使用Bash腳本控制Raspberry Pi冷卻風(fēng)扇

在之前的一篇文章中，我在 Raspberry Pi 單板計(jì)算機(jī)的上下文中對(duì) Bash 腳本的世界做了一個(gè)非常簡(jiǎn)短的介紹。這是一個(gè)非常強(qiáng)大的工具，能夠執(zhí)行批處理文件重命名、決策等管理任務(wù)。雖然此腳本接口適用于任何 Linux 系統(tǒng)，但 Raspberry Pi 的 GPIO 引腳使其功能更加強(qiáng)大，允許它直接控制物理設(shè)備，例如 LED，甚至可以通過(guò)晶體管間接控制電機(jī)和其他更高電流的設(shè)備。

碰巧的是，Raspberry Pi 沒(méi)有任何類型的主動(dòng)甚至被動(dòng)冷卻解決方案，而且很常見(jiàn)的是簡(jiǎn)單地將風(fēng)扇連接到其 5V 電源上以始終運(yùn)行。這似乎工作正常，但是當(dāng)我注意到運(yùn)行我的 3D 打印機(jī)（在佛羅里達(dá)州炎熱的車庫(kù)中）的 Pi 過(guò)熱時(shí)，一直運(yùn)行它似乎有點(diǎn)傻。畢竟，樹(shù)莓派一直在通電，但當(dāng)我打印某些東西時(shí)，它實(shí)際上是在非常間歇的基礎(chǔ)上使用的。

（ GitHub 上提供的腳本和 PCB 設(shè)計(jì)）

為了使風(fēng)扇功能也間歇性地運(yùn)行，我使用了上面顯示的 bash 腳本，設(shè)置為每分鐘通過(guò) cron 運(yùn)行一次。觸發(fā)時(shí)，它使用vcgencmd measure_temp獲取 Raspberry Pi 處理器的溫度。然后，它使用 if/then/else 語(yǔ)句比較此溫度，以使用gpio -g write 3 1行打開(kāi)風(fēng)扇或使用gpio -g write 3 0關(guān)閉風(fēng)扇。它不是響應(yīng)速度最快的解決方案，每分鐘只能打開(kāi)或關(guān)閉一次，但它比我迄今為止在程序方面看到的任何其他東西都要簡(jiǎn)單得多。

為了直接為風(fēng)扇本身供電，我通過(guò) Pi 的一個(gè) 5v 引腳使用了一個(gè) 2N2222 NPN 晶體管。在這里，GPIO 引腳 3 被饋送到晶體管的基極，允許電流流過(guò)風(fēng)扇，然后通過(guò)晶體管的集電極和發(fā)射極，最后到地。在 GPIO 和基極之間使用一個(gè)電阻器來(lái)限制電流輸出。我還在設(shè)計(jì)中添加了一個(gè)反激二極管，以解決風(fēng)扇關(guān)閉時(shí)的電壓尖峰問(wèn)題，盡管它是可選的，并且實(shí)際上并未在我當(dāng)前的設(shè)置中使用。

一個(gè)簡(jiǎn)單的PCB

（顯示的是 1K，但實(shí)際使用的是 500 歐姆電阻）

如果使用冷卻風(fēng)扇和大型散熱器組件還不夠大（一個(gè)小的無(wú)源鋁冷卻器可能就可以了），我決定制作一個(gè) PCB 來(lái)容納晶體管、電阻器和二極管。該設(shè)計(jì)由 KiCad制作，由OSH Park制造。它看起來(lái)不錯(cuò)，而且效果很好，而且 PCB 比我預(yù)期的要小得多。在這種特殊情況下，每批 3 個(gè)不到一美元，如果您可以等待一兩個(gè)星期來(lái)嘗試，我肯定會(huì)推薦這種東西。

下面的視頻顯示了一切都已實(shí)現(xiàn)，包括對(duì)軟件設(shè)置的評(píng)論。該視頻介紹了如何在 PCB 或面包板上使用組件和熱縮管實(shí)現(xiàn)晶體管/風(fēng)扇設(shè)計(jì)。這是一個(gè)有趣的項(xiàng)目，作為額外的獎(jiǎng)勵(lì)，風(fēng)扇組件上有一個(gè) RGB 燈，當(dāng)它實(shí)際運(yùn)行時(shí)，它會(huì)以多彩的方式告訴你。

Bash 的部分強(qiáng)大功能以及通常使用 Raspberry Pi 的外殼，是您可以遠(yuǎn)程登錄并通過(guò) SSH 做任何您需要做的事情。為了提供幫助，我在這篇文章中寫了一個(gè)關(guān)于這樣做的一些更好點(diǎn)的指南。如果您在 Pi 之旅中相對(duì)較新，或者到目前為止您可能錯(cuò)過(guò)了一兩種技術(shù)，這可能會(huì)很有幫助！

審核編輯：郭婷