Raspberry Pi Box of Cooling FAN Dengan Indikator Suhu CPU: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Saya telah memperkenalkan sirkuit indikator suhu CPU raspberry pi (Selanjutnya sebagai RPI) di proyek sebelumnya.

Rangkaian ini hanya menunjukkan RPI 4 tingkat suhu CPU yang berbeda sebagai berikut.

- LED hijau menyala saat suhu CPU dalam 30~39 derajat

- LED kuning menunjukkan suhu meningkat dalam kisaran 40 hingga 45 derajat

- LED Merah ke-3 menunjukkan CPU menjadi sedikit panas dengan mencapai 46 ~ 49 derajat

- LED Merah lainnya akan berkedip ketika suhu melebihi lebih dari 50 derajat

***

Ketika suhu melebihi lebih dari 50C, bantuan apa pun harus diperlukan agar RPI kecil tidak terlalu tertekan.

Menurut informasi yang saya lihat di beberapa halaman web yang berbicara tentang tingkat suhu maksimum yang dapat ditoleransi RPI, pendapat beragam seperti seseorang menyebutkan bahwa lebih dari 60C masih cukup OK ketika heat-sink digunakan.

Tapi pengalaman pribadi saya mengatakan sesuatu yang berbeda bahwa server transmisi (menggunakan RPI dengan heat-sink) menjadi lambat dan akhirnya bertindak seperti zombie ketika saya menyalakannya selama beberapa jam.

Oleh karena itu sirkuit tambahan dan FAN pendingin ini ditambahkan untuk mengatur suhu CPU di bawah 50C untuk mendukung operasi RPI yang stabil.

***

Juga diperkenalkan sebelumnya sirkuit indikator suhu CPU (Selanjutnya sebagai INDIKATOR) terintegrasi bersama untuk mendukung pemeriksaan tingkat suhu yang nyaman tanpa menjalankan perintah "vcgencmd measure_temp" pada terminal konsol.

Langkah 1: Mempersiapkan Skema

Dalam dua proyek sebelumnya, saya telah menyebutkan isolasi lengkap catu daya antara RPI dan sirkuit eksternal.

Dalam hal pendinginan KIPAS, catu daya independen cukup penting karena DC 5V FAN(motor) adalah beban yang relatif berat dan cukup berisik saat beroperasi.

Oleh karena itu, pertimbangan berikut ditekankan untuk merancang sirkuit ini.

- Opto-coupler digunakan untuk berinteraksi dengan pin RPI GPIO untuk mendapatkan sinyal pengaktifan KIPAS pendingin

- Tidak ada daya yang diambil dari RPI dan menggunakan pengisi daya ponsel biasa untuk sumber daya sirkuit ini.

- Indikator LED digunakan untuk menginformasikan operasi KIPAS pendingin

- Relai 5V digunakan untuk mengaktifkan KIPAS pendingin sebagai cara mekanis

***

Rangkaian ini akan saling beroperasi dengan rangkaian indikator suhu CPU (Selanjutnya INDIKATOR) melalui kontrol program python.

Ketika INDIKATOR mulai berkedip (suhu melebihi 50C), rangkaian KIPAS pendingin ini akan mulai beroperasi.

Langkah 2: Mempersiapkan Bagian

Seperti proyek sebelumnya lainnya, komponen yang sangat umum digunakan untuk membuat rangkaian KIPAS pendingin seperti yang tercantum di bawah ini.

- Opto-coupler: PC817 (SHARP) x 1

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

- Relai 5V TQ2-5V (Panasonic)

- dioda 1N4148

- Resistor (1/4Watt): 220ohm x 2 (pembatasan arus), 2.2K (Transistor switching) x 2

-LED x 1

- KIPAS pendingin 5V 200mA

- Papan universal berukuran lebih dari 20 (W) kali 20 (H) (Anda dapat memotong berbagai ukuran papan universal agar sesuai dengan sirkuit)

- Kawat timah (Silakan lihat posting proyek "Indikator penutupan Raspberry Pi" saya untuk detail lebih lanjut tentang penggunaan kawat timah)

- Kabel (kabel kabel tunggal umum merah dan biru)

- Setiap input 220V pengisi daya ponsel dan output 5V (konektor USB tipe B)

- Kepala pin (3 pin) x 2

***

Dimensi fisik Cooling FAN harus cukup kecil untuk dipasang di bagian atas RPI.

Semua jenis relai dapat digunakan jika dapat beroperasi pada 5V dan memiliki lebih dari satu kontak mekanis.

Langkah 3: Membuat Gambar PCB

Karena jumlah komponennya kecil, ukuran PCB universal yang dibutuhkan tidak besar.

Harap perhatikan tata letak polaritas pin TQ2-5V seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. (Berlawanan dengan pemikiran konvensional, tata letak plus/tanah yang sebenarnya diatur secara terbalik)

Secara pribadi saya memiliki masalah tak terduga setelah menyolder karena pin polaritas TQ2-5V yang terletak terbalik (Ketika membandingkan dengan produk relai lainnya).

Langkah 4: Menyolder

Karena rangkaian itu sendiri cukup sederhana, pola pengkabelan tidak terlalu rumit.

Saya memasang braket pemasangan bentuk "L" untuk memperbaiki PCB sebagai arah tegak.

Seperti yang Anda lihat nanti, sasis akrilik yang memasang semuanya berukuran agak kecil.

Oleh karena itu, perlu dilakukan penyempitan foot print karena sasis akrilik sangat padat dengan PCB dan sub-bagian lainnya.

LED terletak di sisi depan agar mudah mengenali pengoperasian KIPAS.

