Kutia Raspberry Pi e Ftohjes me Tregues të Temperaturës së CPU: 10 Hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Unë kisha prezantuar qarkun tregues të temperaturës së CPU mjedër pi (në tekstin e mëtejmë si RPI) në projektin e mëparshëm.

Qarku thjesht tregon RPI 4 nivel të ndryshëm të temperaturës së CPU si më poshtë.

- LED i gjelbër ndizet kur temperatura e CPU është brenda 30 ~ 39 gradë

- LED i verdhë tregon se temperatura është rritur në rangun prej 40 deri në 45 gradë

- LED i 3 -të i Kuq tregon se CPU bëhet pak e nxehtë duke arritur 46 ~ 49 gradë

- Një LED tjetër i Kuq do të pulsojë kur temperatura të kalojë më shumë se 50 gradë

***

Kur temperatura tejkalon më shumë se 50C, çdo ndihmë do të jetë e nevojshme për RPI të vogël që nuk theksohet shumë.

Sipas informacioneve që pashë në disa faqe në internet të cilat flasin për nivelin maksimal të temperaturës së tolerueshme të RPI, opinionet janë të ndryshme, siç është dikush që përmend se më shumë se 60C është akoma mirë kur përdoret ngrohësi.

Por përvoja ime personale thotë diçka ndryshe që serveri i transmetimit (duke përdorur RPI me ngrohje) bëhet i ngadalshëm dhe më në fund vepron si mumje kur e ndez për disa orë.

Prandaj ky qark shtesë dhe FAN ftohës shtohet për rregullimin e temperaturës së CPU nën 50C për të mbështetur funksionimin e qëndrueshëm të RPI.

***

Gjithashtu qarku i treguesit të temperaturës së CPU -së i prezantuar më parë (në tekstin e mëtejmë: TREGUES) është integruar së bashku për të mbështetur kontrollimin e përshtatshëm të nivelit të temperaturës pa ekzekutuar komandën "vcgencmd masë_temp" në terminalin e tastierës.

Hapi 1: Përgatitja e skemave

Në dy projektet e mëparshme, unë kisha përmendur izolimin e plotë të furnizimit me energji midis RPI dhe qarqeve të jashtme.

Në rast të ftohjes FAN, furnizimi me energji i pavarur është mjaft i rëndësishëm pasi DC 5V FAN (motori) është ngarkesë relativisht e rëndë dhe mjaft e zhurmshme gjatë funksionimit.

Prandaj, konsideratat e mëposhtme janë theksuar për hartimin e këtij qarku.

- Opto-bashkuesit përdoret për t'u ndërlidhur me kunjin RPI GPIO për të marrë sinjal aktivizues FAN ftohës

- Asnjë energji e nxjerrë nga RPI dhe përdorimi i një ngarkuesi të zakonshëm të telefonit dore për burimin e energjisë të këtij qarku.

- Treguesi LED përdoret për të informuar funksionimin e FAN -it të ftohjes

- Rele 5V përdoret për aktivizimin e FAN -it të ftohjes si mënyrë mekanike

***

Ky qark do të ndërveprojë me qarkun e treguesit të temperaturës së CPU-së (në tekstin e mëtejmë TREGUES) me anë të kontrollit të programit python.

Kur TREGUESI fillon të pulsojë (temperatura tejkalon 50C), ky qark FAN ftohës do të fillojë të funksionojë.

Hapi 2: Përgatitja e pjesëve

Ashtu si projektet e tjera të mëparshme, komponentët shumë të zakonshëm përdoren për të bërë qark FAN ftohës siç renditet më poshtë.

