Raspberry Pi Box ng Cooling FAN Na May Tagapagpahiwatig ng Temperatura ng CPU: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ipinakilala ko ang raspberry pi (Hereinafter as RPI) CPU temperatura tagapagpahiwatig circuit sa nakaraang proyekto.

Ipinapakita lamang ng circuit ang RPI 4 na magkakaibang antas ng temperatura ng CPU tulad ng sumusunod.

- Naka-on ang Green LED kapag ang temperatura ng CPU ay nasa loob ng 30 ~ 39 degree

- Ipinapahiwatig ng Dilaw na LED ang temperatura ay nadagdagan sa saklaw na 40 hanggang 45 degree

- Ipinapakita ng ika-3 Pula na LED ang CPU na medyo naging mainit sa pamamagitan ng pag-abot sa 46 ~ 49 degree

- Ang isa pang Red LED ay magpapikit kapag ang temperatura ay lumalagpas sa higit sa 50 degree

***

Kapag ang temperatura ay lumalagpas sa 50C, ang anumang tulong ay kinakailangan para sa maliit na RPI ay hindi masyadong binibigyang diin.

Ayon sa impormasyong nakita ko sa maraming mga web page na pinag-uusapan ang maximum na matatagalan na antas ng temperatura ng RPI, magkakaiba ang mga opinyon tulad ng isang tao na binabanggit na higit sa 60C ay OK pa rin kapag ginamit ang heat-sink.

Ngunit ang aking personal na karanasan ay nagsasabi ng kakaibang bagay na ang paghahatid ng server (gamit ang RPI na may heat-sink) ay naging mabagal at sa wakas kumikilos tulad ng zombie kapag binuksan ko ito nang maraming oras.

Samakatuwid ang karagdagang circuit at paglamig na FAN na ito ay idinagdag para sa pagkontrol ng temperatura ng CPU sa ilalim ng 50C para sa pagsuporta sa matatag na pagpapatakbo ng RPI.

***

Nauna ring ipinakilala na circuit ng tagapagpahiwatig ng temperatura ng CPU (Kasunod dito bilang INDICATOR) ay isinama nang sama-sama upang suportahan ang maginhawang pagsukat sa antas ng temperatura nang hindi isinasagawa ang "vcgencmd measure_temp" utos sa console terminal.

Hakbang 1: Paghahanda ng Skema

Sa dalawang nakaraang proyekto, nabanggit ko ang kumpletong paghihiwalay ng supply ng kuryente sa pagitan ng RPI at mga panlabas na circuit.

Sa kaso ng paglamig ng Fan, ang independiyenteng supply ng kuryente ay lubos na mahalaga dahil ang DC 5V FAN (motor) ay medyo mabigat na pagkarga at medyo maingay habang ang operasyon.

Samakatuwid, ang mga sumusunod na pagsasaalang-alang ay binibigyang diin para sa pagdidisenyo ng circuit na ito.

- Ang mga opto-coupler ay ginagamit upang makipag-ugnay sa RPI GPIO pin upang makakuha ng paglamig FAN activating signal

- Walang lakas na iginuhit mula sa RPI at gumagamit ng karaniwang hand-phone charger para sa mapagkukunan ng kuryente ng circuit na ito.

- Ginagamit ang tagapagpahiwatig ng LED para sa pagpapaalam sa pagpapatakbo ng FAN na paglamig

- Ginagamit ang 5V relay para sa pag-aktibo ng paglamig ng FAN bilang mekanikal na pamamaraan

***

Ang circuit na ito ay inter-operate sa CPU temperatura tagapagpahiwatig circuit (Hereinafter INDICATOR) sa pamamagitan ng kontrol ng python program.

Kapag ang INDICATOR ay nagsimulang magpikit (ang temperatura ay higit sa 50C), ang paglamig na FAN circuit na ito ay dapat na magsimulang mag-operate.

Hakbang 2: Paghahanda ng Mga Bahagi

Tulad ng iba pang mga nakaraang proyekto, ang mga napaka-karaniwang bahagi ay ginagamit para sa paggawa ng paglamig ng FAN circuit tulad ng nakalista sa ibaba.

