектная цель, не паспортный предел |
| Установившийся режим | Не меньше часа и до изменения температуры горячей точки менее 0,2 °C за последние 10 минут | Результат не снимается в первые минуты, пока корпус ещё служит аккумулятором тепла |
| Распределение потока | Перепад до/после фильтров, давление камеры, расход по ветвям, направление левого пассивного порта | Нет непроверенного байпаса; баланс расходов согласуется в пределах погрешности прибора |
| Отказ охлаждения | Остановка каждого вентилятора, перекрытие одного входа, загруженный фильтр, отказ управляющего процесса | Зарегистрированный отказ, ограничение AI-нагрузки, затем безопасная реакция по температуре; физический контур не полагается на AI |
| Питание | Осциллограмма 5 В у модуля, запуск трёх моторов, CPU/NPU/USB одновременно | Нет brownout и повреждения данных; условия питания каждой платы соблюдены с запасом на кабель и контакты |
| Акустика и речь | Один метр, одна ориентация, записанный фон; одинаковая температура/нагрузка; fan idle/normal/fault | Выбор по шуму, спектру и качеству речи. Цель 18–25 dB(A) можно назначить лишь как цель проекта, пока нет измерения |
| Wi‑Fi | Закрытый корпус, несколько ориентаций, рабочие вентиляторы и AI, одинаковые условия сети | Подтверждена связь и задержки в сценарии проекта; открытая плата не является радиотестом готового куба |
| Обслуживание | Замена двух фильтров, извлечение электроники, доступ к USB и кнопке; начальные циклы 20/50 для кассеты/фильтра | Фильтр не требует разбирать электронику; нет отрыва кабелей, повреждения TIM и люфта. Число циклов — ранний инженерный скрининг, не ресурсная сертификация |

Нужно измерять входной и выходной воздух датчиками, защищёнными от прямого нагрева поверхностями, отдельно температуру CPU, ускорителя, регуляторов, накопителя и доступных человеку панелей. Для расхода нужен калиброванный канал или подходящий измеритель; тахометр сам по себе расход не даёт. Для низких давлений полезен дифференциальный прибор соответствующего диапазона, например порядка ±125 Па, с известной точностью. Сравнение шумов близко к шумовому фону комнаты требует учёта этого фона.

До испытаний фиксируется правило выбора: третий вентилятор остаётся, если при одинаковом шуме улучшает температурный запас больше измерительной неопределённости либо при той же температуре даёт значимое снижение шума/улучшение отказоустойчивости. Иначе нижний и левый фильтрованные входы сохраняются в геометрии, а минимальная прошедшая испытания схема становится штатной. Пользовательская трёхвентиляторная компоновка таким образом проверяется непосредственно, а не отвергается предположением.

## Граница готовности

Подтверждены размеры и интерфейсы исходных компонентов, опубликованные вентиляторные характеристики, существование компактного carrier, разделение классов AI и воспроизводимость расчётов. Не подтверждены совместимость конкретного комплекта CM5-carrier–FFC–M.2–Hailo, полный CAD-стек, реальные потери фильтра, шум, температура, ресурс креплений и производственная пригодность.

Следующий завершённый результат должен состоять из закупленного точного BOM, измеренной сборки, карты монтажных зазоров и отчёта испытаний трёх схем охлаждения. Только после этого размеры и тепловой профиль можно переносить из исследовательского приложения в основную спецификацию Koobique.

## Материалы для повторной проверки

`hardware-sources.json` фиксирует точные URL, ревизии, факты и ограничения источников. `hardware-evidence/download-manifest.json` различает успешно сохранённые PDF и HTTP-ошибки; наличие веб-цитаты не выдаётся за локальную архивную копию. `compact-hardware-calculations.py` пересоздаёт JSON и CSV без сторонних библиотек. Учебная сеть давления помечена отдельно от расчёта необходимого расхода и от паспортов производителей.