Raspberry Pi Cutie de ventilator de răcire cu indicator de temperatură CPU: 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Am introdus circuitul indicator al temperaturii procesorului Raspberry pi (în continuare RPI) în proiectul anterior.

Circuitul arată pur și simplu nivelul de temperatură diferit al procesorului RPI 4, după cum urmează.

- LED-ul verde este aprins atunci când temperatura procesorului este de 30 ~ 39 de grade

- LED-ul galben indică creșterea temperaturii între 40 și 45 de grade

- Al treilea LED roșu arată că CPU devine puțin fierbinte atingând 46 ~ 49 de grade

- Un alt LED roșu va clipi atunci când temperatura depășește peste 50 de grade

***

Atunci când temperatura depășește mai mult de 50 ° C, orice ajutor trebuie să fie necesar pentru ca RPI mic să nu se streseze prea mult.

Conform informațiilor pe care le-am văzut în mai multe pagini web care vorbesc despre nivelul maxim de temperatură tolerabilă a RPI, opiniile sunt diverse, cum ar fi cineva care menționează că mai mult de 60C este încă destul de OK atunci când este utilizat radiatorul.

Dar experiența mea personală spune ceva diferit, că serverul de transmisie (folosind RPI cu radiator) devine lent și acționează în sfârșit ca un zombie când îl pornesc timp de câteva ore.

Prin urmare, acest circuit suplimentar și FAN de răcire sunt adăugate pentru reglarea temperaturii procesorului sub 50C pentru susținerea funcționării stabile a RPI.

***

De asemenea, circuitul indicator al temperaturii procesorului introdus anterior (denumit în continuare INDICATOR) este integrat împreună pentru a suporta verificarea convenabilă a nivelului de temperatură fără a executa comanda „vcgencmd measure_temp” pe terminalul consolei.

Pasul 1: Pregătirea schemelor

În două proiecte anterioare, am menționat izolarea completă a sursei de alimentare între RPI și circuite externe.

În cazul ventilatorului de răcire, sursa de alimentare independentă este destul de importantă deoarece DC 5V FAN (motorul) este încărcat relativ greu și destul de zgomotos în timpul funcționării.

Prin urmare, următoarele considerații sunt subliniate pentru proiectarea acestui circuit.

- Opto-cuplatoarele sunt utilizate pentru interfața cu pinul RPI GPIO pentru a obține semnalul de activare a ventilatorului de răcire

- Nu este alimentată de la RPI și se folosește un încărcător comun de telefon manual pentru sursa de alimentare a acestui circuit.

- Indicatorul LED este utilizat pentru informarea funcționării ventilatorului de răcire

- Releul de 5V este utilizat pentru activarea ventilatorului de răcire ca modalitate mecanică

***

Acest circuit va interacționa cu circuitul indicator al temperaturii procesorului (în continuare INDICATOR) prin intermediul controlului programului python.

Când INDICATOR începe să clipească (temperatura depășește 50C), acest circuit FAN de răcire va începe să funcționeze.

Pasul 2: Pregătirea pieselor

La fel ca alte proiecte anterioare, componentele foarte obișnuite sunt utilizate pentru realizarea circuitului FAN de răcire, așa cum sunt enumerate mai jos.

- Opto-cuplaj: PC817 (SHARP) x 1

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

- Releu TQ2-5V (Panasonic) 5V

- dioda 1N4148

- Rezistoare (1 / 4Watt): 220ohm x 2 (limitarea curentului), 2,2K (comutare tranzistor) x 2

- LED x 1

- Ventilator de răcire 5V 200mA

- Placă universală mai mare de 20 (W) cu 20 (H) dimensiune găuri (Puteți tăia orice dimensiune a plăcii universale pentru a se potrivi circuitului)

- Sârmă de tablă (Vă rugăm să consultați postarea proiectului „Indicatorul de oprire Raspberry Pi” pentru mai multe detalii despre utilizarea sârmei de tablă)

- Cablu (cablu comun cu un singur fir roșu și albastru)

- Orice încărcător de telefon manual de intrare 220V și ieșire 5V (conector USB tip B)

- Cap pin (3 pini) x 2

***

Dimensiunea fizică a ventilatorului de răcire ar trebui să fie suficient de mică pentru a fi montată pe partea superioară a RPI.

Orice tip de releu poate fi utilizat atunci când poate funcționa la 5V și are mai multe contacte mecanice.

Pasul 3: Realizarea desenului PCB

Deoarece numărul de componente este mic, dimensiunea universală necesară a PCB-ului nu este mare.

Vă rugăm să aveți grijă de aspectul polarității pinului TQ2-5V așa cum se arată în imaginea de mai sus. (Contrar gândirii convenționale, aspectul real plus / teren este aranjat invers)

Personal, am probleme neașteptate după lipire, din cauza pinilor de polaritate ai TQ2-5V (în comparație cu alte produse cu releu).

Pasul 4: lipire

Deoarece circuitul în sine este destul de simplu, modelul de cablare nu este prea complex.

Fixez consola de montare în formă de „L” pentru a fixa PCB în direcție verticală.

După cum puteți vedea mai târziu, șasiul acrilic care montează totul este puțin mai mic.

