基于樹莓派的風(fēng)扇控制器設(shè)計(jì)

在本方案中，我添加了通過監(jiān)控 Raspberry Pi 核心溫度和 CPU 使用率僅在需要時打開風(fēng)扇的功能。這樣，嘈雜的風(fēng)扇就不會一直運(yùn)行。

添加風(fēng)扇的一種簡單方法是將風(fēng)扇引線連接到 3.3V 或 5V 引腳并接地。使用這種方法，風(fēng)扇將一直運(yùn)行。

我認(rèn)為在達(dá)到或超過高溫閾值時打開風(fēng)扇，然后在 CPU 冷卻到低溫閾值以下時將其關(guān)閉會更有趣。

如何制作：

H0FR7 是一款單刀單擲 (SPST) 12V/20A MOSFET 開關(guān)模塊，基于 STMicroelectronics STD36P4LLF6 MOSFET P 晶體管、雙向電流檢測放大器INA199A2DCKT和STM32F0 MCU。

開關(guān)為 SPST（單刀單擲）型STD36P4LLF6 ：

• 該器件是使用 STripFET? F6 技術(shù)開發(fā)的 P 溝道功率 MOSFET，具有新的溝槽柵極結(jié)構(gòu)。由此產(chǎn)生的功率 MOSFET 在所有封裝中都表現(xiàn)出非常低的 RDS(on)。

USB-Serial Prototype Cable : 4-pin USB 2.0 to UART 串??口線是 Hexabitz 開發(fā)不可或缺的工具！它結(jié)合了 FTDI 的 FT232H USB 到 UART 接口，可處理所有 USB 信號和協(xié)議。電纜帶有四個引腳（TXD、RXD、3.3V、GND）并且具有足夠的長度（1 m）。該電纜提供了一種快速、廉價且簡單的方式來連接您的 Hexabitz 模塊和其他硬件，并使用 3.3v / 500mA 直接為它們供電。

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代碼說明
Python Tkinter：
Tkinter 是 Python 的標(biāo)準(zhǔn) GUI 庫。Python 與 Tkinter 結(jié)合使用時，提供了一種創(chuàng)建 GUI 應(yīng)用程序的快速簡便的方法。Tkinter 為 Tk GUI 工具包提供了一個強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮慕涌?。使?Tkinter 創(chuàng)建 GUI 應(yīng)用程序是一項(xiàng)簡單的任務(wù)。

您需要做的就是執(zhí)行以下步驟：

• 導(dǎo)入Tkinter模塊。
• 創(chuàng)建 GUI 應(yīng)用程序主窗口。
• 將一個或多個上述小部件添加到 GUI 應(yīng)用程序。
• 進(jìn)入主事件循環(huán)，對用戶觸發(fā)的每個事件采取行動。

從命令行啟動Python3（使用python3）然后

如果出現(xiàn)錯誤信息，則退出Python3并調(diào)用此命令進(jìn)行安裝。

• “master”代表父窗口，應(yīng)在其中放置條目小部件。與其他小部件一樣，可以通過使用選項(xiàng)進(jìn)一步影響小部件的呈現(xiàn)。逗號分隔的選項(xiàng)列表可以為空。
• Button 小部件是一個標(biāo)準(zhǔn)的 Tkinter 小部件，用于各種按鈕。按鈕是設(shè)計(jì)用于用戶交互的小部件，即如果按鈕被鼠標(biāo)點(diǎn)擊按下，則可能會啟動某些操作。它們還可以包含文本和圖像，如標(biāo)簽。
• Python pyserial：

該模塊封裝了對串口的訪問。它為在 Windows 和 Linux 上運(yùn)行的 Python 提供后端。名為“serial”的模塊會自動選擇合適的后端。

根據(jù) python 的版本，有幾個命令可以安裝包 pyserial。

有多種方法可以確定設(shè)備所連接的 USB 端口。最快的是將設(shè)備連接到 USB 端口，然后立即運(yùn)行命令dmesg -s 1024 。

您將直接獲得它所連接的 tty 端口。

讀取串行端口的 Python 代碼：這部分代碼主要實(shí)例化串行類，使用它需要建立連接的所有各種信息來設(shè)置它。

端口- 這定義了對象應(yīng)該嘗試讀取和寫入的串行端口。

波特率——這是通過通信信道傳輸信息的速率。

parity – 設(shè)置我們是否應(yīng)該進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，這是為了確保通信期間節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確。

stopbits – 這是預(yù)期的位模式，指示字符或數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束。

字節(jié)大小——這是數(shù)據(jù)位數(shù)。

timeout - 這是串行命令在超時之前應(yīng)等待的時間量。

Python psutil（python 系統(tǒng)和進(jìn)程實(shí)用程序）：
psutil 是一個跨平臺庫，用于在Python 中檢索有關(guān)正在運(yùn)行的進(jìn)程和系統(tǒng)利用率（CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)、傳感器）的信息。它主要用于系統(tǒng)監(jiān)控、分析、限制進(jìn)程資源和管理正在運(yùn)行的進(jìn)程。它實(shí)現(xiàn)了 UNIX 命令行工具提供的許多功能，例如：ps、top、lsof、netstat、ifconfig、who、df、kill、free、nice、ionice、iostat、iotop、uptime、pidof、tty、taskset、pmap 。psutil 目前支持以下平臺：Linux、Windows、macOS、FreeBSD、OpenBSD、NetBSD、Sun Solaris、AIX

返回一個浮點(diǎn)數(shù)，以百分比形式表示當(dāng)前系統(tǒng)范圍的 CPU 利用率。

• Python子進(jìn)程：

subprocess 模塊允許您生成新進(jìn)程，連接到它們的輸入/輸出/錯誤管道，并獲取它們的返回代碼。

• Python re——正則表達(dá)式操作：

該模塊提供類似于 Perl 中的正則表達(dá)式匹配操作。

要搜索的模式和字符串都可以是 Unicode 字符串（str）以及 8 位字符串（字節(jié)）。但是，Unicode 字符串和 8 位字符串不能混合使用：即不能將 Unicode 字符串與字節(jié)模式匹配，反之亦然；類似地，當(dāng)要求替換時，替換字符串必須與模式和搜索字符串的類型相同。

測試系統(tǒng)：

項(xiàng)目展望：

我計(jì)劃對Raspberry Pi的CPU溫度進(jìn)行PID控制，原因有很多，例如CPU非常熱，風(fēng)扇聲音非常嘈雜，電池消耗速度很快，因?yàn)镃PU熱使系統(tǒng)在長時間使用Raspberry Pi時非常不穩(wěn)定。