- Opto-bashkues: PC817 (SHARP) x 1

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

- Stafetë TQ2-5V (Panasonic) 5V

- diodë 1N4148

- Rezistorët (1/4Watt): 220ohm x 2 (kufizimi i rrymës), 2.2K (ndërrimi i tranzistorit) x 2

- LED x 1

- FAN ftohës 5V 200mA

- Madhësia e bordit universal më shumë se 20 (W) me 20 (H) (mund të shkurtoni çdo madhësi të bordit universal për t'iu përshtatur qarkut)

- Tela kallaji (Ju lutemi referojuni projektit tim "Treguesi i mbylljes së Raspberry Pi" për më shumë detaje të përdorimit të telit të kallajit)

- Kabllo (kabllo e zakonshme me tela të kuqe dhe blu)

- Çdo ngarkues telefoni me dorë 220V dhe dalje 5V (lidhës USB i tipit B)

- Koka e kunjit (3 kunja) x 2

***

Dimensioni fizik i Ftohjes së FAN duhet të jetë mjaft i vogël për t'u montuar në krye të RPI.

Çdo lloj stafetë mund të përdoret kur mund të funksionojë në 5V dhe të ketë më shumë se një kontakt mekanik.

Hapi 3: Bërja e Vizatimit të PCB

Meqenëse numri i përbërësve është i vogël, madhësia e kërkuar universale e PCB nuk është e madhe.

Ju lutemi kujdesuni për paraqitjen e polaritetit të kunjave të TQ2-5V siç tregohet në figurën e mësipërme. (Në kundërshtim me mendimin konvencional, paraqitja aktuale plus/terren është rregulluar në mënyrë të kundërt)

Personalisht kam një problem të papritur pas bashkimit për shkak të kunjave të polaritetit të vendosur në mënyrë të kundërt (Kur krahasohet me produktet e tjera të stafetë) të TQ2-5V.

Hapi 4: Saldimi

Meqenëse qarku në vetvete është mjaft i thjeshtë, modeli i instalimeve elektrike nuk është shumë kompleks.

Unë jam duke fiksuar kllapën e montimit të formës "L" për të rregulluar PCB si drejtim të drejtë.

Siç mund ta shihni më vonë, shasi akrilike e cila monton gjithçka është me madhësi pak të vogël.

Prandaj, ngushtimi i printimit të këmbëve është i nevojshëm pasi shasia akrilike është shumë e mbushur me PCB dhe nën-pjesë të tjera.

LED është e vendosur në anën e përparme për të njohur lehtësisht funksionimin e FAN.

Hapi 5: Bërja dhe montimi i ftohjes së kapelës së ventilatorit

Unë mendoj se PCB universale është një pjesë shumë e dobishme e cila mund të përdoret për qëllime të ndryshme përdorimi.

FAN ftohës është montuar në PCB universale dhe montuar dhe fiksuar me bulona dhe arra.

Për lejimin e rrjedhjes së ajrit, unë jam duke bërë vrima të mëdha duke shpuar PCB.

Gjithashtu për mbylljen e lehtë të kabllove të kërcyesit, zona e kunjave GIPO 40 hapet duke prerë PCB.

Hapi 6: Mblidhni PCB -të

Siç u përmend më lart, kam planifikuar të konsolidoj dy qarqe të ndryshme në njësi të vetme.

Qarku i treguesit të temperaturës së procesorit të bërë më parë bashkohet me qarkun e ri të ftohjes FAN siç tregohet në figurën e mësipërme., Çdo gjë është e paketuar së bashku në një shasi akrilike me madhësi të vogël (15cm W x 10cm D).

Edhe pse rreth gjysma e hapësirës së shasisë është e zbrazët dhe e disponueshme, komponenti shtesë do të vendoset në hapësirën e mbetur më vonë.

Hapi 7: Instalimi i RPI me Qarqe

Dy qarqe janë të ndërlidhura me RPI si mënyrë të izoluar duke përdorur opto-bashkues.

Gjithashtu nuk merret energji nga RPI pasi ngarkuesi i jashtëm i telefonit dore furnizon me energji qarqet.

Më vonë do të kuptoni se kjo lloj skeme e izoluar e ndërfaqes është mjaft fitimprurëse kur komponentët shtesë integrohen më shumë në shasinë akrilike më vonë.

Hapi 8: Programi Python kontrollon të gjitha qarqet

Vetëm shtimi i vogël i kodit kërkohet nga kodi burim i qarkut të treguesit të temperaturës së CPU.

Kur temperatura tejkalon 50 ° C, fillon njëzet (20) përsëritje e ndezjes së FAN -it për 10 sekonda dhe fikjes prej 3 sekondash.

