Điều khiển Quạt làm mát trên Raspberry Pi 3: 9 Bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Thêm quạt vào raspberry pi 3, có điều khiển để bật và tắt theo yêu cầu.

Một cách dễ dàng để thêm một quạt là chỉ cần kết nối dây dẫn quạt với chân 3,3V hoặc 5V và nối đất. Sử dụng phương pháp này, quạt sẽ chạy mọi lúc.

Tôi nghĩ sẽ thú vị hơn nhiều nếu bật quạt khi nó đạt đến hoặc vượt qua ngưỡng nhiệt độ cao, rồi tắt khi CPU được làm mát dưới ngưỡng nhiệt độ thấp.

Trình hướng dẫn giả sử bạn đã thiết lập và chạy Raspberry Pi 3 và bạn muốn thêm quạt. Trong trường hợp của tôi, tôi đang sử dụng Kodi trên OSMC.

Bước 1: Hiệu suất và nhiệt độ CPU

Không có hành động nào ở đây. Đây chỉ là thông tin cơ bản và bạn có thể chuyển sang bước tiếp theo:

Một tản nhiệt là đủ cho hầu hết các ứng dụng Raspberry Pi 3 và không cần quạt.

Một raspberry pi được ép xung nên sử dụng quạt.

Trên kodi, nếu bạn không có khóa cấp phép MPEG-2, thì bạn có thể nhận được biểu tượng nhiệt kế, biểu tượng này cho biết cần phải có giấy phép hoặc quạt.

CPU của Raspberry Pi 3 được cho là sẽ chạy trong khoảng từ -40 ° C đến 85 ° C. Nếu nhiệt độ CPU vượt quá 82 ° C, thì tốc độ xung nhịp của CPU sẽ bị chậm lại cho đến khi nhiệt độ giảm xuống dưới 82 ° C.

Nhiệt độ CPU tăng lên sẽ làm cho chất bán dẫn chạy chậm hơn vì tăng nhiệt độ sẽ làm tăng điện trở. Tuy nhiên, sự gia tăng nhiệt độ từ 50 ° C lên 82 ° C có tác động không đáng kể đến hiệu suất CPU của Raspberry Pi 3.

Nếu nhiệt độ của CPU Raspberry Pi 3 'trên 82 ° C, thì CPU bị điều chỉnh (tốc độ đồng hồ bị hạ xuống). Nếu cùng một tải được áp dụng, thì CPU có thể gặp khó khăn trong việc điều chỉnh nó đủ nhanh, đặc biệt nếu nó được ép xung. Bởi vì chất bán dẫn có hệ số nhiệt độ âm, khi nhiệt độ vượt quá thông số kỹ thuật thì nhiệt độ có thể tăng lên và CPU có thể bị lỗi và bạn sẽ cần phải ném Raspberry Pi.

Chạy CPU ở nhiệt độ cao, làm giảm tuổi thọ của CPU.

Bước 2: Ghim và điện trở GPIO

Không có hành động nào ở đây. Đây chỉ là thông tin cơ bản và bạn có thể chuyển sang bước tiếp theo:

Bởi vì tôi không phải là một kỹ sư điện và làm theo hướng dẫn từ các dự án trên mạng, khi làm như vậy tôi đã làm hỏng một số lượng chân GPIO và cuối cùng phải quăng nhiều hơn một Raspberry Pi. Tôi cũng đã thử ép xung và cuối cùng đã phải vứt bỏ một vài chiếc Raspberry Pis không còn hoạt động nữa.

Một ứng dụng phổ biến là thêm một nút nhấn vào Raspberry Pi. Chèn nút nhấn giữa chân 5V hoặc 3,3V và chân nối đất, có hiệu quả tạo ra sự ngắn khi nút được nhấn. Vì không có tải giữa nguồn điện áp và đất. Điều tương tự cũng xảy ra khi chân GPIO được sử dụng cho đầu ra (hoặc đầu vào) 3.3V.

Một vấn đề khác, là khi một chân đầu vào không được kết nối, nó sẽ 'nổi', có nghĩa là giá trị được đọc là không xác định và nếu mã của bạn đang thực hiện hành động dựa trên giá trị được đọc, nó sẽ có một cách thất thường.

Cần có một điện trở giữa chân GPIO và bất kỳ thứ gì nó kết nối.

Các chân GPIO có điện trở kéo lên và kéo xuống bên trong. Chúng có thể được kích hoạt bằng chức năng thiết lập thư viện GPIO:

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

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

Hoặc một điện trở vật lý có thể được lắp vào. Trong hướng dẫn này, tôi đã sử dụng một điện trở vật lý, nhưng bạn có thể thử điện trở bên trong và kích hoạt bằng thư viện GPIO.

Từ trang web Sân chơi Arduino trong Phụ lục Tham khảo:

"Một điện trở kéo lên yếu" kéo "điện áp của dây dẫn mà nó được nối với nó về phía nguồn điện áp của nó khi các thành phần khác trên đường dây không hoạt động. Khi công tắc trên đường dây mở, nó có trở kháng cao và hoạt động giống như nó bị ngắt kết nối. Vì các thành phần khác hoạt động như thể chúng bị ngắt kết nối, mạch hoạt động như thể nó bị ngắt kết nối và điện trở kéo lên đưa dây lên mức logic cao. Khi một thành phần khác trên đường dây hoạt động, nó sẽ ghi đè lên mức logic cao được thiết lập bởi điện trở kéo lên. Điện trở kéo lên đảm bảo rằng dây dẫn ở mức logic xác định ngay cả khi không có thiết bị hoạt động nào được kết nối với nó."

