सीपीयू तापमान संकेतक के साथ कूलिंग फैन का रास्पबेरी पाई बॉक्स: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

मैंने पिछले प्रोजेक्ट में रास्पबेरी पाई (इसके बाद आरपीआई के रूप में) सीपीयू तापमान संकेतक सर्किट पेश किया था।

सर्किट निम्नानुसार आरपीआई 4 अलग सीपीयू तापमान स्तर दिखा रहा है।

- सीपीयू तापमान 30 ~ 39 डिग्री के भीतर होने पर ग्रीन एलईडी चालू हो जाती है

- पीली एलईडी इंगित करती है कि तापमान 40 से 45 डिग्री की सीमा में बढ़ा है

- तीसरा रेड एलईडी दिखाता है कि सीपीयू 46 ~ 49 डिग्री तक पहुंचकर थोड़ा गर्म हो जाता है

- तापमान 50 डिग्री से अधिक होने पर एक और लाल एलईडी झपकेगी

***

जब तापमान 50C से अधिक हो, तो थोड़ा RPI बहुत अधिक जोर नहीं देता है, इसके लिए कोई भी मदद आवश्यक होगी।

जानकारी के अनुसार मैंने कई वेब पेजों पर देखा जो आरपीआई के अधिकतम सहनीय तापमान स्तर के बारे में बात कर रहे हैं, राय विविध हैं जैसे कि कोई उल्लेख करता है कि गर्मी-सिंक का उपयोग करते समय 60 सी से अधिक अभी भी ठीक है।

लेकिन मेरा व्यक्तिगत अनुभव कुछ अलग कहता है कि ट्रांसमिशन सर्वर (गर्मी-सिंक के साथ आरपीआई का उपयोग करके) धीमा हो जाता है और अंत में ज़ोंबी की तरह काम करता है जब मैं इसे कई घंटों तक चालू करता हूं।

इसलिए यह अतिरिक्त सर्किट और कूलिंग फैन आरपीआई के स्थिर संचालन का समर्थन करने के लिए 50C के तहत सीपीयू तापमान को विनियमित करने के लिए जोड़ा जाता है।

***

इसके अलावा पहले पेश किया गया सीपीयू तापमान संकेतक सर्किट (इसके बाद संकेतक के रूप में) कंसोल टर्मिनल पर "vcgencmd माप_टेम्प" कमांड को निष्पादित किए बिना सुविधाजनक तापमान स्तर की जांच का समर्थन करने के लिए एक साथ एकीकृत किया गया है।

चरण 1: स्कीमैटिक्स तैयार करना

पिछली दो परियोजनाओं में, मैंने आरपीआई और बाहरी सर्किट के बीच बिजली आपूर्ति के पूर्ण अलगाव का उल्लेख किया था।

FAN को ठंडा करने के मामले में, स्वतंत्र बिजली की आपूर्ति काफी महत्वपूर्ण है क्योंकि DC 5V FAN (मोटर) अपेक्षाकृत भारी भार है और संचालन के दौरान काफी शोर है।

इसलिए, इस सर्किट को डिजाइन करने के लिए निम्नलिखित बातों पर जोर दिया गया है।

- ऑप्टो-कपलर्स का उपयोग कूलिंग FAN एक्टिवेटिंग सिग्नल प्राप्त करने के लिए RPI GPIO पिन के साथ इंटरफेस करने के लिए किया जाता है

- इस सर्किट के पावर स्रोत के लिए आरपीआई और सामान्य हैंड-फोन चार्जर का उपयोग करने से कोई शक्ति नहीं ली गई है।

- कूलिंग फैन ऑपरेशन को सूचित करने के लिए एलईडी संकेतक का उपयोग किया जाता है

- 5V रिले का उपयोग कूलिंग FAN को यांत्रिक तरीके से सक्रिय करने के लिए किया जाता है

***

यह सर्किट पाइथन प्रोग्राम कंट्रोल के माध्यम से सीपीयू तापमान संकेतक सर्किट (इसके बाद संकेतक) के साथ इंटर-ऑपरेट करेगा।

जब इंडिकेटर ब्लिंक करना शुरू करता है (तापमान 50C से अधिक होता है), तो यह कूलिंग FAN सर्किट काम करना शुरू कर देगा।

चरण 2: भागों की तैयारी

अन्य पिछली परियोजनाओं की तरह, नीचे सूचीबद्ध के अनुसार कूलिंग FAN सर्किट बनाने के लिए बहुत ही सामान्य घटकों का उपयोग किया जाता है।

- ऑप्टो-कपलर: PC817 (SHARP) x 1

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

- TQ2-5V (पैनासोनिक) 5V रिले

- 1N4148 डायोड

- प्रतिरोधक (1/4 वाट): 220ohm x 2 (वर्तमान सीमित), 2.2K (ट्रांजिस्टर स्विचिंग) x 2

