Raspberry Pi CPU ջերմաստիճանի ցուցիչ. 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Նախկինում ես ներկայացրել էի պարզ ազնվամորու պի (այսուհետ `RPI) գործառնական կարգավիճակի ցուցիչ:

Այս անգամ, ես կբացատրեմ որոշ ավելի օգտակար ցուցիչ միացում RPI- ի համար, որն աշխատում է առանց գլխի (առանց մոնիտորի) եղանակով:

Վերոնշյալ սխեման ցույց է տալիս պրոցեսորի ջերմաստիճանը 4 տարբեր մակարդակներում, ինչպիսիք են.

- Կանաչ LED- ն միացված է, երբ պրոցեսորի ջերմաստիճանը 30 ~ 39 աստիճանի սահմաններում է

- Դեղին LED- ը ցույց է տալիս, որ ջերմաստիճանը բարձրացել է 40 -ից 45 աստիճանի սահմաններում

- 3 -րդ կարմիր LED- ը ցույց է տալիս, որ պրոցեսորը մի փոքր տաքանում է ՝ հասնելով 46 ~ 49 աստիճանի

- Մեկ այլ կարմիր լուսադիոդ կթարթվի, երբ ջերմաստիճանը գերազանցի 50 աստիճանը

Վերոնշյալ պրոցեսորի ջերմաստիճանի տիրույթներն իմ անձնական դիզայնի հայեցակարգն են (temperatureերմաստիճանի այլ միջակայքերը կարող են կազմաձևվել ՝ փոխելով python ծրագրի փորձարկման պայմանները, որոնք վերահսկում են այս սխեման):

Այս սխեման օգտագործելով ՝ դուք պարտադիր չէ, որ հաճախակի կատարում եք «vcgencmd masë_temp» հրամանը վահանակի տերմինալում:

Այս սխեման անընդհատ և հարմարավետորեն տեղեկացնում է պրոցեսորի ընթացիկ ջերմաստիճանը:

Քայլ 1: Պատկերների պատրաստում

Չնայած դուք կարող եք ուղղակիորեն վերահսկել 4 լուսադիոդային լուսարձակներ ՝ օգտագործելով միայն պիթոնի ծածկագրեր, ծրագրի կառավարման տրամաբանությունը կբեռնի RPI- ն, և արդյունքում ՝ պրոցեսորի ջերմաստիճանը ավելի կբարձրանա, քանի որ անընդհատ պետք է մի փոքր բարդ պիթոնի կոդ գործարկել:

Հետևաբար, ես նվազագույնի եմ հասցնում պիթոնի կոդի բարդությունը հնարավորինս պարզ և չբեռնող LED վերահսկման տրամաբանությունը արտաքին ապարատային շղթայի վրա:

Պրոցեսորի ջերմաստիճանի ցուցիչի (այսուհետ `INICATOR) միացումը բաղկացած է հետևյալ հիմնական մասերից.

-Երկու օպտո-միակցիչներ միացված են RPI GPIO կապումներին `ջերմաստիճանի մակարդակի վերաբերյալ տվյալներ ստանալու համար, ինչպիսիք են` 00-> OWԱՐ, 01-> Միջին, 10-> Բարձր, 11-> Սառեցման կարիք:

-74LS139 (կամ 74HC139, 2-ից-4 ապակոդավորիչ և դե-մուլտիպլեքսերատոր) վերահսկման ելքեր (Y0, Y1, Y2, Y3) ՝ ըստ մուտքերի (A, B)

- Երբ ջերմաստիճանը 30 ~ 39 աստիճանի սահմաններում է, պիթոնի կոդը թողեք 00 դեպի GPIO կապում: Հետևաբար, 74LS139- ը մուտքագրում է տվյալներ 00 (A-> 0, B-> 0)

- Երբ մուտքագրվում է 00, Y0 ելքը դառնում է OWԱՐ: (Խնդրում ենք հղել 74LS139- ի ճշմարտության աղյուսակը)