- Opto-coupler: PC817 (SHARP) x 1

- 2N3904 (NPN) x 1, BD139 (NPN) x 1

- TQ2-5V (Panasonic) 5V relay

- 1N4148 diode

- Mga Resistor (1 / 4Watt): 220ohm x 2 (kasalukuyang paglilimita), 2.2K (Paglipat ng Transistor) x 2

- LED x 1

- 5V paglamig FAN 200mA

- Universal board higit sa 20 (W) ng 20 (H) laki ng butas (Maaari mong i-cut ang anumang laki ng unibersal na board upang magkasya sa circuit)

- Tin wire (Mangyaring tingnan ang aking "Raspberry Pi shutdown tagapagpahiwatig" na pag-post ng proyekto para sa higit pang detalye ng paggamit ng tin wire)

- Cable (pula at asul na karaniwang solong wire cable)

- Anumang hand-phone charger 220V input at 5V output (USB type B konektor)

- Pin head (3 pin) x 2

***

Ang pisikal na sukat ng Paglamig ng FAN ay dapat na sapat na maliit upang mai-mount sa tuktok ng RPI.

Ang anumang uri ng relay ay maaaring magamit kung maaari itong gumana sa 5V at magkaroon ng higit sa isang contact sa mekanikal.

Hakbang 3: Paggawa ng pagguhit ng PCB

Bilang bilang ng mga bahagi ay maliit, kinakailangang unibersal na laki ng PCB ay hindi malaki.

Mangyaring alagaan ang pin polarity layout ng TQ2-5V tulad ng ipinakita sa larawan sa itaas. (Taliwas sa maginoo na pag-iisip, ang tunay na plus / ground layout ay baligtad na nakaayos)

Personal na mayroon akong hindi inaasahang problema pagkatapos ng paghihinang dahil sa baligtad na matatagpuan (Kapag naghahambing sa iba pang mga produktong relay) mga polarity pin ng TQ2-5V.

Hakbang 4: Paghihinang

Tulad ng circuit mismo ay medyo simple, ang pattern ng mga kable ay hindi gaanong kumplikado.

Bolting ko ang "L" na pag-mounting bracket upang ayusin ang PCB bilang patayo na direksyon.

Tulad ng nakikita mo sa paglaon, ang acrylic chassis na kung saan ang pag-mount ng lahat ay may sukat nang kaunti.

Samakatuwid, ang pagpapakipot ng print ng paa ay kinakailangan dahil ang acrylic chassis ay masikip sa mga PCB at iba pang mga sub-bahagi.

Ang LED ay matatagpuan sa harap na bahagi para sa madaling pagkilala sa pagpapatakbo ng FAN.

Hakbang 5: Paggawa at Pag-mounting Cooling FAN HAT

Ipinapalagay kong ang unibersal na PCB ay kapaki-pakinabang na bahagi na maaaring magamit para sa magkakaibang layunin ng paggamit.

Ang Cooling FAN ay naka-mount sa unibersal na PCB at naka-mount at naayos na may bolts at nut.

Para sa pagpapahintulot sa daloy ng hangin, gumagawa ako ng malaking butas sa pamamagitan ng pagbabarena ng PCB.

Para din sa madaling pag-plug ng jumper cables, ang lugar ng GIPO 40 pin ay binuksan sa pamamagitan ng paggupit ng PCB.

Hakbang 6: Magtipon ng mga PCB

Tulad ng nabanggit sa itaas, binalak kong pagsamahin ang dalawang magkakaibang mga circuit sa iisang yunit.

Ang dating ginawa na circuit ng tagapagpahiwatig ng temperatura ng CPU ay pinagsama sa bagong paglamig FAN circuit tulad ng ipinakita sa larawan sa itaas., Ang lahat ay naka-pack na magkasama sa transparent at maliit na sukat ng (15cm W x 10cm D) acrylic chassis.

Bagaman halos kalahati ng espasyo ng tsasis ay walang laman at magagamit, ang karagdagang sangkap ay makikita sa natitirang puwang sa paglaon.

Hakbang 7: Mga Kable ng RPI Sa Mga Circuits

Ang dalawang mga circuit ay magkakaugnay sa RPI bilang nakahiwalay na paraan gamit ang mga opto-coupler.

Gayundin walang kuryente na iginuhit mula sa RPI bilang panlabas na power supply ng charger ng hand-phone sa mga circuit.

Sa paglaon malalaman mo ang ganitong uri ng nakahiwalay na interface scheme ay lubos na magbabayad kapag ang mga karagdagang sangkap ay isinama nang higit pa sa acrylic chassis sa paglaon.

Hakbang 8: Kontrolin ng Programang Python ang Lahat ng Mga Circuits

Ang menor de edad na pagdaragdag ng code lamang ang kinakailangan mula sa source code ng circuit ng tagapagpahiwatig ng temperatura ng CPU.

