Pontos hőmérséklet -szabályozás a Raspberry Pi -n 4: 3 lépésben

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A Pimoroni Fan Shim nagyszerű megoldás a Pi hőmérsékletének csökkentésére forró állapotban. A gyártók olyan szoftvereket is biztosítanak, amelyek bekapcsolják a ventilátort, amikor a CPU hőmérséklete egy bizonyos küszöbérték (pl. 65 fok) fölé emelkedik. A hőmérséklet gyorsan csökken az alsó küszöb alá, és kikapcsolja a ventilátort. Ez nagyszerű, de mérsékelt terhelés hatására megemelkedik és csökken a hőmérséklet, és hallható ventilátorzajt okoz. Ez az utasítás csökkenti a ventilátor zaját, miközben a CPU hőmérsékletét egy meghatározott értékre rögzíti egy úgynevezett PID -szabályozó segítségével. A magasabb küszöbértékek (pl. 65 fok) sokkal csendesebb ventilátort eredményeznek, míg az alacsonyabb küszöbértékek (pl. 50 fok) hangosabb ventilátort, de jobb hőmérséklet -szabályozást eredményeznek.

A fenti példa a PID -szabályozó futtatásából és a célhőmérséklet 500 másodpercenként történő megváltoztatásából származó eredményeimet mutatja. A pontosság +/- 1 fok, némi túllépéssel a hirtelen hőmérsékletváltozások esetén.

Fontos, hogy ezt a tesztet ugyanazon terhelés mellett hajtottuk végre a teljes tesztidő alatt (a BBC iPlayer nézése).

Kellékek

• Raspberry Pi 4
• Pimoroni Fan Shim

1. lépés: Állítsa be a ventilátort

Az első lépés a ventilátor beállítása. A Pimorini bemutató remek!

Ezután nyissa meg a terminált a Pi -n (ctrl alt t)

És telepítse a Pimoroni által biztosított kódot

git klón https://github.com/pimoroni/fanshim-pythoncd fanshim-python sudo./install.sh

2. lépés: Hozzon létre egy PI (D) vezérlőt

Az arányos integrált származékos (PID) vezérlő egy olyan rendszer, amelyet egy bizonyos folyamat (CPU hőmérséklet) értékének szabályozására használnak valamilyen fizikai eszköz (ventilátor sebesség) manipulálásával. A ventilátor „sebességét” és zaját manipulálhatjuk, ha rendszeresen be- és kikapcsoljuk (Pulse Wave Modulation). A bekapcsolt idő egy adott időszakban (pl. 1 másodperc) határozza meg a ventilátor sebességét és hangosságát (900 ms = hangos és gyors, 100 ms = csendes és lassú). A PID -t fogjuk használni a ventilátor sebességének szabályozására és ezáltal a hőmérséklet szabályozására.

A PID használatát több lépésre oszthatjuk.

1. Döntse el az elérni kívánt folyamatváltozó értékét (pl. CPU hőmérséklet = 55). Ezt hívják alapjelnek.
2. Számítsa ki a PID hibát. Ha az alapjel 55 fok és a tényleges hőmérséklet 60 fok, akkor a hiba 5 fok (hőmérséklet - alapjel)
3. Módosítsa a ventilátor bekapcsolási idejét a hibával arányosan (a nagy hibák nagy változásokat eredményeznek a ventilátor sebességében, a kis hibák kismértékű változásokat okoznak a ventilátor sebességében).
4. Állítsa be a ventilátort a korábbi értékekhez (integrál/az összes korábbi hiba összege)
5. Opcionálisan beállíthatja a ventilátor sebességét a hiba változási aránya alapján (derivált), de ezt itt nem tesszük

Most, hogy megvan az elmélet, futtassa az alábbi kódot a Thonny IDE -ben (vagy más python IDE -ben). Módosítsa a „cél” értékét az alábbi kódban, hogy milyen hőmérsékleten szeretné fenntartani a Pi -t. A „P” és „I” kifejezéseket kissé önkényes értékekre állítottam. Nyugodtan módosítsa ezeket, ha nem működnek. A „P” nagyobbra állítása azt jelenti, hogy a vezérlő gyorsan reagál az új hibákra (de nem biztos, hogy stabil). Ha megváltoztatja az „I” értéket, a vezérlő jobban súlyozza a válaszát a korábbi értékekre. Nem próbálnám túl nagyra fűzni ezeket a kifejezéseket, mivel a ventilátor sebességének gyors megváltoztatása nem fogja gyorsan megváltoztatni a hőmérsékletet. Továbbá, ha hihetetlenül nehéz munkát végez a Pi -n, előfordulhat, hogy nem éri el a kívánt hőmérsékletet (a ventilátor korlátai továbbra is érvényesek).

from fanshim import FanShim

időimportálás alvó állapotból, időimportálás os import matematika # Visszaadja a CPU hőmérsékletét karakterláncként def getCPUtemperature (): res = os.popen ('vcgencmd intézkedés_temp'). readline () return (res.replace ("temp =", " ").replace (" 'C / n "," ")) fanshim = FanShim () target = 55 # kívánt hőmérséklet (játssz ezzel, és nézd meg, mi történik) periódus = 1 # PWM periódus =.1 # inicializálás 0 -ra % terhelési ciklus kikapcsolva = időszakos bekapcsolás # inicializálás 0% -ra és nézze meg, mi történik), míg igaz: # get temperaute temp = int (float (getCPUtemperature ())) # hiba kiszámítása és sima err = temp-target # kiszámítja az integrációs hibát, és korlátozza = 10, ha intErr = periódus: be = időszak kikapcsolva = 0 más: be = be kikapcsolt = periódus be # beállítja a minimális üzemi ciklust, ha <.09: be =.09 egyéb: be = be # PWM a rajongócsap csapján, ha on == period: fanshim.set_fan (True) sleep (on) else: fanshim.set_fan (True) s leep (be) fanshim.set_fan (Hamis) alvás (ki)

3. lépés: Indításkor futtassa a vezérlőszkriptet

Ezt a szkriptet minden alkalommal futtathatja, amikor elindítja a pi -t, vagy automatikusan elindíthatja újraindításkor. Ez rendkívül egyszerű a crontab segítségével.

1. nyissa meg a terminált
2. írja be a terminálba a crontab-e parancsot
3. adja hozzá a következő kód sort a „@reboot python /home/pi/bootScripts/fanControl.py &” fájlhoz
4. lépjen ki és indítsa újra

A szkriptet (fanControl.py) a bootScripts nevű floderbe tettem, de bárhová elhelyezheti, csak győződjön meg róla, hogy a helyes elérési utat adja meg a crontab -ban.

Minden kész! Most a ventilátor szabályozza a CPU hőmérsékletét egy adott értékre, miközben minimalizálja az általa keltett zajt.