- एलईडी एक्स 1

- 5V कूलिंग FAN 200mA

- यूनिवर्सल बोर्ड 20 (डब्ल्यू) से 20 (एच) छेद आकार से अधिक (आप सर्किट फिट करने के लिए सार्वभौमिक बोर्ड के किसी भी आकार में कटौती कर सकते हैं)

- टिन वायर (टिन वायर उपयोग के अधिक विवरण के लिए कृपया मेरा "रास्पबेरी पाई शटडाउन इंडिकेटर" प्रोजेक्ट पोस्टिंग देखें)

- केबल (लाल और नीला आम सिंगल वायर केबल)

- कोई भी हैंड-फोन चार्जर 220V इनपुट और 5V आउटपुट (USB टाइप B कनेक्टर)

- पिन हेड (3 पिन) x 2

***

कूलिंग फैन का भौतिक आयाम इतना छोटा होना चाहिए कि आरपीआई के शीर्ष पर लगाया जा सके।

किसी भी प्रकार के रिले का उपयोग तब किया जा सकता है जब यह 5V पर संचालित हो सकता है और इसमें एक से अधिक यांत्रिक संपर्क हो सकते हैं।

चरण 3: पीसीबी ड्राइंग बनाना

चूंकि घटकों की संख्या छोटी है, इसलिए आवश्यक सार्वभौमिक पीसीबी आकार बड़ा नहीं है।

जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है, कृपया TQ2-5V के पिन पोलरिटी लेआउट का ध्यान रखें। (पारंपरिक सोच के विपरीत, वास्तविक प्लस/ग्राउंड लेआउट विपरीत रूप से व्यवस्थित होता है)

व्यक्तिगत रूप से मुझे TQ2-5V के विपरीत स्थित (अन्य रिले उत्पादों के साथ तुलना करते समय) ध्रुवीयता पिन के कारण सोल्डरिंग के बाद अप्रत्याशित समस्या है।

चरण 4: सोल्डरिंग

जैसा कि सर्किट अपने आप में काफी सरल है, वायरिंग पैटर्न ज्यादा जटिल नहीं है।

मैं पीसीबी को सीधी दिशा के रूप में ठीक करने के लिए "एल" आकार के बढ़ते ब्रैकेट को बोल्ट कर रहा हूं।

जैसा कि आप बाद में देख सकते हैं, ऐक्रेलिक चेसिस जो सब कुछ बढ़ते हुए आकार में थोड़ा छोटा है।

इसलिए, फुट प्रिंट को कम करना आवश्यक है क्योंकि ऐक्रेलिक चेसिस में पीसीबी और अन्य उप-भागों की बहुत भीड़ होती है।

FAN ऑपरेशन को आसानी से पहचानने के लिए LED सामने की तरफ स्थित है।

चरण 5: कूलिंग फैन हैट बनाना और माउंट करना

मुझे लगता है कि यूनिवर्सल पीसीबी बहुत उपयोगी हिस्सा है जिसका उपयोग विविध उपयोग के उद्देश्य के लिए किया जा सकता है।

कूलिंग फैन यूनिवर्सल पीसीबी पर लगा होता है और बोल्ट और नट्स के साथ माउंट और फिक्स होता है।

हवा के प्रवाह की अनुमति देने के लिए, मैं पीसीबी ड्रिलिंग करके बड़ा छेद कर रहा हूं।

इसके अलावा आसान प्लगिंग जम्पर केबल्स के लिए, पीसीबी को काटकर जीआईपीओ 40 पिन क्षेत्र खोला जाता है।

चरण 6: पीसीबी को इकट्ठा करें

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मैंने दो अलग-अलग सर्किटों को एक इकाई में समेकित करने की योजना बनाई है।

पहले बनाए गए CPU तापमान संकेतक सर्किट को नए कूलिंग FAN सर्किट के साथ मिला दिया गया है जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है।

सब कुछ एक साथ पारदर्शी और छोटे आकार (15cm W x 10cm D) ऐक्रेलिक चेसिस में पैक किया गया है।

हालांकि चेसिस की लगभग आधी जगह खाली है और उपलब्ध है, अतिरिक्त घटक बाद में बचे हुए स्थान पर रखे जाएंगे।

चरण 7: सर्किट के साथ आरपीआई वायरिंग

ऑप्टो-कप्लर्स का उपयोग करके दो सर्किट आरपीआई के साथ पृथक तरीके से जुड़े हुए हैं।

इसके अलावा आरपीआई से कोई शक्ति नहीं ली जाती है क्योंकि बाहरी हैंड-फोन चार्जर सर्किट को बिजली की आपूर्ति करता है।

बाद में आपको पता चलेगा कि इस तरह की पृथक इंटरफ़ेस योजना काफी भुगतान-बंद है जब अतिरिक्त घटकों को बाद में ऐक्रेलिक चेसिस में एकीकृत किया जाता है।

चरण 8: पायथन प्रोग्राम सभी सर्किटों को नियंत्रित करता है

सीपीयू तापमान संकेतक सर्किट के स्रोत कोड से कोड के केवल मामूली जोड़ की आवश्यकता होती है।

