ควบคุมพัดลมระบายความร้อนบน Raspberry Pi 3: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

เพิ่มพัดลมให้กับ raspberry pi 3 พร้อมปุ่มควบคุมเพื่อเปิดและปิดได้ตามต้องการ

วิธีง่ายๆ ในการเพิ่มพัดลมคือเพียงเชื่อมต่อสายพัดลมเข้ากับพิน 3.3V หรือ 5V และลงกราวด์ ด้วยวิธีนี้พัดลมจะทำงานตลอดเวลา

ฉันคิดว่ามันน่าสนใจกว่ามากที่จะเปิดพัดลมเมื่อถึงหรือเกินเกณฑ์อุณหภูมิสูง แล้วปิดเมื่อ CPU เย็นลงต่ำกว่าเกณฑ์อุณหภูมิต่ำ

คำแนะนำจะถือว่าคุณมีการตั้งค่าและใช้งาน Raspberry Pi 3 และคุณต้องการเพิ่มพัดลม ในกรณีของฉัน ฉันใช้ Kodi บน OSMC

ขั้นตอนที่ 1: ประสิทธิภาพและอุณหภูมิของ CPU

ไม่มีการดำเนินการที่นี่ นี่เป็นเพียงข้อมูลพื้นฐาน และคุณสามารถข้ามไปยังขั้นตอนถัดไปได้:

แผ่นระบายความร้อนเพียงพอสำหรับการใช้งาน Raspberry Pi 3 ส่วนใหญ่และไม่จำเป็นต้องใช้พัดลม

ราสเบอร์รี่ pi ที่โอเวอร์คล็อกควรใช้พัดลม

บน kodi หากคุณไม่มีรหัสลิขสิทธิ์ MPEG-2 คุณอาจได้รับไอคอนเทอร์โมมิเตอร์ ซึ่งบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการออกใบอนุญาตหรือพัดลม

CPU ของ Raspberry Pi 3 นั้นถูกกำหนดให้ทำงานระหว่าง -40 ° C ถึง 85 ° C หากอุณหภูมิของ CPU สูงกว่า 82°C ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ CPU จะช้าลงจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงต่ำกว่า 82°C

การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ CPU จะทำให้เซมิคอนดักเตอร์ทำงานช้าลงเนื่องจากการเพิ่มอุณหภูมิจะเพิ่มความต้านทาน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจาก 50°C เป็น 82°C มีผลกระทบเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพของ CPU ของ Raspberry Pi 3

หากอุณหภูมิของ CPU Raspberry Pi 3' สูงกว่า 82°C แสดงว่า CPU ถูกควบคุมปริมาณ (ความเร็วสัญญาณนาฬิกาลดลง) หากใช้โหลดแบบเดียวกัน CPU อาจมีปัญหาในการควบคุมปริมาณให้กลับมาเร็วพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากโอเวอร์คล็อก เนื่องจากเซมิคอนดักเตอร์มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบ เมื่ออุณหภูมิเกินข้อกำหนด อุณหภูมิอาจวิ่งหนี และ CPU อาจล้มเหลว และคุณจะต้องโยน Raspberry Pi

การรัน CPU ที่อุณหภูมิสูง จะทำให้อายุการใช้งานของ CPU สั้นลง

ขั้นตอนที่ 2: พิน GPIO และตัวต้านทาน

ไม่มีการดำเนินการที่นี่ นี่เป็นเพียงข้อมูลพื้นฐาน และคุณสามารถข้ามไปยังขั้นตอนถัดไปได้:

เนื่องจากฉันไม่ใช่วิศวกรไฟฟ้าและปฏิบัติตามคำแนะนำจากโปรเจ็กต์บนเน็ต โดยการทำเช่นนี้ฉันทำให้พิน GPIO เสียหายจำนวนพอสมควร และสุดท้ายต้องโยน Raspberry Pi มากกว่าหนึ่งตัว ฉันยังลองโอเวอร์คล็อกและจบลงด้วยการทิ้ง Raspberry Pis สองสามตัวที่จะไม่ทำงานอีกต่อไป

แอปพลิเคชั่นทั่วไปคือการเพิ่มปุ่มกดให้กับ Raspberry Pi การใส่ปุ่มกดระหว่างพิน 5V หรือ 3.3V กับพินกราวด์ จะสร้างช็อตสั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อกดปุ่ม เนื่องจากไม่มีโหลดระหว่างแหล่งจ่ายแรงดันและกราวด์ สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นเมื่อใช้พิน GPIO สำหรับเอาต์พุต 3.3V (หรืออินพุต)

