Управление охлаждающим вентилятором на Raspberry Pi 3: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Добавьте вентилятор к Raspberry Pi 3 с возможностью его включения и выключения по мере необходимости.

Простой способ добавить вентилятор - просто подключить выводы вентилятора к контакту 3,3 В или 5 В и заземлить. При таком подходе вентилятор будет работать все время.

Я думаю, что гораздо интереснее включить вентилятор, когда он достиг или превысил порог высокой температуры, а затем выключить его, когда процессор остыл ниже порога низкой температуры.

В инструкции предполагается, что у вас есть установленный и запущенный Raspberry Pi 3, и вы хотите добавить вентилятор. В моем случае я использую Kodi на OSMC.

Шаг 1. Производительность и температура процессора

Здесь нет никаких действий. Это просто справочная информация, и вы можете перейти к следующему шагу:

Радиатора достаточно для большинства приложений Raspberry Pi 3, а вентилятор не требуется.

Разогнанный raspberry pi должен использовать вентилятор.

На kodi, если у вас нет лицензионного ключа MPEG-2, вы можете получить значок термометра, который указывает на необходимость либо лицензии, либо вентилятора.

Процессор Raspberry Pi 3 рассчитан на работу при температуре от -40 ° C до 85 ° C. Если температура процессора превышает 82 ° C, тактовая частота процессора будет снижена до тех пор, пока температура не упадет ниже 82 ° C.

Повышение температуры процессора заставит полупроводники работать медленнее, потому что повышение температуры увеличивает сопротивление. Однако повышение температуры с 50 ° C до 82 ° C незначительно влияет на производительность процессора Raspberry Pi 3.

Если температура процессора Raspberry Pi 3 'выше 82 ° C, то происходит троттлинг процессора (снижается тактовая частота). Если применяется такая же нагрузка, то ЦП может быть трудно достаточно быстро вернуть ее обратно, особенно если он разогнан. Поскольку полупроводники имеют отрицательный температурный коэффициент, когда температура превышает спецификации, температура может резко возрасти, и ЦП может выйти из строя, и вам придется выбросить Raspberry Pi.

Работа процессора при высокой температуре сокращает срок его службы.

Шаг 2: контакты и резисторы GPIO

Здесь нет никаких действий. Это просто справочная информация, и вы можете перейти к следующему шагу:

Поскольку я не инженер-электрик и следовал инструкциям из проектов в сети, тем самым я повредил изрядное количество контактов GPIO и в конечном итоге был вынужден выбросить более одного Raspberry Pi. Я также попытался разогнать и в итоге выбросил несколько Raspberry Pis, которые больше не работали.

Распространенным приложением является добавление кнопки к Raspberry Pi. Вставка кнопки между контактом 5 В или 3,3 В и контактом заземления эффективно создает короткое замыкание при нажатии кнопки. Потому что между источником напряжения и землей нет нагрузки. То же самое происходит, когда вывод GPIO используется для выхода (или входа) 3,3 В.

Другая проблема заключается в том, что когда входной вывод не подключен, он будет «плавать», что означает, что считанное значение не определено, и если ваш код выполняет действие на основе считанного значения, оно будет работать хаотично.

Между контактом GPIO и всем, к чему он подключается, требуется резистор.

Контакты GPIO имеют внутренние подтягивающие и понижающие резисторы. Их можно включить с помощью функции настройки библиотеки GPIO:

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

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

Или можно вставить физический резистор. В этом руководстве я использовал физический резистор, но вы можете попробовать внутренний резистор и включить его с помощью библиотеки GPIO.

С веб-сайта Arduino Playground в приложении Ссылка:

«Подтягивающий резистор слабо« подтягивает »напряжение провода, к которому он подключен, до уровня источника напряжения, когда другие компоненты на линии неактивны. Когда переключатель на линии разомкнут, он имеет высокий импеданс и действует как будто он отключен. Поскольку другие компоненты действуют так, как будто они отключены, схема действует так, как будто она отключена, а подтягивающий резистор переводит провод на высокий логический уровень. Когда другой компонент на линии становится активным, он отменит высокий логический уровень, установленный подтягивающим резистором. Подтягивающий резистор гарантирует, что провод находится на определенном логическом уровне, даже если к нему не подключены никакие активные устройства ».