Prin urmare, este necesară îngustarea piciorului, deoarece șasiul acrilic este foarte aglomerat cu PCB-uri și alte sub-părți.

LED-ul este situat în partea din față pentru a recunoaște cu ușurință funcționarea FAN.

Pasul 5: Realizarea și montarea răcirii FAN HAT

Presupun că PCB-ul universal este o parte foarte utilă, care poate fi utilizată în diverse scopuri de utilizare.

Ventilatorul de răcire este montat pe PCB universal și montat și fixat cu șuruburi și piulițe.

Pentru a permite fluxul de aer, fac o gaură mare prin forarea PCB.

De asemenea, pentru conectarea ușoară a cablurilor jumper, zona GIPO 40 pini este deschisă prin tăierea PCB-ului.

Pasul 6: Asamblați PCB-urile

După cum sa menționat mai sus, am planificat să consolidez două circuite diferite într-o singură unitate.

Circuitul indicator al temperaturii procesorului realizat anterior este îmbinat cu noul circuit FAN de răcire așa cum se arată în imaginea de mai sus., Totul este împachetat împreună într-un șasiu acrilic transparent și de dimensiuni mici (15cm L x 10cm D).

Deși aproximativ jumătate din spațiul șasiului este gol și disponibil, o componentă suplimentară va fi adăpostită în spațiul rămas mai târziu.

Pasul 7: Cablarea RPI cu circuite

Două circuite sunt interconectate cu RPI ca mod izolat folosind opto-cuplaje.

De asemenea, nu se extrage energie din RPI, deoarece încărcătorul extern de telefonie manuală alimentează circuitele.

Mai târziu, veți ști că acest tip de schemă de interfață izolată este destul de rentabilă atunci când componentele suplimentare sunt integrate mai mult șasiului acrilic mai târziu.

Pasul 8: Programul Python controlează toate circuitele

Doar adăugarea minoră a codului este necesară din codul sursă al circuitului indicator al temperaturii procesorului.

Când temperatura depășește 50C, începe douăzeci (20) de iterații de pornire a ventilatorului timp de 10 secunde și oprire de 3 secunde.

Deoarece motorul mic al ventilatorului necesită un curent maxim de 200mA în timpul funcționării, metoda de activare a motorului PWM (Pulse Width Modulation) este utilizată pentru încărcătorul mai puțin împovărător al telefonului manual.

Codul sursă modificat este ca mai jos.

***

# - * - codare: utf-8 - * -

##

import subproces, semnal, sistem

timp de import, re

import RPi. GPIO ca g

##

A = 12

B = 16

FAN = 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 („Ați apăsat Ctrl + C!”)

g. ieșire (A, fals)

g. ieșire (B, fals)

g. ieșire (FAN, fals)

f.close ()

sys.exit (0)

signal.signal (signal. SIGINT, signal_handler)

##

în timp ce este adevărat:

f = open ('/ 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 (codificare = 'UTF-8', erori = 'strict')

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

# extragerea temperaturii curente a procesorului

##

current_temp = float (CPU_temp [0])

dacă current_temp> 30 și current_temp <40:

# temperatura scăzută A = 0, B = 0

g. ieșire (A, fals)

g. ieșire (B, fals)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 40 și current_temp <45:

# mediu de temperatură A = 1, B = 0

g. ieșire (A, Adevărat)

g. ieșire (B, fals)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 45 și current_temp <50:

# temperatura ridicată A = 0, B = 1

g. ieșire (A, fals)

g. ieșire (B, adevărat)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 50:

# Răcirea procesorului este necesară A = 1, B = 1

g. ieșire (A, Adevărat)

g. ieșire (B, adevărat)

pentru i în intervalul (1, 20):

g. ieșire (FAN, Adevărat)

time.sleep (10)

g. ieșire (FAN, fals)

time.sleep (3)

ora_curenta = ora. ora ()

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

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

f.close ()

##

Deoarece logica de funcționare a acestui cod python este aproape similară cu cea a circuitului indicator al temperaturii procesorului, nu voi repeta detalii aici.

Pasul 9: Funcționarea circuitului FAN

Când privim graficul, temperatura depășește 50C fără circuit FAN.

Se pare că temperatura medie a procesorului este de aproximativ 40 ~ 47C în timp ce funcționează RPI.

Dacă se aplică o încărcare puternică a sistemului, cum ar fi redarea Youtube pe browserul web, de obicei temperatura crește rapid până la 60C.

Dar, cu circuitul FAN, temperatura va scădea cu mai puțin de 50C în decurs de 5 secunde prin funcționarea ventilatorului de răcire.

Drept urmare, puteți activa RPI toată ziua și efectuați lucrările care vă plac fără să vă faceți griji cu supraîncălzirea.

Pasul 10: Dezvoltare ulterioară

După cum puteți vedea, jumătate din șasiul acrilic rămâne gol.

Voi pune componente suplimentare acolo și voi extinde acest bloc de bază al cutiei RPI în ceva mai util.

Desigur, mai multă adăugare înseamnă, de asemenea, o creștere a complexității.

Oricum, integrez două circuite într-o singură cutie în acest proiect.

Vă mulțumim că ați citit această poveste.