PWM szabályozott ventilátor a CPU hőmérséklete alapján a Raspberry Pi esetében: 4 lépés (képekkel)

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

A Raspberry Pi sok esetben egy kis 5 V -os ventilátorral rendelkezik, hogy segítse a CPU hűtését. Ezek a ventilátorok azonban általában elég zajosak, és sokan a 3V3 -as csatlakozóra dugják, hogy csökkentsék a zajt. Ezek a ventilátorok rendszerint 200mA névleges teljesítményűek, ami elég magas a 3V3 szabályozóhoz az RPi -n. Ez a projekt megtanítja, hogyan lehet szabályozni a ventilátor sebességét a CPU hőmérséklete alapján. A legtöbb, ezzel a témával foglalkozó oktatóanyaggal ellentétben nem csak be- vagy kikapcsoljuk a ventilátort, hanem szabályozni fogjuk annak sebességét, mint a hagyományos PC -n, Python használatával.

1. lépés: Szükséges alkatrészek

Ehhez a projekthez csak néhány olyan összetevőt fogunk használni, amelyek általában megtalálhatók a hobbisoknak szánt elektronikai készletekben, amelyeket az Amazon -on talál, például ezt.

• Raspberry Pi, amelyen Raspbian fut (de más terjesztőkkel is működnie kell).
• 5 V -os ventilátor (de 12 V -os ventilátor használható adaptált tranzisztorral és 12 V -os tápegységgel).
• NPN tranzisztor, amely legalább 300 mA -t támogat, mint a 2N2222A.
• 1K ellenállás.
• 1 dióda.

Opcionális, ha az alkatrészeket a tokba helyezi (de még nincs kész):

• Egy kis darab protoboard, az alkatrészek forrasztásához.
• Nagy hőzsugorodás, a lemez védelme érdekében.

2. lépés: Elektromos csatlakozások

Az ellenállás bármelyik módon csatlakoztatható, de ügyeljen a tranzisztor és a dióda irányára. A dióda katódját a +5 V (piros) vezetékhez, az anódot pedig a GND (fekete) vezetékhez kell csatlakoztatni. Ellenőrizze a tranzisztoros dokkolóban az Emitter, Base és Collector csapokat. A ventilátor földjét csatlakoztatni kell a kollektorhoz, az Rpi földjét pedig az Emitterhez

A ventilátor vezérléséhez tranzisztorokat kell használnunk, amelyeket a nyitott kollektorkonfigurációban használunk. Ezzel van egy kapcsolónk, amely összekapcsolja vagy leválasztja a földelővezetéket a ventilátorról a málna pi földjére.

Az NPN BJT tranzisztor a kapujában áramló áramtól függően vezet. Az áram, amely a kollektorból (C) az emitterbe (E) áramolhat:

Ic = B * Ib

Ic az áram, amely áthalad a kollektoron, az emitter, Ib az áram, amely a bázison keresztül áramlik az emitterre, és B (béta) az egyes tranzisztoroktól függő érték. Hozzávetőlegesen B = 100.

Mivel ventilátorunk névleges teljesítménye 200 mA, a tranzisztor bázisán keresztül legalább 2 mA -re van szükségünk. Az alap és az emitter (Vbe) közötti feszültséget állandónak tekintjük, és Vbe = 0, 7V. Ez azt jelenti, hogy amikor a GPIO be van kapcsolva, akkor 3,3 - 0,7 = 2,6 V van az ellenálláson. Ahhoz, hogy az ellenálláson 2 mA legyen, szükségünk van egy maximum 2,6 / 0,002 = 1300 ohm ellenállásra. 1000 ohmos ellenállást használunk az egyszerűsítés és a hibahatár megőrzése érdekében. 2,6 mA lesz a GPIO tűn keresztül, ami teljesen biztonságos.

Mivel a ventilátor alapvetően elektromos motor, induktív töltés. Ez azt jelenti, hogy amikor a tranzisztor leáll, akkor a ventilátorban lévő áram tovább folyik, miközben az induktív töltés megpróbálja állandóan tartani az áramot. Ez nagy feszültséget eredményezne a ventilátor földelőcsapján, és károsíthatja a tranzisztorokat. Ezért szükségünk van a ventilátorral párhuzamosan egy diódára, amely állandó áramlást biztosít a motoron. Ezt a típusú dióda -beállítást lendkerék -diódának nevezik

3. lépés: Program a ventilátor sebességének szabályozására

A ventilátor sebességének szabályozásához az RPi. GPIO könyvtárból származó szoftver PWM jelet használunk. A PWM jel jól alkalmazkodik az elektromos motorok meghajtásához, mivel reakcióidejük nagyon magas a PWM frekvenciához képest.

A calib_fan.py program segítségével keresse meg a FAN_MIN értéket a terminálon futva:

python calib_fan.py

Ellenőrizze több értéket 0 és 100% között (20% körül kell lennie), és nézze meg, hogy mennyi minimális értéket kell bekapcsolnia a ventilátornak.

A kód elején megváltoztathatja a hőmérséklet és a ventilátor fordulatszámának megfelelését. Annyi tempSteps -nek kell lennie, mint a speedSteps értékeknek. Ez az a módszer, amelyet általában használnak a PC alaplapokon, a Temp / Speed 2 tengelyes grafikonon mozgó pontokat.

Lépés: Futtassa a programot indításkor

A program indításkor történő automatikus futtatásához létrehoztam egy bash szkriptet, ahová az összes indítani kívánt programot betettem, majd indításkor elindítom ezt a bash szkriptet az rc.locale segítségével

1. Hozzon létre egy könyvtárat/home/pi/Scripts/, és helyezze a fan_ctrl.py fájlt ebbe a könyvtárba.
2. Ugyanebben a könyvtárban hozzon létre egy launcher.sh nevű fájlt, és másolja az alábbi szkriptet.
3. Szerkessze az /etc/rc.locale fájlt, és adjon hozzá egy új sort a "exit 0" elé: sudo sh '/home/pi/Scripts/launcher.sh'

launcher.sh szkript:

#!/bin/sh #launcher.sh #navigáljon a saját könyvtárba, majd ebbe a könyvtárba, majd futtassa a python szkriptet, majd vissza a homelocalecd/cd/home/pi/Scripts/sudo python3./fan_ctrl.py & cd/

Ha például OSMC -vel szeretné használni, akkor el kell indítania szolgáltatásként a systemd -vel.

1. Töltse le a fanctrl.service fájlt.
2. Ellenőrizze a python fájl elérési útját.
3. Helyezze a fanctrl.service fájlt a/lib/systemd/system mappába.
4. Végül engedélyezze a szolgáltatást a sudo systemctl enable fanctrl.service segítségével.

Ez a módszer biztonságosabb, mivel a program automatikusan újraindul, ha a felhasználó vagy a rendszer megöli.