Raspberry Pi 智能变频散热风扇

智能变频散热风扇

Spoony

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项目状态:已完成
开放度:公开
所属分类:电子
发布时间:2020-06-30
最近更新:2020-07-06

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详细说明

针对树莓派 4B 特别设计的散热风扇,也兼容树莓派 3B+/3A+/3B/2B。

特性

  • 高转速风扇,强大的散热性能

  • 可通过编程 PWM 方式控制风扇速率

  • 四颗 RGB LED 可通过编程实现状态指示和其他特效

  • 提供开源的程序控制代码,散热方案让树莓派运行更稳定、性能更优秀、散热更安静


控制代码功能

  • 实时监测树莓派的 CPU 温度

  • 当 CPU 温度达到设置值时启动风扇

  • 多组温度阈值设置,对应不同的风扇运行速率

  • 多组温度阈值设置,匹配不同的 RGB LED 颜色,让你轻松了解实时温度和散热效果

  • 实时监测树莓派工作频率

  • 当树莓派工作频率达到最大频率限制时,无论是否达到散热温度阈值,都全速运行风扇,应对发热更智能

  • 程序基于 Python 编写,便于 DIY


https://www.bilibili.com/video/BV1kf4y1175U/ (下方视频如无法显示请点此链接查看)

链接表


文件库

rpi-fan.py
[3874 Bytes at 2020-07-02, 4 次下载]

rpi-fan-lite.py
[2606 Bytes at 2020-07-02, 1 次下载]



教程

安装风扇

在树莓派未通电的状态下,将风扇安插在树莓派的 1 ~ 12 号引脚上,如图。

如果引脚安装出错,可能会损坏硬件。所以一定要确认好位置,没问题再给树莓派通电。

如果配合外壳使用,请确认好外壳是否与风扇和树莓派兼容。例如下面这款外壳兼容树莓派 4B 和风扇,组装完成之后效果如下。

启用树莓派的 SPI

在终端运行下面的命令进入配置界面。

sudo raspi-config

选择 Interfacing Options - SPI,启用 SPI。完成后重启树莓派。

安装 Python 库

我们提供的风扇驱动包含了风扇速率智能控制,以及 RGB LED 的状态显示。RGB LED 依赖 apa102-pi 这个库来驱动。因此,为了使用完整的风扇功能,需要预先安装好这个库。当然如果你不需要 LED 状态显示功能,则没有必要安装,并在我们提供的驱动代码中移除与 LED 控制有关的代码即可。

在终端运行下面的命令。

sudo apt install -y python3-pip python3-rpi.gpio
sudo pip3 install apa102-pi

风扇驱动程序

风扇驱动程序开源,下载到树莓派上即可运行,在终端输入下面的指令。

sudo apt install -y git
cd ~
git clone https://github.com/nxez/rpi-fan
cd rpi-fan

我们准备了两份源码,rpi-fan.py 是全功能版本。rpi-fan-lite.py 是简化版,去掉了 RGB LED 的驱动。

在终端输入下面的指令即可运行。

sudo python3 rpi-fan.py

sudo python3 rpi-fan-lite.py

如需在后台运行,请在命令后添加 &,例如:

sudo python3 rpi-fan.py &

设置开机运行

编辑 rc.local 文件。

sudo nano /etc/rc.local

在 exit 0 之前添加一行(其中脚本的路径请根据实际情况修改):

sudo python3 /home/pi/rpi-fan/rpi-fan.py &

大功告成。

附录:源码说明

以完整版本为例,下面对源码中可配置的变量进行说明。如遇到风扇卡顿,可根据情况适当增加 speed_base 的值。

# 风扇运行速率计算公式,速率=基础速率+(当前温度-温度阈值)*速率单位增量。
speed = speed_base + (current_temp - threshold_temp) * speed_step

# 风扇基础转速,范围 0 ~ 100。
speed_base = 70
# 速率单位增量。
speed_step = 1.5
# 启动风扇的温度阈值,默认为 40 度。
threshold_temp = 40

# RGB LED 显示的颜色值,不同的 CPU 温度对应不同的颜色,默认依次为蓝色、绿色、黄色、品红色、红色。
# 数值使用 RGB 色值,从 0x000000 到 0xFFFFFF,色彩的明暗度也可以通过改变色值来体现。
c_temp = [0x000008, 0x000800, 0x080800, 0x080008, 0x080000]

# 下面设置用来匹配温度和 LED 颜色,修改上面的 c_temp 和下面的 temp 调节匹配,可以自行设置更多温度级别和 LED 色彩。
c_temp_i = 4
if temp < 60:
    c_temp_i = 3
if temp < 55:
    c_temp_i = 2
if temp < 50:
    c_temp_i = 1
if temp < 40:
    c_temp_i = 0