Raspberry Pi Box с охлаждащ вентилатор с индикатор за температура на процесора: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Бях въвел схема на индикатор за температурата на процесора малинов pi (по -долу като RPI) в предишния проект.

Веригата просто показва RPI 4 различно ниво на температура на процесора, както следва.

- Зеленият светодиод се включва, когато температурата на процесора е в рамките на 30 ~ 39 градуса

- Жълтият светодиод показва, че температурата се повишава в диапазона от 40 до 45 градуса

- Третият червен светодиод показва, че процесорът става малко горещ, достигайки 46 ~ 49 градуса

- Друг червен светодиод ще мига, когато температурата надвиши 50 градуса

***

Когато температурата надвишава 50 ° C, всяка помощ трябва да бъде необходима, за да не се натоварва много RPI.

Според информацията, която видях на няколко уеб страници, които говорят за максимално допустимо ниво на температурата на RPI, мненията са различни, като например някой споменава, че повече от 60 ° С все още е добре, когато се използва радиатор.

Но личният ми опит казва нещо различно, че сървърът за предаване (използващ RPI с радиатор) става бавен и накрая действа като зомби, когато го включвам за няколко часа.

Следователно тази допълнителна верига и охлаждащ вентилатор са добавени за регулиране на температурата на процесора под 50C за поддържане на стабилна работа на RPI.

***

Също така представената по -рано верига за индикатор на температурата на процесора (по -долу като INDICATOR) е интегрирана заедно, за да поддържа удобна проверка на нивото на температурата, без да изпълнява команда „vcgencmd mere_temp“на конзолния терминал.

Стъпка 1: Подготовка на схеми

В два предишни проекта споменах пълната изолация на захранването между RPI и външни вериги.

В случай на охлаждащ вентилатор, независимото захранване е доста важно, тъй като постояннотоковият 5V вентилатор (мотор) е относително тежък и доста шумен по време на работа.

Следователно, следните съображения са подчертани за проектирането на тази схема.

- Оптичните съединители се използват за взаимодействие с RPI GPIO щифт за получаване на сигнал за активиране на охлаждащия вентилатор

- Не се захранва от RPI и се използва общо зарядно устройство за ръчен телефон за източник на захранване на тази верига.

- LED индикаторът се използва за информиране на работата на охлаждащия вентилатор

- 5V реле се използва за активиране на охлаждащия вентилатор по механичен начин

***

Тази схема ще взаимодейства с веригата за индикатор на температурата на процесора (по-долу INDICATOR) чрез управление на програмата на python.

Когато ИНДИКАТОРЪТ започне да мига (температурата надвишава 50 ° С), тази вентилаторна верига за охлаждане ще започне да работи.

Стъпка 2: Подготовка на части

Подобно на други предишни проекти, много често срещани компоненти се използват за създаване на охлаждаща вентилаторна верига, изброени по -долу.

- Опто-съединител: PC817 (SHARP) x 1

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

- TQ2-5V (Panasonic) 5V реле

- 1N4148 диод

- Резистори (1/4 вата): 220ohm x 2 (ограничаване на тока), 2.2K (транзисторно превключване) x 2

- LED x 1

- 5V охлаждащ вентилатор 200mA

- Универсална платка с размер на отворите повече от 20 (W) на 20 (H) (Можете да изрежете всякакъв размер на универсалната дъска, за да се поберат във веригата)

- Тенекиена тел (Моля, вижте моето публикуване на проекта „Индикатор за изключване на Raspberry Pi“за повече подробности относно използването на тенекия)

- Кабел (червен и син общ едножилен кабел)

- Всяко зарядно устройство за ръчен телефон 220V вход и 5V изход (USB тип B конектор)

- Щифтова глава (3 щифта) x 2

***

Физическите размери на охлаждащия вентилатор трябва да бъдат достатъчно малки, за да се монтират на върха на RPI.

Всеки тип реле може да се използва, когато може да работи при 5V и да има повече от един механичен контакт.

Стъпка 3: Изготвяне на печатни платки

Тъй като броят на компонентите е малък, необходимите универсални размери на печатни платки не са големи.

Моля, внимавайте за полярността на щифтовете на TQ2-5V, както е показано на снимката по-горе. (Противно на общоприетото мислене, действителното оформление плюс/земя е подредено обратно)

Лично аз имам неочакван проблем след запояване поради обратно разположените (При сравнение с други релейни продукти) полюсни щифтове на TQ2-5V.

Стъпка 4: Запояване

Тъй като самата схема е доста проста, схемата на окабеляване не е много сложна.

Закрепвам монтажна скоба с форма „L“, за да фиксирам печатната платка във вертикална посока.

Както можете да видите по -късно, акрилното шаси, което монтира всичко, е малко по -малко.

Следователно, стесняването на краката е необходимо, тъй като акрилното шаси е много претъпкано с печатни платки и други части.

LED се намира от предната страна за лесно разпознаване на работата на ВЕНТИЛАТОРА.

Стъпка 5: Осъществяване и монтиране на охлаждаща вентилаторна шапка

Предполагам, че универсалната печатна платка е много полезна част, която може да се използва за различни цели.

Охлаждащият вентилатор е монтиран на универсална печатна платка и монтиран и фиксиран с болтове и гайки.

За да позволя въздушен поток, правя голяма дупка чрез пробиване на печатни платки.

Също така за лесно включване на джъмперните кабели, зоната на GIPO 40 пина се отваря чрез рязане на печатна платка.

Стъпка 6: Сглобете печатни платки

Както бе споменато по -горе, планирах да обединя две различни вериги в едно цяло.

Предварително направената верига за индикатор на температурата на процесора се обединява с нова охлаждаща вентилаторна верига, както е показано на снимката по -горе., Всичко е опаковано заедно в прозрачно и малко по размер (15 см Ш x 10 см D) акрилно шаси.

Въпреки че около половината от пространството на шасито е празно и налично, допълнителен компонент ще бъде поместен в оставащото пространство по -късно.

Стъпка 7: Окабеляване на RPI с вериги

Две вериги са свързани помежду си с RPI като изолиран начин с помощта на опто-съединители.

Също така не се захранва от RPI като външно зарядно устройство за ръчен телефон захранва веригите.

По-късно ще разберете, че този вид изолирана интерфейсна схема е доста изплатена, когато по-късно допълнителни компоненти се интегрират повече в акрилното шаси.

Стъпка 8: Програмата на Python контролира всички вериги

Изисква се само незначително добавяне на код от изходния код на веригата за индикатор на температурата на процесора.

Когато температурата надвиши 50C, започва двадесет (20) повторение на включване на FAN за 10 секунди и изключване на 3 секунди.

Тъй като малкият двигател с вентилатор изисква максимален ток от 200 mA по време на работа, PWM (Pulse Width Modulation) метод за активиране на двигателя се използва за по-малко натоварване на зарядното устройство за ръчни телефони.

Модифицираният изходен код е както по -долу.

***

#-*-кодиране: utf-8-*-

##

импортиране на подпроцес, сигнал, sys

време за импортиране, повторно

импортирайте RPi. GPIO като g

##

A = 12

В = 16

ВЕНТИЛАТОР = 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):

print ('Натиснахте Ctrl+C!')

g.output (A, False)

g.output (B, False)

g.output (FAN, False)

f.close ()

sys.exit (0)

signal.signal (signal. SIGINT, signal_handler)

##

докато е вярно:

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

temp_str = подпроцес.check_output ('/opt/vc/bin/vcgencmd измерване_темп', черупка = вярно)

temp_str = temp_str.decode (кодиране = 'UTF-8', грешки = 'строго')

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

# извличане на текущата температура на процесора

##

current_temp = float (CPU_temp [0])

ако current_temp> 30 и current_temp <40:

# ниска температура A = 0, B = 0

g.output (A, False)

g.output (B, False)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 40 и current_temp <45:

# температурна среда A = 1, B = 0

g.output (A, True)

g.output (B, False)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 45 и current_temp <50:

# висока температура A = 0, B = 1

g.output (A, False)

g.output (B, True)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 50:

# Необходимо е охлаждане на процесора високо A = 1, B = 1

g.output (A, True)

g.output (B, True)

за i в обхвата (1, 20):

изход (FAN, True)

time.sleep (10)

g.output (FAN, False)

time.sleep (3)

current_time = time.time ()

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

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

f.close ()

##

Тъй като логиката на работа на този код на python е почти подобна на тази на схемата за индикация на температурата на процесора, няма да повтарям подробности тук.

Стъпка 9: Работа на веригата на вентилатора

Когато гледате графиката, температурата надвишава 50C без веригата на ВЕНТИЛАТОРА.

Изглежда, че средната температура на процесора е около 40 ~ 47C, докато RPI работи.

Ако се прилага голямо натоварване на системата, като например възпроизвеждане на Youtube в уеб браузър, обикновено температурата се повишава бързо до 60C.

Но с веригата на ВЕНТИЛАТОРА температурата ще бъде намалена под 50 ° С в рамките на 5 секунди чрез работа на охлаждащия ВЕНТИЛАТОР.

В резултат на това можете да включите RPI през целия ден и да вършите всякакви работи, които харесвате, без да се притеснявате от прегряване.

Стъпка 10: По -нататъшно развитие

Както можете да видите, половината от акрилното шаси остава празно.

Ще сложа там допълнителни компоненти и ще разширя този основен блок от RPI кутия в нещо по -полезно.

Разбира се, допълнителното добавяне означава и малко увеличаване на сложността.

Както и да е, интегрирам две схеми в една кутия в този проект.

Благодаря, че прочетохте тази история.