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือเมื่อไม่ได้เชื่อมต่อพินอินพุทพินจะ 'ลอย' ซึ่งหมายความว่าการอ่านค่าไม่ได้ถูกกำหนดและหากโค้ดของคุณดำเนินการตามค่าที่อ่าน ค่านั้นจะมีข้อผิดพลาด

จำเป็นต้องมีตัวต้านทานระหว่างพิน GPIO กับทุกสิ่งที่เชื่อมต่อ

หมุด GPIO มีตัวต้านทานแบบดึงขึ้นและดึงลงภายใน สิ่งเหล่านี้สามารถเปิดใช้งานได้ด้วยฟังก์ชั่นการตั้งค่าไลบรารี GPIO:

GPIO.setup(ช่อง, GPIO. IN, pull_up_down=GPIO. PUD_UP)

GPIO.setup(ช่อง, GPIO. IN, pull_up_down=GPIO. PUD_DOWN)

หรือสามารถใส่ตัวต้านทานทางกายภาพได้ ในคำแนะนำนี้ ฉันใช้ตัวต้านทานทางกายภาพ แต่คุณสามารถลองใช้ตัวต้านทานภายในและเปิดใช้งานด้วยไลบรารี GPIO

จากเว็บไซต์ Arduino Playground ในภาคผนวกอ้างอิง:

"ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นอย่างอ่อน "ดึง" แรงดันไฟฟ้าของสายไฟที่เชื่อมต่อไปยังระดับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเมื่อส่วนประกอบอื่น ๆ ในสายไม่ทำงาน เมื่อสวิตช์บนสายเปิดอยู่จะมีความต้านทานสูงและทำหน้าที่ เหมือนกับถูกตัดการเชื่อมต่อ เนื่องจากส่วนประกอบอื่นๆ ทำหน้าที่เหมือนกับถูกตัดการเชื่อมต่อ วงจรจึงทำหน้าที่เหมือนกับถูกตัดการเชื่อมต่อ และตัวต้านทานแบบดึงขึ้นจะทำให้สายไฟมีระดับตรรกะสูง เมื่อส่วนประกอบอื่นในสายทำงาน มันจะแทนที่ระดับลอจิกสูงที่กำหนดโดยตัวต้านทานแบบดึงขึ้น ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นทำให้มั่นใจได้ว่าสายไฟจะอยู่ที่ระดับลอจิกที่กำหนดไว้แม้ว่าจะไม่มีอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่เชื่อมต่ออยู่ก็ตาม"

ขั้นตอนที่ 3: อะไหล่

คุณสามารถใช้อะไรก็ได้ แต่นี่คือส่วนที่ฉันใช้

อะไหล่:

• ทรานซิสเตอร์ NPN S8050

  250 ชิ้น คละ $8.99 หรือประมาณ $0.04

• ตัวต้านทาน 110 โอห์ม

  ตัวต้านทาน 400 ตัว ราคา $5.70 หรือประมาณ $0.01

• Micro Fan ข้อกำหนดในคำอธิบายหรือข้อกำหนด:

  • ประมาณ $6.00
  • ไม่มีแปรง
  • เงียบ
  • แอมป์หรือวัตต์ต่ำสุดเมื่อเทียบกับพัดลมที่คล้ายกัน
  • ในคำอธิบาย ให้มองหาบางอย่างเช่น "แรงดันใช้งาน 2V-5V"
• สายจัมเปอร์หญิง-หญิงและชาย-หญิง
• เขียงหั่นขนม
• Raspberry Pi 3
• แหล่งจ่ายไฟ 5.1V 2.4A

หมายเหตุ:

ข้อความที่อยู่ในโพดำหมายถึงการแทนที่ด้วยข้อมูลของคุณ ♣your-data♣

ขั้นตอนที่ 4: แผนผัง

พัดลมรันต้องใช้ทรานซิสเตอร์ S8050 NPN และตัวต้านทานเพื่อเชื่อมต่อดังนี้:

ด้านแบนของ S8050 หันไปทางนี้ >

• S8050 pin c: เชื่อมต่อกับสายสีดำ (-) บนพัดลม
• S8050 พิน b: เชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 110 โอห์มและพิน GPIO 25
• S8050 pin e: เชื่อมต่อกับกราวด์ GPIO pin
• พัดลมสีแดง (+): เชื่อมต่อกับพิน GPIO 3.3v บน raspberry pi 3

ใช้พิน GPIO 25 แต่เปลี่ยนเป็นพินอินพุต GPIO ใดก็ได้

ขั้นตอนที่ 5: รับสคริปต์

เข้าสู่ระบบราสเบอร์รี่ pi ของคุณด้วยสิ่งใดสิ่งหนึ่งต่อไปนี้:

$ ssh osmc@♣ip-address♣

$ shh osmc@♣osmc-hostname♣.local

จากนั้นคุณสามารถดาวน์โหลดสคริปต์โดยใช้:

$ sudo wget "https://raw.githubusercontent.com/dumbo25/rpi-fan/master/run-fan.py"

ฉันใช้ kodi กับ osmc และผู้ใช้คือ osmc หากคุณมีผู้ใช้ pi ให้เปลี่ยนการเกิดขึ้นทั้งหมดของ osmc ด้วย pi ในสคริปต์และในบริการ

ทำให้สคริปต์สามารถเรียกใช้งานได้

$ sudo chmod +x run-fan.py

ฉันเปิดพัดลมที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส หากตั้งอุณหภูมิเริ่มต้นไว้ต่ำเกินไป พัดลมจะเปิด CPU ให้เย็นลง และเมื่อถึงเวลาที่พัดลมปิด อุณหภูมิจะเกือบกลับขึ้นสู่อุณหภูมิเริ่มต้น ลอง 45 C เพื่อดูเอฟเฟกต์นี้ ฉันไม่แน่ใจว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมคืออะไร

ขั้นตอนที่ 6: เริ่มสคริปต์โดยอัตโนมัติ

หากต้องการให้พัดลมทำงานโดยอัตโนมัติ ให้ใช้ systemd

เข้าสู่ระบบราสเบอร์รี่ pi ของคุณด้วยสิ่งใดสิ่งหนึ่งต่อไปนี้:

$ ssh osmc@♣ip-address♣

$ shh osmc@♣osmc-hostname♣.local

จากนั้นคุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์บริการ systemd โดยใช้:

$ sudo wget https://raw.githubusercontent.com/dumbo25/rpi-fan/…

หรือคุณสามารถสร้างไฟล์บริการ systemd ได้โดยการคัดลอกเนื้อหาของบริการ run-fan จาก github แล้วรัน:

$ sudo nano /lib/systemd/system/run-fan.service

วางเนื้อหาจาก github ในไฟล์

ctrl-o, ENTER, ctrl-x เพื่อบันทึกและออกจากโปรแกรมแก้ไขนาโน

ไฟล์ต้องเป็นเจ้าของโดย root และต้องอยู่ใน /lib/systemd/system คำสั่งคือ:

$ sudo chown root:root run-fan.service

$ sudo mv run-fan.service /lib/systemd/system/.

หลังจากการเปลี่ยนแปลงใดๆ กับ /lib/systemd/system/run-fan.service:

$ sudo systemctl daemon-reload

$ sudo systemctl เปิดใช้งาน run-fan.service $ sudo reboot

หลังจากรีบูต Raspberry Pi พัดลมควรทำงาน!

หากคุณมีปัญหากับสคริปต์ที่เริ่มต้นเมื่อรีบูต ให้ตรวจสอบหัวข้อ systemd ในภาคผนวกการแก้ไขปัญหา

ขั้นตอนที่ 7: ภาคผนวก: ข้อมูลอ้างอิง

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Raspberry Pi Org

Hackeroon: วิธีควบคุมแฟน

อธิบายคอมพิวเตอร์: วิดีโอระบายความร้อน

ฮาร์ดแวร์ของทอม: ผลกระทบของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพ

ระบบ Puget: ผลกระทบของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพของ CPU

ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นและลง

ขั้นตอนที่ 8: ภาคผนวก: อัปเดต

สิ่งที่ต้องทำ: ผสานแผงวงจรรับสัญญาณ RF เข้ากับตัวควบคุมพัดลม

ขั้นตอนที่ 9: ภาคผนวก: การแก้ไขปัญหา

ตรวจสอบบริการ systemd

เพื่อให้แน่ใจว่า run-fan.service ใน systemd ถูกเปิดใช้งานและรันอยู่ ให้รันคำสั่งอย่างน้อยหนึ่งคำสั่ง:

$ systemctl list-unit-files | เปิดใช้งาน grep

$ systemctl | grep วิ่ง | grep fan $ systemctl สถานะ run-fan.service -l

หากมีปัญหาในการเริ่มสคริปต์โดยใช้ systemd ให้ตรวจสอบวารสารโดยใช้:

$ sudo journalctl -u run-fan.service

วิธีตรวจสอบว่า run-fan.py กำลังทำงานอยู่หรือไม่:

$ cat /home/osmc/run-fan.log