קופסת מאוורר פטל פטל עם מחוון טמפרטורת מעבד: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

הצגתי במעגל מחוון טמפרטורות מעבד פטל (להלן RPI) בפרויקט הקודם.

המעגל פשוט מציג RPI 4 רמת טמפרטורת CPU שונה כדלקמן.

- LED ירוק מופעל כאשר טמפרטורת המעבד נמצאת בטווח של 30 ~ 39 מעלות

- LED צהוב מציין שהטמפרטורה גדלה בטווח של 40 עד 45 מעלות

- LED האדום השלישי מראה שהמעבד הופך להיות קצת חם על ידי הגעה ל 46 ~ 49 מעלות

- עוד אדום אדום יהבהב כאשר הטמפרטורה עולה על 50 מעלות

***

כאשר הטמפרטורה עולה על 50C, כל עזרה תהיה נחוצה עבור RPI קטן אינו לחוץ מדי.

על פי המידע שראיתי בכמה דפי אינטרנט שמדברים על רמת טמפרטורה מקסימלית נסבלת של RPI, הדעות מגוונות, כגון שמישהו מזכיר שיותר מ -60 מעלות צלזיוס עדיין בסדר כשמשתמשים בגוף.

אבל הניסיון האישי שלי אומר משהו אחר ששרת השידור (שימוש ב- RPI עם גוף קירור) הופך לאיטי ולבסוף מתנהג כמו זומבי כשאני מפעיל אותו במשך מספר שעות.

לכן המעגל הנוסף ומאוורר הקירור הזה מתווסף לוויסות טמפרטורת המעבד מתחת ל- 50C לתמיכה בפעולה יציבה של RPI.

***

גם מעגל מחוון טמפרטורות המעבד שהוצג בעבר (להלן אינדיקטור) משולב יחד כדי לתמוך בבדיקת רמת טמפרטורה נוחה מבלי לבצע את הפקודה "vcgencmd measure_temp" במסוף הקונסולה.

שלב 1: הכנת סכמטים

בשני פרויקטים קודמים הזכרתי בידוד מלא של אספקת החשמל בין RPI למעגלים חיצוניים.

במקרה של קירור FAN, אספקת החשמל העצמאית חשובה למדי מכיוון שמאוורר DC 5V (מנוע) הוא עומס כבד יחסית ורעשני למדי בזמן הפעולה.

על כן, מודגשים השיקולים הבאים לתכנון מעגל זה.

- מצמדי אוטו משמשים לממשק עם סיכת RPI GPIO כדי לקבל אות הפעלת FAN קירור

- אין כוח שנשא מ- RPI ושימוש במטען טלפוני ידני משותף למקור כוח של מעגל זה.

- מחוון LED משמש להודעת פעולת FAN

- ממסר 5V משמש להפעלת FAN קירור כאופן מכני

***

מעגל זה יפעל ביחד עם מעגל מחוון הטמפרטורות של המעבד (להלן אינדיקטור) באמצעות בקרת תוכנת פייתון.

כאשר אינדיקטור יתחיל להבהב (הטמפרטורה עולה על 50C), מעגל מאוורר הקירור הזה יתחיל לפעול.

שלב 2: הכנת חלקים

כמו פרויקטים קודמים אחרים, רכיבים נפוצים מאוד משמשים לייצור מעגל FAN קירור כמפורט להלן.

מצמד אופטי: PC817 (SHARP) x 1

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

- ממסר TQ2-5V (פנסוניק) 5V

- דיודה 1N4148

- נגדים (1/4Watt): 220ohm x 2 (הגבלת זרם), 2.2K (מיתוג טרנזיסטור) x 2

- LED x 1

- מאוורר קירור 5V 200mA

- לוח אוניברסלי יותר מ 20 (W) על 20 (H) חורים גודל (אתה יכול לחתוך כל גודל של לוח אוניברסלי כך שיתאים למעגל)

- חוט פח (עיין בפרסום הפרויקט שלי "מחוון כיבוי פטל פטל" לפרטים נוספים על השימוש בחוט פח)

- כבל (כבל חוט בודד נפוץ באדום וכחול)

- כל מטען טלפון יד 220V וכניסת 5V (מחבר מסוג B)

- ראש סיכה (3 סיכות) x 2

***

הממד הפיזי של קירור FAN צריך להיות קטן מספיק כדי להיות מותקן בחלק העליון של ה- RPI.

ניתן להשתמש בכל סוג ממסר כאשר הוא יכול לפעול על 5V ויש לו יותר ממגע מכני אחד.

שלב 3: יצירת ציור PCB

מכיוון שמספר הרכיבים קטן, גודל PCB אוניברסלי נדרש אינו גדול.

אנא הקפד על פריסת קוטביות הסיכה של TQ2-5V כפי שמוצג בתמונה למעלה. (בניגוד לחשיבה המקובלת, פריסת הפלוס/הקרקע בפועל מסודרת הפוך)

באופן אישי יש לי בעיה בלתי צפויה לאחר הלחמה עקב המיקום הפוך (כאשר משווים למוצרי ממסר אחרים) סיכות קוטביות של TQ2-5V.

שלב 4: הלחמה

מכיוון שהמעגל עצמו פשוט למדי, דפוס החיווט אינו מורכב בהרבה.

אני בורג סוגר הרכבה בצורת "L" כדי לתקן את הלוח ככיוון זקוף.

כפי שאתה יכול לראות מאוחר יותר, שלדת אקריליק שמרכיבה הכל בגודל מעט קטן.

לכן, יש צורך בהצרת טביעות רגליים מכיוון שמארז האקריליק עמוס מאוד במרכזי PCB וחלקי משנה אחרים.

LED ממוקם בצד הקדמי לזיהוי פעולת FAN בקלות.

שלב 5: ייצור והתקנת קירור FAT HAT

אני מניח ש- PCB אוניברסלי הוא חלק שימושי מאוד שניתן להשתמש בו למטרות שימוש מגוונות.

FAN קירור מותקן על לוח PCB אוניברסלי ומורכב ומתוקן בעזרת ברגים ואומים.

כדי לאפשר זרימת אוויר, אני עושה חור גדול על ידי קידוח PCB.

גם לחיבור כבלי מגשר קלים, אזור GIPO 40 פינים נפתח על ידי חיתוך PCB.

שלב 6: הרכבת PCBs

כפי שצוין לעיל, תכננתי לאחד שני מעגלים שונים ליחידה אחת.

מעגל מחוון טמפרטורות המעבד שנוצר בעבר מוזג עם מעגל FAN חדש לקירור כפי שמוצג בתמונה למעלה., הכל ארוז יחד לגודל שקוף וגודל של שלדת אקריליק (15 ס"מ x 10 ס"מ).

למרות שכמחצית מחלל השלדה ריק וזמין, רכיב נוסף יוכנס לחלל שנותר מאוחר יותר.

שלב 7: חיווט RPI עם מעגלים

שני מעגלים מחוברים זה לזה עם RPI באופן מבודד באמצעות מצמדים אופטו.

כמו כן, לא מופק כוח מ- RPI כמטען טלפון חיצוני המספק כוח למעגלים.

מאוחר יותר תדע שסוג ממשק מבודד זה משתלם למדי כאשר רכיבים נוספים ישולבו יותר במארז האקרילי מאוחר יותר.

שלב 8: בקרת תכנית פייתון בכל המעגלים

רק הוספת קוד קלה נדרשת מקוד המקור של מעגל מחוון הטמפרטורה של המעבד.

כאשר הטמפרטורה עולה על 50C, עשרים (20) איטרציה של הפעלת FAN למשך 10 שניות וכיבוי 3 שניות מתחילה.

מכיוון שמנוע קטן של FAN דורש זרם מקסימלי של 200mA במהלך הפעולה, שיטת PWM (Pulse Width Modulation) בשיטת הפעלת המנוע משמשת למטען טלפוני יד פחות מכביד.

קוד המקור ששונה הוא כמו להלן.

***

#-*-קידוד: utf-8-*-

##

ייבוא תת -תהליך, אות, sys

זמן יבוא, מחדש

ייבא RPi. GPIO כ- 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):

הדפס ('לחצת על Ctrl+C!')

g. פלט (A, שקר)

g. פלט (B, שקר)

g. פלט (FAN, שקר)

f.close ()

sys.exit (0)

signal.signal (signal. SIGINT, signal_handler)

##

בעוד שזה נכון:

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 (קידוד = 'UTF-8', שגיאות = 'קפדנית')

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

# חילוץ טמפרטורת המעבד הנוכחית

##

current_temp = float (CPU_temp [0])

אם current_temp> 30 ו- current_temp <40:

# טמפרטורה נמוכה A = 0, B = 0

g. פלט (A, שקר)

g. פלט (B, שקר)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 40 ו- current_temp <45:

# טמפרטורה בינונית A = 1, B = 0

g.output (A, True)

g. פלט (B, שקר)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 45 ו- current_temp <50:

# טמפרטורה גבוהה A = 0, B = 1

g. פלט (A, שקר)

g. פלט (B, True)

time.sleep (5)

elif current_temp> = 50:

# קירור מעבד נדרש גבוה A = 1, B = 1

g.output (A, True)

g. פלט (B, נכון)

עבור i בטווח (1, 20):

g.output (FAN, True)

time.sleep (10)

g. פלט (FAN, שקר)

time.sleep (3)

current_time = time.time ()

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

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

f.close ()

##

מכיוון שהיגיון הפעולה של קוד פיתון זה דומה כמעט לזה של מעגל מחוון טמפרטורות המעבד, לא אחזור כאן על פרטים.

שלב 9: הפעלת מעגל FAN

כאשר מסתכלים על התרשים, טמפרטורה העולה על 50C ללא מעגל FAN.

נראה שטמפרטורת המעבד הממוצעת היא סביב 40 ~ 47C בזמן שה- RPI פועל.

אם מופעל עומס מערכת כבד כגון הפעלת Youtube בדפדפן אינטרנט, בדרך כלל הטמפרטורה עולה במהירות עד 60C.

אבל עם מעגל FAN, הטמפרטורה תרד פחות מ 50C תוך 5 שניות על ידי הפעלת FAN קירור.

כתוצאה מכך, אתה יכול להפעיל RPI כל היום ולבצע כל עבודות שאתה אוהב מבלי לדאוג לחימום יתר.

שלב 10: פיתוח נוסף

כפי שאתה יכול לראות, חצי ממארז האקריליק נשאר ריק.

אשים שם רכיבים נוספים ואאריך את הבלוק הבסיסי של תיבת RPI למשהו שימושי יותר.

כמובן שתוספת יותר פירושה גם קצת יותר מורכבות.

בכל מקרה אני משלב שני מעגלים לתוך תיבה אחת בפרויקט זה.

תודה שקראת את הסיפור הזה.