Bước 3: Các bộ phận

Bạn có thể sử dụng hầu hết mọi thứ, nhưng đây là những phần tôi đã sử dụng.

Các bộ phận:

• Bóng bán dẫn NPN S8050

  250 miếng các loại $ 8,99, hoặc khoảng $ 0,04

• Điện trở 110 Ohm

  400 điện trở với giá $ 5,70, hoặc khoảng $ 0,01

• Quạt Micro, các yêu cầu trong mô tả hoặc thông số kỹ thuật:

  • khoảng $ 6,00
  • không chổi than
  • im lặng
  • Amp hoặc Watts thấp nhất so với một quạt tương tự
  • Trong mô tả, hãy tìm một cái gì đó như "điện áp làm việc của 2V-5V"
• dây nhảy nữ - nữ và nam - nữ
• breadboard
• Raspberry Pi 3
• Nguồn điện 5.1V 2.4A

Ghi chú:

Văn bản được bao quanh trong các mảnh ghép có nghĩa là được thay thế bằng dữ liệu của bạn, ♣ dữ liệu của bạn ♣

Bước 4: Sơ đồ

quạt chạy yêu cầu một bóng bán dẫn NPN S8050 và một điện trở được kết nối như sau:

Mặt phẳng của S8050 hướng về phía này>

• Chân S8050 c: kết nối với dây (-) màu đen trên quạt
• Chân S8050 b: kết nối với Điện trở 110 Ohm và với chân GPIO 25
• Chân S8050 e: kết nối với chân GPIO nối đất
• quạt màu đỏ (+): kết nối với chân GPIO 3.3v trên mâm xôi pi 3

Chân GPIO 25 được sử dụng, nhưng nó có thể được thay đổi thành bất kỳ chân đầu vào GPIO nào

Bước 5: Lấy tập lệnh

Đăng nhập vào raspberry pi của bạn bằng một trong các thao tác sau:

$ ssh osmc @ ♣ địa chỉ ip ♣

$ shh osmc@♣osmc-hostname♣.local

Và sau đó bạn có thể tải xuống tập lệnh bằng cách sử dụng:

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

Tôi đang sử dụng kodi trên osmc và người dùng là osmc. Nếu bạn có người dùng pi, thì chỉ cần thay đổi tất cả các lần xuất hiện của osmc bằng pi trong tập lệnh và trong dịch vụ.

Làm cho tập lệnh có thể thực thi được.

$ sudo chmod + x run-fan.py

Tôi bật quạt ở 60 C. Nếu nhiệt độ khởi động được đặt quá thấp, quạt sẽ bật làm mát CPU và vào thời điểm quạt tắt, nhiệt độ gần như tăng trở lại nhiệt độ bắt đầu. Hãy thử 45 C để xem hiệu quả này. Tôi không chắc nhiệt độ tối ưu là bao nhiêu.

Bước 6: Tự động khởi động tập lệnh

Để quạt chạy tự động khởi động, hãy sử dụng systemd

Đăng nhập vào pi raspberry của bạn bằng một trong các thao tác sau:

$ ssh osmc @ ♣ địa chỉ ip ♣

$ shh osmc@♣osmc-hostname♣.local

Và sau đó, bạn có thể tải xuống tệp dịch vụ systemd bằng cách sử dụng:

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

Hoặc, bạn có thể tạo tệp dịch vụ systemd bằng cách sao chép nội dung của dịch vụ run-fan từ github và sau đó chạy:

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

Dán nội dung từ github vào tệp

ctrl-o, ENTER, ctrl-x để lưu và thoát khỏi trình chỉnh sửa nano

Tệp phải thuộc quyền sở hữu của người chủ và nó phải nằm trong / lib / systemd / system. Các lệnh là:

$ sudo chown root: root run-fan.service

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

Sau bất kỳ thay đổi nào đối với /lib/systemd/system/run-fan.service:

$ sudo systemctl daemon-tải lại

$ sudo systemctl cho phép khởi động lại run-fan.service $ sudo

Sau khi khởi động lại Raspberry Pi của bạn, quạt sẽ hoạt động!

Nếu bạn gặp sự cố với tập lệnh bắt đầu khi khởi động lại, hãy kiểm tra chủ đề systemd trong Phụ lục khắc phục sự cố.

Bước 7: Phụ lục: Tài liệu tham khảo

Nhiệt độ Raspberry Pi Org FAQs

Hackernoon: Cách điều khiển quạt

Giải thích Máy tính: Video làm mát

Tom's Hardware: Nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất

Hệ thống Puget: Tác động của nhiệt độ lên hiệu suất CPU

Kéo lên và kéo điện trở xuống

Bước 8: Phụ lục: Cập nhật

Việc cần làm: hợp nhất bảng mạch thu RF với bộ điều khiển quạt

Bước 9: Phụ lục: Khắc phục sự cố

Kiểm tra dịch vụ systemd

Để đảm bảo run-fan.service trong systemd được bật và đang chạy, hãy chạy một hoặc nhiều lệnh:

$ systemctl list-unit-files | bật grep

$ systemctl | chạy grep | grep fan $ systemctl status run-fan.service -l

Nếu có bất kỳ vấn đề nào khi bắt đầu tập lệnh bằng systemd, hãy kiểm tra nhật ký bằng cách sử dụng:

$ sudo journalctl -u run-fan.service

Để kiểm tra xem run-fan.py có đang chạy hay không:

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