Langkah 5: Membuat dan Memasang Topi Kipas Pendingin

Saya kira PCB universal adalah bagian yang sangat berguna yang dapat digunakan untuk tujuan penggunaan yang beragam.

Cooling FAN dipasang pada PCB universal dan dipasang serta dipasang dengan baut dan mur.

Untuk memungkinkan aliran udara, saya membuat lubang besar dengan mengebor PCB.

Juga untuk memudahkan memasang kabel jumper, area 40 pin GIPO dibuka dengan memotong PCB.

Langkah 6: Merakit PCB

Seperti disebutkan di atas, saya berencana untuk menggabungkan dua sirkuit yang berbeda menjadi satu unit.

Rangkaian indikator suhu CPU yang sudah dibuat sebelumnya digabung dengan rangkaian FAN pendingin baru seperti terlihat pada gambar di atas., Semuanya dikemas bersama ke dalam sasis akrilik transparan dan berukuran kecil (15cm W x 10cm D).

Meskipun sekitar setengah dari ruang sasis kosong dan tersedia, komponen tambahan akan ditempatkan di ruang yang tersisa nanti.

Langkah 7: Menghubungkan RPI Dengan Sirkuit

Dua sirkuit dihubungkan dengan RPI secara terisolasi menggunakan opto-coupler.

Juga tidak ada daya yang diambil dari RPI karena pengisi daya telepon genggam eksternal memasok daya ke sirkuit.

Nanti Anda akan tahu skema antarmuka terisolasi semacam ini cukup membuahkan hasil ketika komponen tambahan lebih terintegrasi ke sasis akrilik nanti.

Langkah 8: Program Python Mengontrol Semua Sirkuit

Hanya sedikit tambahan kode yang diperlukan dari kode sumber rangkaian indikator suhu CPU.

Ketika suhu melebihi 50C, dua puluh (20) iterasi menyalakan FAN selama 10 detik dan mematikan 3 detik dimulai.

Karena motor kecil FAN membutuhkan arus maksimum 200mA selama pengoperasian, metode pengaktifan motor jenis PWM (Pulse Width Modulation) digunakan untuk mengurangi beban pengisi daya ponsel.

Kode sumber yang dimodifikasi seperti di bawah ini.

***

#-*- koding:utf-8 -*-

##

subproses impor, sinyal, sys

waktu impor, re

impor RPi. GPIO sebagai g

##

A = 12

B = 16

KIPAS = 25

##

g.setmode(g. BCM)

g.setup(A, g. OUT)

g.setup(B, g. OUT)

g.setup(FAN, g. OUT)

##

def signal_handler(sig, bingkai):

print('Anda menekan Ctrl+C!')

g.output(A, Salah)

g.output(B, Salah)

g.output(FAN, Salah)

f.tutup()

sys.keluar(0)

signal.signal(signal. SIGINT, signal_handler)

##

sementara Benar:

f = open('/home/pi/My_project/CPU_temperature_log.txt', 'a+')

temp_str = subprocess.check_output('/opt/vc/bin/vcgencmd measure_temp', shell=True)

temp_str = temp_str.decode(pengkodean = 'UTF-8', kesalahan = 'ketat')

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

# mengekstrak suhu CPU saat ini

##

saat_temp = float(CPU_temp[0])

jika current_temp > 30 dan current_temp < 40:

# suhu rendah A=0, B=0

g.output(A, Salah)

g.output(B, Salah)

waktu.tidur(5)

elif current_temp >= 40 dan current_temp < 45:

# suhu medium A=1, B=0

g.output(A, Benar)

g.output(B, Salah)

waktu.tidur(5)

elif current_temp >= 45 dan current_temp < 50:

# suhu tinggi A=0, B=1

g.output(A, Salah)

g.keluaran(B, Benar)

waktu.tidur(5)

elif current_temp >= 50:

# Pendinginan CPU diperlukan tinggi A=1, B=1

g.output(A, Benar)

g.keluaran(B, Benar)

untuk saya dalam rentang (1, 20):

g.output(FAN, Benar)

waktu.tidur(10)

g.output(FAN, Salah)

waktu.tidur(3)

saat_waktu = waktu.waktu()

format_waktu = waktu.strftime("%H:%M:%S", waktu.gmtime(waktu_saat ini))

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

f.tutup()

##

Karena logika operasi kode python ini hampir mirip dengan rangkaian indikator suhu CPU, saya tidak akan mengulangi detailnya di sini.

Langkah 9: Operasi Sirkuit FAN

Saat melihat grafik, suhu melebihi 50C tanpa sirkuit FAN.

Tampaknya suhu CPU rata-rata sekitar 40 ~ 47C saat RPI beroperasi.

Jika beban sistem yang berat seperti bermain Youtube di browser web diterapkan, biasanya suhu naik dengan cepat hingga 60C.

Tetapi dengan rangkaian FAN, suhu akan berkurang kurang dari 50C dalam waktu 5 detik dengan pengoperasian FAN pendingin.

Hasilnya, Anda dapat mengaktifkan RPI sepanjang hari dan melakukan pekerjaan apa pun yang Anda suka tanpa khawatir akan terlalu panas.

Langkah 10: Pengembangan Lebih Lanjut

Seperti yang Anda lihat, setengah dari sasis akrilik tetap kosong.

Saya akan meletakkan komponen tambahan di sana dan memperluas blok dasar kotak RPI ini menjadi sesuatu yang lebih berguna.

Tentu saja lebih banyak penambahan berarti sedikit meningkatkan kompleksitas juga.

Pokoknya saya mengintegrasikan dua sirkuit ke dalam satu kotak dalam proyek ini.

Terima kasih telah membaca cerita ini.