Meqenëse motori i vogël i FAN kërkon maksimum 200mA rrymë gjatë funksionimit, lloji i metodës së aktivizimit të motorit PWM (Modulimi i Gjerësisë së Pulsit) përdoret për ngarkuesin e telefonit të dorës më pak të ngarkuar.

Kodi burimor i modifikuar është si më poshtë.

***

#-*-kodimi: utf-8-*-

##

nënproces import, sinjal, sys

koha e importit, re

import RPi. GPIO si g

##

A = 12

B = 16

FAN = 25

##

g.setmode (g. BCM)

g.setup (A, g. OUT)

g.vendosja (B, g. OUT)

g.setup (FAN, g. OUT)

##

def signal_handler (sig, frame):

print ( Keni shtypur Ctrl+C! ')

g. dalja (A, e rreme)

g. dalja (B, e rreme)

g. dalje (FAN, False)

f. mbyll ()

sys.exit (0)

sinjali. sinjali (sinjali. SIGINT, menaxheri i sinjalit)

##

ndërsa e vërtetë:

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

temp_str = subprocess.check_output ('/opt/vc/bin/vcgencmd masë_temp', shell = E vërtetë)

temp_str = temp_str.decode (kodimi = 'UTF-8', gabime = 'i rreptë')

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

# nxjerrja e temperaturës aktuale të CPU -së

##

aktuale_temp = noton (CPU_temp [0])

nëse aktuale_temp> 30 dhe aktuale_temp <40:

# temperaturë e ulët A = 0, B = 0

g. dalja (A, e rreme)

g. dalja (B, e rreme)

koha. gjumi (5)

elif current_temp> = 40 dhe temp_ aktuale <45:

# temperatura e mesme A = 1, B = 0

g. dalje (A, E vërtetë)

g. dalja (B, e rreme)

koha. gjumi (5)

elif current_temp> = 45 dhe temp_ aktuale <50:

# temperaturë e lartë A = 0, B = 1

g. dalja (A, e rreme)

g. dalje (B, E vërtetë)

koha. gjumi (5)

elif aktuale_temp> = 50:

# Ftohja e CPU -së kërkohet e lartë A = 1, B = 1

g. dalje (A, E vërtetë)

g. dalje (B, E vërtetë)

për i në rang (1, 20):

g. dalje (FAN, E vërtetë)

koha. gjumi (10)

g. dalje (FAN, False)

koha. gjumi (3)

koha aktuale = koha. koha ()

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

f.shkruaj (str (koha e formuar)+'\ t'+str (tempulli aktual)+'\ n')

f. mbyll ()

##

Meqenëse logjika e funksionimit të këtij kodi python është pothuajse e ngjashme me atë të qarkut të treguesit të temperaturës së CPU, unë nuk do të përsëris detajet këtu.

Hapi 9: Funksionimi i qarkut FAN

Kur shikoni grafikun, temperatura tejkalon 50C pa qark FAN.

Duket se temperatura mesatare e CPU -së është rreth 40 ~ 47C ndërsa RPI po funksionon.

Nëse aplikohet një ngarkesë e rëndë e sistemit, siç është luajtja e Youtube në shfletuesin e uebit, zakonisht temperatura rritet shpejt deri në 60C.

Por me qarkun FAN, temperatura do të ulet më pak se 50C brenda 5 sekondave me funksionimin e FAN -it ftohës.

Si rezultat, mund të aktivizoni RPI gjatë gjithë ditës dhe të bëni ndonjë punë që ju pëlqen pa u shqetësuar për mbinxehjen e tepërt.

Hapi 10: Zhvillimi i mëtutjeshëm

Siç mund ta shihni, gjysma e shasisë akrilike ka mbetur bosh.

Unë do të vendos përbërës shtesë atje dhe do ta shtrij këtë bllok bazë të kutisë RPI në diçka më të dobishme.

Sigurisht që më shumë shtesë nënkupton edhe një rritje të kompleksitetit gjithashtu.

Gjithsesi unë jam duke integruar dy qarqe në një kuti të vetme në këtë projekt.

Faleminderit që lexuat këtë histori.