Kapag ang temperatura ay lumalagpas sa 50C, dalawampu (20) pag-ulit ng pag-on ng FAN sa loob ng 10 segundo at patayin ang 3 segundo ay nagsisimula.

Tulad ng maliit na motor ng FAN ay nangangailangan ng maximum na 200mA ng kasalukuyang habang operasyon, ang uri ng PWM (Pulse Width Modulation) na uri ng pamamaraan ng pag-activate ng motor ay ginagamit para sa mas kaunting pasanin na charger ng hand-phone.

Ang binagong source code ay tulad sa ibaba.

***

# - * - coding: utf-8 - * -

##

i-import ang subprocess, signal, sys

oras ng pag-import, muli

i-import ang RPi. GPIO bilang g

##

A = 12

B = 16

Tagahanga = 25

##

g.setmode (g. BCM)

g.setup (A, g. OUT)

g.setup (B, g. OUT)

g.setup (FAN, g. OUT)

##

def signal_handler (sig, frame):

i-print ('Pinindot mo ang Ctrl + C!')

g.output (A, Mali)

g.output (B, Mali)

g.output (FAN, Mali)

f.close ()

sys.exit (0)

signal.signal (signal. SIGINT, signal_handler)

##

habang Totoo:

f = bukas ('/ home / pi / My_project / CPU_temperature_log.txt', 'a +')

temp_str = subprocess.check_output ('/ opt / vc / bin / vcgencmd measure_temp', shell = True)

temp_str = temp_str.decode (encoding = 'UTF-8', mga error = 'mahigpit')

CPU_temp = re.findall ("\ d + \. / D +", temp_str)

# pagkuha ng kasalukuyang temperatura ng CPU

##

current_temp = float (CPU_temp [0])

kung kasalukuyang_temp> 30 at kasalukuyang_temp <40:

# temperatura mababa A = 0, B = 0

g.output (A, Mali)

g.output (B, Mali)

oras. tulog (5)

elif current_temp> = 40 at kasalukuyang_temp <45:

# temperatura daluyan A = 1, B = 0

g.output (A, Totoo)

g.output (B, Mali)

oras. tulog (5)

elif current_temp> = 45 at kasalukuyang_temp <50:

# temperatura mataas A = 0, B = 1

g.output (A, Mali)

g.output (B, True)

oras. tulog (5)

elif current_temp> = 50:

Ang # CPU paglamig ay kinakailangan mataas A = 1, B = 1

g.output (A, Totoo)

g.output (B, True)

para sa saklaw ko (1, 20):

g.output (FAN, True)

oras. tulog (10)

g.output (FAN, Mali)

oras. tulog (3)

current_time = time.time ()

formated_time = time.strftime ("% H:% M:% S", time.gmtime (current_time))

f.write (str (formated_time) + '\ t' + str (current_temp) + '\ n')

f.close ()

##

Tulad ng lohika sa pagpapatakbo ng python code na ito ay halos kapareho ng circuit ng tagapagpahiwatig ng temperatura ng CPU, hindi ko na uulitin ang mga detalye dito.

Hakbang 9: Pagpapatakbo ng FAN Circuit

Kapag tinitingnan ang graph, temperatura na lumalagpas sa 50C nang walang FAN circuit.

Tila ang average na temperatura ng CPU ay nasa paligid ng 40 ~ 47C habang ang RPI ay tumatakbo.

Kung ang mabibigat na pag-load ng system tulad ng paglalaro ng Youtube sa web browser ay inilalapat, kadalasan ang pagtaas ng temperatura nang mabilis hanggang sa 60C.

Ngunit sa FAN circuit, ang temperatura ay mababawasan mas mababa sa 50C sa loob ng 5 segundo sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng paglamig ng FAN.

Bilang isang resulta, maaari mong i-on ang RPI sa buong araw at gumawa ng anumang mga gawa na gusto mo nang hindi nag-aalala ng sobrang pag-init.

Hakbang 10: Karagdagang Pag-unlad

Tulad ng nakikita mo, kalahati ng acrylic chassis ay nanatiling walang laman.

Ilalagay ko doon ang mga karagdagang sangkap at palawakin ang pangunahing bloke ng kahon ng RPI sa isang bagay na mas kapaki-pakinabang.

Siyempre mas karagdagan ay nangangahulugan ng isang maliit na pagtaas ng pagiging kumplikado din.

Gayunpaman pinagsasama ko ang dalawang mga circuit sa solong kahon sa proyektong ito.

Salamat sa pagbabasa ng kwentong ito.