Nadzor temperature z ventilatorji Arduino in PWM: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Nadzor temperature s PID -om na ventilatorjih Arduino in PWM za hlajenje strežnika/omrežnega stojala DIY

Pred nekaj tedni sem moral nastaviti stojalo z omrežnimi napravami in nekaj strežniki.

Stojalo je nameščeno v zaprti garaži, zato je temperaturno območje med zimo in poletjem precej visoko, prav tako pa bi lahko bil problem prah.

Med brskanjem po internetu za rešitvami za hlajenje sem ugotovil, da so vsaj na mojem mestu precej drage, saj stanejo> 100 € za 4 230V stropno nameščene ventilatorje s termostatskim krmiljenjem. Pogon termostata mi ni bil všeč, ker pri napajanju vsesava veliko prahu, ker ventilatorji delujejo s polno močjo in sploh ne daje prezračevanja, ko je brez napajanja.

Torej, nezadovoljen s temi izdelki, sem se odločil, da grem po poti "naredi sam" in zgradim nekaj, kar lahko gladko vzdržuje določeno temperaturo.

1. korak: Kako deluje

Da bi bilo veliko lažje, sem se odločil za oboževalce DC: so precej manj hrupni kot ventilatorji AC, čeprav so nekoliko manj zmogljivi, vendar so zame še vedno več kot dovolj.

Sistem uporablja temperaturni senzor za krmiljenje štirih ventilatorjev, ki jih poganja krmilnik Arduino. Arduino duši ventilatorje z uporabo PID logike in jih poganja skozi PWM.

O temperaturi in hitrosti ventilatorja poroča 8-mestni 7-segmentni zaslon, nameščen na aluminijasto palico, nameščeno na stojalo. Poleg zaslona obstajata še dva gumba za nastavitev ciljne temperature.

2. korak: Kaj sem uporabil

Opomba: Ta projekt sem poskušal uresničiti s stvarmi, ki sem jih imel doma, zato ne more biti vse idealno. Proračun je bil skrb.

Tu so komponente, ki sem jih uporabil:

• Strojna oprema
  • Ena akrilna plošča: uporabljena kot osnova (1,50 €);
  • Štirje PVC profili 3,6x1 cm v obliki črke L (4,00 €);
  • Ena aluminijasta plošča: izrezana pri 19 "širini (3,00 EUR);
• Elektronika
  • Štirje 120 -milimetrski PWM ventilatorji: Za Arctic F12 PWM PST sem se odločil zaradi zmožnosti zlaganja vzporedno (4x 8,00 €);
  • One Pro Micro: Vsaka plošča s pogonom ATMega 32u4 bi morala dobro delovati z mojo kodo (4,00 €);
  • Ena relejna plošča: za izklop ventilatorjev, kadar niso potrebni (1,50 €);
  • En 8-mestni 7-segmentni prikazovalni modul MAX7219 (2,00 €);
  • Trije trenutni gumbi, 1 je za ponastavitev (2,00 €);
  • Eno stikalo za vklop 3A (1,50 €);
  • En spojni kabel LAN: za lažji odklop glavnega sklopa na ploščo zaslona (2,50 €);

  • En napajalnik z dvojno izhodno napetostjo 5V in 12V: Uporabite lahko 2 ločena napajalnika ali 12V s pretvornikom za znižanje na 5V (15,00 €);

  • Kabli, vijaki in druge manjše komponente (5,00 €);

Skupni stroški: 74,00 EUR (če bi vse komponente moral kupiti na Ebayu/Amazonu).

3. korak: Primer

Ohišje je izdelano iz 4 tankih plastičnih profilov v obliki črke L, lepljenih in zakovičenih na akrilno ploščo.

Vse komponente škatle so zlepljene z epoksidom.

V akrilu so izrezane štiri 120 mm luknje, ki ustrezajo ventilatorjem. Izrezana je dodatna luknja za prepuščanje kablov termometra.

Na sprednji plošči je stikalo za vklop z lučko. Na levi dve luknji pustita kabel sprednje plošče in kabel USB ven. Za lažje programiranje je dodan dodaten gumb za ponastavitev (Pro Micro nima gumba za ponastavitev, včasih pa je uporaben tudi za nalaganje programa vanj).

Škatlo držijo štirje vijaki, ki skozi luknje prehajajo skozi akrilno podlago.

Sprednja plošča je izdelana iz plošče iz brušenega aluminija, razrezane pri 19 širine in višine ~ 4 cm. Luknja za zaslon je bila narejena z Dremelom, ostale 4 luknje za vijake in gumbe pa z vrtalnikom.

4. korak: Elektronika

Nadzorna plošča je precej preprosta in kompaktna. Med ustvarjanjem projekta sem ugotovil, da bodo oboževalci, ko dobavim 0% PWM, delovali s polno hitrostjo. Da bi se ventilatorji popolnoma ustavili, sem dodal rele, ki izklopi ventilatorje, ko niso potrebni.

Sprednja plošča je s ploščo povezana z omrežnim kablom, ki ga s kabelskim spojnikom enostavno odstranite iz glavnega ohišja. Zadnji del plošče je izdelan iz 2,5x2,5 električne napeljave in pritrjen na ploščo z dvostranskim trakom. Zaslon je pritrjen tudi na ploščo s trakom.

Kot lahko vidite na shemah, sem uporabil nekaj zunanjih uporovnih uporov. Ti zagotavljajo močnejši dvig kot arduino.

Sheme Fritzing najdete v mojem repoju GitHub.

5. korak: Koda

Intelova specifikacija za 4-pinske ventilatorje predlaga ciljno frekvenco PWM 25KHz in sprejemljivo območje od 21 kHz do 28 kHz. Težava je v tem, da je privzeta frekvenca Arduina 488Hz ali 976Hz, vendar je ATMega 32u4 popolnoma sposobna oddajati višje frekvence, zato jo moramo le pravilno nastaviti. Omenil sem ta članek o Leonardovem PWM -u, da bi četrti časovnik nastavil na 23437Hz, kar je najbližje 25KHz.

Uporabil sem različne knjižnice za prikaz, temperaturni senzor in logiko PID.

Celotno posodobljeno kodo najdete v mojem repoju GitHub.

6. korak: Zaključek

Torej, tukaj je! Moram počakati do tega poletja, da bom dejansko videl v akciji, vendar sem prepričan, da bo dobro delovalo.

Načrtujem izdelavo programa za ogled temperature iz vrat USB, ki sem jih priključil na Raspberry Pi.

Upam, da je bilo vse razumljivo. Če ne, mi sporočite in vam bom bolje razložil.

Hvala!