जब तापमान 50C से अधिक हो जाता है, तो FAN को 10 सेकंड के लिए चालू करने और 3 सेकंड के लिए बंद करने की बीस (20) पुनरावृत्ति शुरू हो रही है।

चूंकि FAN की छोटी मोटर को संचालन के दौरान अधिकतम 200mA करंट की आवश्यकता होती है, PWM (पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन) प्रकार की मोटर एक्टिवेशन विधि का उपयोग कम बोझ वाले हैंड-फोन चार्जर के लिए किया जाता है।

संशोधित स्रोत कोड नीचे जैसा है।

***

#-*- कोडिंग:utf-8 -*-

##

आयात उपप्रक्रिया, संकेत, sys

आयात समय, पुन:

RPi. GPIO को g. के रूप में आयात करें

##

ए = 12

बी = 16

पंखा = 25

##

जी.सेटमोड (जी.बीसीएम)

g.setup(A, g. OUT)

जी.सेटअप (बी, जी.ओयूटी)

जी.सेटअप (प्रशंसक, जी.आउट)

##

डीईएफ़ सिग्नल_हैंडलर (सिग, फ्रेम):

प्रिंट ('आपने Ctrl+C दबाया है!')

जी.आउटपुट (ए, गलत)

जी.आउटपुट (बी, गलत)

जी.आउटपुट (प्रशंसक, झूठा)

एफ.क्लोज़ ()

sys.exit(0)

सिग्नल.सिग्नल (सिग्नल। सिगिनट, सिग्नल_हैंडलर)

##

जबकि सच:

f = खुला ('/ होम/पीआई/My_project/CPU_temperature_log.txt', 'a+')

temp_str = subprocess.check_output('/opt/vc/bin/vcgencmd माप_टेम्प', शेल = ट्रू)

temp_str = temp_str.decode (एन्कोडिंग = 'UTF-8', त्रुटियाँ = 'सख्त')

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

# वर्तमान CPU तापमान निकालना

##

current_temp = फ्लोट (CPU_temp [0])

अगर current_temp > 30 और current_temp <40:

# तापमान कम ए = 0, बी = 0

जी.आउटपुट (ए, गलत)

जी.आउटपुट (बी, गलत)

समय सो जाओ(5)

elif current_temp >= ४० और current_temp <४५:

# तापमान माध्यम ए = 1, बी = 0

जी.आउटपुट (ए, ट्रू)

जी.आउटपुट (बी, गलत)

समय सो जाओ(5)

एलिफ करंट_टेम्प> = ४५ और करंट_टेम्प <५०:

# तापमान उच्च ए = 0, बी = 1

जी.आउटपुट (ए, गलत)

जी.आउटपुट (बी, ट्रू)

समय सो जाओ(5)

एलिफ करंट_टेम्प> = ५०:

# CPU कूलिंग के लिए उच्च A=1, B=1. की आवश्यकता होती है

जी.आउटपुट (ए, ट्रू)

जी.आउटपुट (बी, ट्रू)

मेरे लिए रेंज में (1, 20):

जी.आउटपुट (प्रशंसक, सच)

समय सो जाओ(१०)

जी.आउटपुट (प्रशंसक, झूठा)

समय सो जाओ(3)

current_time = समय। समय ()

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

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

एफ.क्लोज़ ()

##

चूंकि इस पायथन कोड का ऑपरेशन लॉजिक लगभग सीपीयू तापमान संकेतक सर्किट के समान है, इसलिए मैं यहां विवरण नहीं दोहराऊंगा।

चरण 9: फैन सर्किट ऑपरेशन

ग्राफ को देखते समय, FAN सर्किट के बिना तापमान 50C से अधिक हो जाता है।

ऐसा लगता है कि औसत CPU तापमान लगभग 40 ~ 47C है जबकि RPI काम कर रहा है।

यदि वेब ब्राउज़र पर Youtube चलाने जैसे भारी सिस्टम लोड को लागू किया जाता है, तो आमतौर पर तापमान तेजी से 60C तक बढ़ जाता है।

लेकिन FAN सर्किट के साथ, FAN को ठंडा करने के संचालन से 5 सेकंड के भीतर तापमान 50C से कम हो जाएगा।

नतीजतन, आप दिन भर आरपीआई चालू कर सकते हैं और अधिक ताप की चिंता किए बिना अपनी पसंद का कोई भी काम कर सकते हैं।

चरण 10: आगे का विकास

जैसा कि आप देख सकते हैं, ऐक्रेलिक चेसिस का आधा हिस्सा खाली है।

मैं वहां अतिरिक्त घटक डालूंगा और आरपीआई बॉक्स के इस मूल ब्लॉक को और अधिक उपयोगी बना दूंगा।

बेशक अधिक जोड़ का मतलब थोड़ा सा बढ़ती हुई जटिलता भी है।

वैसे भी मैं इस परियोजना में दो सर्किटों को एकल बॉक्स में एकीकृत कर रहा हूं।

इस कहानी को पढ़ने के लिए धन्यवाद।