- Երբ Y0 ելքը դառնում է OWԱՐ, այն ակտիվացնում է 2N3906 PNP տրանզիստորը, և արդյունքում ՝ կանաչ LED- ը միացված է

- Նմանապես, Y1 (01 -> CPU ջերմաստիճանի միջավայր) պետք է միացնել Դեղին LED- ը և այլն

- Երբ Y3- ը դառնում է OWԱՐ, DB140- ն ակտիվացնում է NE555 LED թարթիչ միացումը (սա սովորական 555 IC- ով հիմնված LED թարթիչ է), որը BD140 PNP տրանզիստորի բեռ է:

Այս սխեմայի ամենակարևոր բաղադրիչն է 74LS139- ը, որը վերծանում է 2 նիշերի մուտքագրումը 4 տարբեր առանձին ելքերի մեջ, ինչպես ցույց է տրված ստորև ներկայացված ճշմարտության աղյուսակում:

Մուտքային | Ելք

G (Միացնել) | Բ | Ա | Y0 | Y1 | Y2 | Y3 |

Հ | X | X | Հ | Հ | Հ | Հ |

Լ | Լ | Լ | Լ | Հ | Հ | Հ |

Լ | Լ | Հ | Հ | Լ | Հ | Հ |

Լ | Հ | Լ | Հ | Հ | Լ | Հ |

Լ | Հ | Հ | Հ | Հ | Հ | Լ |

Քանի որ 74LS139 ելքը դառնում է OWԱՐ, PNP տիպի տրանզիստորը կարող է ընդհանուր միացումը պարզեցնել, քանի որ PNP տրանզիստորը միացված է, երբ բազային տերմինալը դառնում է OWԱՐ: (Ես այս պատմության վերջում ցույց կտամ NPN տարբերակը)

Քանի որ 100K պոտենցիոմետրը ներառված է NE555 LED թարթիչների շղթայի մեջ, կարմիր LED միացման/անջատման ժամանակը կարող է ազատորեն կարգավորվել ըստ կարիքների:

Քայլ 2. PCB նկարչություն պատրաստելը

Explainedուցանիշի գործառնական սխեմայի բացատրությամբ, եկեք սկսենք միացում կատարել:

Նախքան ունիվերսալ տախտակի վրա ինչ -որ բան կպցնելը, վերը նշված PCB նկարը պատրաստելը օգտակար է ցանկացած սխալը նվազագույնի հասցնելու համար:

Նկարչությունը կազմված է power-point- ի միջոցով `յուրաքանչյուր հատվածը տեղադրելու ունիվերսալ տախտակի վրա և լարերի միջոցով մասերի միջև լարերի տեղադրման միջոցով:

Քանի որ IC- ն և տրանզիստորների քորոցային պատկերները համատեղ տեղակայված են PCB- ի միացման սխեմայի հետ միասին, զոդումը կարող է իրականացվել `օգտագործելով այս նկարը:

Քայլ 3: Sոդում

Չնայած PCB- ի սկզբնական գծանկարն արված է ՝ չօգտագործելով առանձին լարեր ՝ PCB- ի բաղադրիչները միացնելու համար, ես մի փոքր այլ կերպ եմ զոդում:

Օգտագործելով լարերի մեկ հաղորդիչ (ոչ թիթեղյա մետաղալար), ես փորձում եմ նվազեցնել ունիվերսալ PCB- ի չափը, որը պարունակում է NDՈICՈՎԱԱԿԻ միացում:

Բայց ինչպես կարող եք տեսնել PCB- ի զոդման կողմում, ես թիթեղյա մետաղալար եմ օգտագործում նաև ըստ PCB գծապատկերում պատկերված նախշերի:

Երբ յուրաքանչյուր բաղադրիչ միացված է ըստ PCB գծագրի նախնական նախագծի, PCB- ի ավարտված տախտակը, ներառյալ NDՈNDՈՎԱԳՐԱԿԱՆ միացումը, ճիշտ կգործի:

Քայլ 4: Փորձարկման նախապատրաստում

RPI միացումից առաջ պատրաստի միացումը պահանջում է փորձարկում:

Քանի որ ցանկացած զոդման սխալներ կարող են գոյություն ունենալ, DC էներգիայի մատակարարը օգտագործվում է վնասներ կանխելու համար, երբ շորտեր կամ սխալ էլեկտրագծեր են տեղի ունենում:

INDICATOR- ի փորձարկման համար էլեկտրամատակարարման երկու լրացուցիչ մալուխ միացված է սխեմայի 5 Վ լարման միակցիչին:

Քայլ 5. Փորձարկում (պրոցեսորի ջերմաստիճանը միջին մակարդակի է)

Երբ 5 Վ մուտք չի կիրառվում, ապա 74LS139 մուտքի վերծանումը և Y0- ի ելքի ակտիվացումը OWԱOWՐ (կանաչ LED- ն միացված է):

Բայց 5V կիրառվում է մուտքի A- ի համար, 74LS139- ի Y1 ելքը ակտիվանում է (LOW):

Հետևաբար, դեղին LED- ը միացված է, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում:

Քայլ 6. Փորձարկում (պրոցեսորին անհրաժեշտ է հովացման մակարդակ)

Երբ 5V- ն կիրառեց 74LS139- ի երկու մուտքերը (A և B), 4 -րդ կարմիր LED- ը թարթում է:

Թարթման արագությունը կարող է փոխվել ՝ կարգավորելով 100K VR- ն, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում:

Փորձարկումն ավարտվելուց հետո կարող են հեռացվել երկու Molex 3 պին կանացի մալուխներ:

Քայլ 7. ԷԼԵԿՏՐՈԹՅՈՆ ԻՆԴԻԿԱՏՈՐԻ շղթային

INDICATOR- ի միացման համար ես օգտագործում եմ սովորական ձեռքի հեռախոսի լիցքավորիչ, որը թողարկում է 5V և USB տիպի B ադապտեր, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում:

RPI- ի հետ կապված խնդիրներից խուսափելու համար `3.3V GPIO և 5V սնուցող ցուցիչ միացնելով, ազդանշանի ինտերֆեյսը և սնուցման աղբյուրը լիովին մեկուսացված են միմյանց:

Քայլ 8: RPI լարերի միացում

RPI- ով ԻՆԴԻԿԱՏՈՐ շղթայի միացման համար երկու GPIO կապում պետք է հատկացված լինի երկու գրունտի հետ միասին:

GPIO կապում ընտրելու հատուկ պահանջ չկա:

NDուցանիշին միացնելու համար կարող եք օգտագործել ցանկացած GPIO կապում:

Բայց լարային կապում պիտոնների ծրագրում պետք է նշանակվեն որպես 74LS139 (օրինակ ՝ A, B) մուտքեր:

Քայլ 9: Python ծրագիր

Միացումն ավարտվելուն պես, Python ծրագրի պատրաստումը պահանջվում է NDուցանիշ գործառույթն օգտագործելու համար:

Խնդրում ենք անդրադառնալ վերևի հոսքի գծապատկերին `ծրագրի տրամաբանության մասին ավելի մանրամասն:

#-*-կոդավորում `utf-8-*-

ներմուծել ենթամշակույթ, ազդանշան, sys

ներմուծման ժամանակը, վեր

ներմուծել RPi. GPIO ինչպես g

A = 12

B = 16

g.setmode (g. BCM)

g.setup (A, g. OUT)

g.setup (B, g. OUT)

##

def signal_handler (sig, շրջանակ):

տպել ('Դուք սեղմել եք Ctrl+C!')

g.output (A, False)

g. ելք (B, False)

զ. փակել ()

sys.exit (0)

signal.signal (ազդանշան. SIGINT, signal_handler)

##

իսկական True:

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

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

temp_str = temp_str.decode (կոդավորում = 'UTF-8', սխալներ = 'խիստ')

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

# արդյունահանող պրոցեսորի ընթացիկ ջերմաստիճանը

current_temp = float (CPU_temp [0])

եթե current_temp> 30 և current_temp <40:

# ցածր ջերմաստիճան A = 0, B = 0

g.output (A, False)

g. ելք (B, False)

ժամանակ. քուն (5)

elif current_temp> = 40 և current_temp <45:

# ջերմաստիճանի միջավայր A = 0, B = 1

g.output (A, False)

g. ելք (B, True)

ժամանակ. քուն (5)

elif current_temp> = 45 և current_temp <50:

# բարձր ջերմաստիճան A = 1, B = 0

g. ելք (A, True)

g. ելք (B, False)

ժամանակ. քուն (5)

elif current_temp> = 50:

# Պրոցեսորի սառեցում պահանջվում է բարձր A = 1, B = 1

g. ելք (A, True)

g. ելք (B, True)

ժամանակ. քուն (5)

current_time = time.time ()

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

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

զ. փակել ()

Python ծրագրի հիմնական գործառույթը հետևյալն է.

- Նախ `GPIO 12, 16 -ը որպես ելքային նավահանգիստ սահմանելը

- Սահմանել Ctrl+C ընդհատումների կարգավորիչը `գրանցամատյան ֆայլը փակելու համար և անջատել GPIO 12, 16 -ը

- Անսահման հանգույց մտնելիս բացեք տեղեկամատյան ֆայլը `որպես հավելված

- Կարդացեք պրոցեսորի ջերմաստիճանը ՝ կատարելով «/opt/vc/bin/vcgencmd masë_temp» հրամանը

- Երբ ջերմաստիճանը 30 ~ 39 տիրույթում է, ապա թողեք 00 ՝ կանաչ LED- ը միացնելու համար

- Երբ ջերմաստիճանը 40 ~ 44 միջակայքում է, ապա թողեք 01 ՝ դեղին LED- ը միացնելու համար

- Երբ ջերմաստիճանը 45 ~ 49 միջակայքում է, ապա թողարկեք 10 ՝ կարմիր LED- ը միացնելու համար

- Երբ ջերմաստիճանը 50 -ից բարձր է, ապա թողեք 11, որպեսզի կարմիր LED- ը թարթվի

- Գրեք ժամանակի կնիք և ջերմաստիճանի տվյալներ գրանցման ֆայլում

Քայլ 10. NDուցանիշի շահագործում

Երբ ամեն ինչ կարգին է, կարող եք տեսնել, որ յուրաքանչյուր LED միացված կամ թարթող է `ըստ պրոցեսորի ջերմաստիճանի:

Ձեզ հարկավոր չէ մուտքագրել shell հրահանգ ՝ ընթացիկ ջերմաստիճանը ստուգելու համար:

Տեղեկամատյանում տվյալների հավաքումից և տեքստային տվյալները գրաֆիկի վերածելուց հետո `օգտագործելով Excel- ը, արդյունքը ցույց է տրված վերևի նկարում:

Բարձր բեռներ կիրառելիս (երկու Midori զննարկիչ գործարկելիս և Youtube- ի տեսանյութեր նվագելիս) պրոցեսորի ջերմաստիճանը հասնում է 57.9C- ի:

Քայլ 11. Այլընտրանքային պատրաստում (օգտագործելով NPN տրանզիստոր) և հետագա զարգացում

Սա նախորդ INDICATOR ծրագրի օրինակն է, որն օգտագործում է NPN տրանզիստորներ (2N3904 և BD139):

Ինչպես տեսնում եք, ևս մեկ IC (74HC04, Quad invertors) անհրաժեշտ է NPN տրանզիստոր վարելու համար, քանի որ տրանզիստորը միացնելու համար NPN- ի բազայի վրա պետք է կիրառվի Բարձր մակարդակի լարվածություն:

Որպես ամփոփում, NPN տրանզիստորի օգտագործումը ավելացնում է անհարկի բարդություն ՝ NDՈNDՈՎՈՄ միացում կազմելու համար:

Այս նախագծի հետագա զարգացման համար ես կավելացնեմ հովացման օդափոխիչ, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում, որպեսզի ցուցիչն ավելի օգտակար դարձնի: