מאוורר מוסדר PWM מבוסס על טמפרטורת המעבד עבור פטל פי: 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

מארזים רבים ל- Raspberry Pi מגיעים עם מאוורר 5V קטן על מנת לסייע בקירור המעבד. עם זאת, מאווררים אלה בדרך כלל די רועשים ואנשים רבים מחברים אותו לסיכה 3V3 כדי להפחית את הרעש. מאווררים אלה מדורגים בדרך כלל עבור 200mA וזה די גבוה עבור הרגולטור 3V3 ב- RPi. פרויקט זה ילמד אותך כיצד לווסת את מהירות המאוורר על סמך טמפרטורת המעבד. שלא כמו רוב ההדרכות המתייחסות לנושא זה, לא רק נדליק או יכבה את המאוורר, אלא נשלוט על מהירותו כפי שהוא נעשה במחשב המחשב הרגיל, באמצעות פייתון.

שלב 1: יש צורך בחלקים

לפרויקט זה נשתמש רק בכמה רכיבים הנכללים בדרך כלל בערכות אלקטרוניקה לחובבים שתוכל למצוא באמזון, כמו זה.

• Raspberry Pi שמריץ Raspbian (אבל אמור לעבוד עם הפצות אחרות).
• מאוורר 5V (אך ניתן להשתמש במאוורר 12V עם טרנזיסטור מותאם ואספקת חשמל של 12V).
• טרנזיסטור NPN התומך לפחות 300mA, כמו 2N2222A.
• נגד 1K.
• דיודה אחת.

אופציונלי, להכניס את הרכיבים לתוך המארז (אך עדיין לא בוצע):

• חתיכה קטנה של פרוטובארד, להלחמת הרכיבים.
• כיווץ חום גדול, להגנה על הלוח.

שלב 2: חיבורים חשמליים

הנגד יכול להיות מחובר לשני הכיוונים, אך היזהר בכיוון הטרנזיסטור והדיודה. הקתודה של דיודה חייבת להיות מחוברת לחוט +5V (אדום), ואנאודה חייבת להיות מחוברת לחוט ה- GND (השחור). בדוק את מסמך הטרנזיסטור שלך לגבי סיכות פולט, בסיס ואספן. הקרקע של המאוורר חייבת להיות מחוברת לאספן, והקרקע של Rpi חייבת להיות מחוברת לפולט

על מנת לשלוט במאוורר, עלינו להשתמש בטרנזיסטור שישמש בתצורת אספן פתוח. על ידי כך, יש לנו מתג שיחבר או ינתק את חוט הארקה מהמאוורר לקרקע של פטל הפטל.

טרנזיסטור NPN BJT מוליך בהתאם לזרם הזורם בשערו. הזרם שיורשה לזרום מהאספן (C) לפולט (E) הוא:

Ic = B * Ib

Ic הוא הזרם הזורם באספן הפולט, Ib הוא הזרם הזורם דרך הבסיס לפולט, ו- B (בטא) הוא ערך בהתאם לכל טרנזיסטור. אנו משוערים B = 100.

מכיוון שהמאוורר שלנו מדורג כ 200mA, אנחנו צריכים לפחות 2mA דרך בסיס הטרנזיסטור. המתח בין הבסיס לפולט (Vbe) נחשב קבוע ו- Vbe = 0, 7V. המשמעות היא שכאשר ה- GPIO פועל, יש לנו 3.3 - 0.7 = 2.6V בנגד. כדי לקבל 2mA דרך הנגד הזה, אנו זקוקים לנגד של 2.6 / 0.002 = 1300 אוהם. אנו משתמשים בנגד של 1000 אוהם כדי לפשט ולשמור על מרווח שגיאות. יהיה לנו 2.6mA דרך סיכת GPIO שהיא בטוחה לחלוטין.

מכיוון שמאוורר הוא בעצם מנוע חשמלי, זהו מטען אינדוקטיבי. המשמעות היא שכאשר הטרנזיסטור מפסיק להתנהל, הזרם במאוורר ימשיך לזרום כאשר מטען אינדוקטיבי מנסה לשמור על הזרם קבוע. הדבר יגרום למתח גבוה על סיכת הקרקע של המאוורר ועלול לפגוע בטרנזיסטור. לכן אנו צריכים דיודה במקביל למאוורר שתגרום לזרם לזרום ללא הרף דרך המנוע. סוג זה של התקנת דיודות נקרא דיודת גלגל תנופה

שלב 3: תוכנית לשלוט על מהירות המאוורר

כדי לשלוט על מהירות המאוורר, אנו משתמשים באות PWM תוכנה מספריית RPi. GPIO. אות PWM מותאם היטב להנעת מנועים חשמליים, מכיוון שזמן התגובה שלהם גבוה מאוד בהשוואה לתדר PWM.

השתמש בתוכנית calib_fan.py כדי למצוא את ערך FAN_MIN על ידי הפעלה במסוף:

python calib_fan.py

בדוק מספר ערכים בין 0 ל -100% (אמור להיות בסביבות 20%) ובדוק מהו הערך המינימלי שהאוורר שלך יפעיל.

אתה יכול לשנות את ההתאמה בין הטמפרטורה למהירות המאוורר בתחילת הקוד. חייבים להיות מספר tempSteps כמו ערכי speedSteps. זוהי השיטה הנהוגה בדרך כלל בלוחות אם של מחשבים אישיים, הנקודות נעות על גרף טמפ ' / מהירות 2 צירים.

שלב 4: הפעל את התוכנית בעת ההפעלה

כדי להריץ את התוכנית באופן אוטומטי בעת ההפעלה, הכנתי סקריפט bash שבו שמתי את כל התוכניות שאני רוצה להפעיל ולאחר מכן אני מפעיל את סקריפט bash זה בעת ההפעלה עם rc.locale

1. צור ספרייה/home/pi/Scripts/והנח את הקובץ fan_ctrl.py בתוך ספרייה זו.
2. באותה ספרייה, צור קובץ בשם launcher.sh והעתק את הסקריפט להלן.
3. ערוך את הקובץ /etc/rc.locale והוסף שורה חדשה לפני "יציאה 0": sudo sh '/home/pi/Scripts/launcher.sh'

סקריפט launcher.sh:

#!/bin/sh #launcher.sh #נווט לספריית הבית, ואז לספרייה זו, ולאחר מכן בצע סקריפט פייתון, ולאחר מכן חזור homelocalecd/cd/home/pi/Scripts/sudo python3./fan_ctrl.py & cd/

אם אתה רוצה להשתמש בו עם OSMC למשל, עליך להפעיל אותו כשירות עם systemd.

1. הורד את קובץ fanctrl.service.
2. בדוק את הנתיב לקובץ הפייתון שלך.
3. מקם fanctrl.service ב/lib/systemd/system.
4. לבסוף, הפעל את השירות באמצעות sudo systemctl enable fanctrl.service.

שיטה זו בטוחה יותר, מכיוון שהתוכנית תופעל מחדש אוטומטית אם היא תהרס על ידי המשתמש או המערכת.