Шаг 3: Детали

Вы можете использовать практически все, но это те части, которые я использовал.

Части:

• Транзистор NPN S8050

  250 штук в ассортименте 8,99 доллара США, или около 0,04 доллара США

• Резистор 110 Ом

  400 резисторов по 5,70 доллара, или около 0,01 доллара

• Micro Fan, требования в описании или технических характеристиках:

  • около $ 6,00
  • бесщеточный
  • тихий
  • самый низкий уровень мощности или мощности по сравнению с аналогичным вентилятором
  • В описании ищите что-то вроде «рабочее напряжение 2–5 В».
• перемычки женщина-женщина и мужчина-женщина
• макет
• Малина Pi 3
• Блок питания 5.1V 2.4A

Примечания:

Текст, заключенный в пики, предназначен для замены на ваши данные, ♣ your-data ♣

Шаг 4: Схема

Run-fan требует, чтобы транзистор S8050 NPN и резистор были подключены следующим образом:

Плоская сторона S8050 обращена в эту сторону>

• S8050 контакт c: подключается к черному (-) проводу вентилятора
• S8050 контакт b: подключается к резистору 110 Ом и к контакту 25 GPIO.
• S8050 pin e: подключается к заземляющему контакту GPIO
• вентилятор красный (+): подключается к контакту 3.3v GPIO на Raspberry Pi 3

Используется контакт 25 GPIO, но его можно изменить на любой входной контакт GPIO.

Шаг 5: Получите сценарий

Войдите в свой raspberry pi одним из следующих способов:

$ ssh osmc @ ♣ IP-адрес ♣

$ shh osmc@♣osmc-hostname♣.local

А затем вы можете скачать скрипт, используя:

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

Я использую kodi на osmc, а пользователь - osmc. Если у вас есть пользователь pi, просто замените все вхождения osmc на pi в скрипте и в службе.

Сделайте скрипт исполняемым.

$ sudo chmod + x run-fan.py

Я включаю вентилятор при 60 C. Если начальная температура установлена слишком низкой, вентилятор включится, чтобы охладить процессор, и к тому времени, когда вентилятор выключится, температура почти вернется к начальной температуре. Попробуйте 45 ° C, чтобы увидеть этот эффект. Я не уверен, какая оптимальная температура.

Шаг 6: автоматический запуск скрипта

Чтобы запустить автоматический запуск вентилятора, используйте systemd

Войдите в свой raspberry pi одним из следующих способов:

$ ssh osmc @ ♣ IP-адрес ♣

$ shh osmc@♣osmc-hostname♣.local

А затем вы можете скачать служебный файл systemd, используя:

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

Или вы можете создать служебный файл systemd, скопировав содержимое службы run-fan из github, а затем запустив:

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

Вставляем содержимое из github в файл

ctrl-o, ENTER, ctrl-x для сохранения и выхода из редактора nano

Файл должен принадлежать пользователю root и находиться в / lib / systemd / system. Команды:

$ sudo chown root: root run-fan.service

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

После любых изменений в /lib/systemd/system/run-fan.service:

$ sudo systemctl демон-перезагрузка

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

После перезагрузки Raspberry Pi вентилятор должен работать!

Если у вас возникли проблемы с запуском сценария при перезагрузке, проверьте тему systemd в Приложении по устранению неполадок.

Шаг 7: Приложение: ссылки

Температура Raspberry Pi Org: часто задаваемые вопросы

Hackernoon: как управлять вентилятором

Объяснение компьютеров: охлаждающие видео

Tom's Hardware: влияние температуры на производительность

Системы Puget: влияние температуры на производительность процессора

Резисторы Pull Up и Pull Down

Шаг 8: Приложение: обновления

Что нужно сделать: объединить печатную плату радиоприемника с контроллером вентилятора

Шаг 9: Приложение: Устранение неполадок

Проверка службы systemd

Чтобы убедиться, что служба run-fan.service в systemd включена и работает, выполните одну или несколько команд:

$ systemctl list-unit-files | grep включен

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

Если есть какие-либо проблемы с запуском скрипта с использованием systemd, проверьте журнал, используя:

$ sudo journalctl -u run-fan.service

Чтобы проверить, запущен ли run-fan.py:

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