基于树莓派的风扇控制器设计

在本方案中，我添加了通过监控 Raspberry Pi 核心温度和 CPU 使用率仅在需要时打开风扇的功能。这样，嘈杂的风扇就不会一直运行。

添加风扇的一种简单方法是将风扇引线连接到 3.3V 或 5V 引脚并接地。使用这种方法，风扇将一直运行。

我认为在达到或超过高温阈值时打开风扇，然后在 CPU 冷却到低温阈值以下时将其关闭会更有趣。

如何制作：

H0FR7 是一款单刀单掷 (SPST) 12V/20A MOSFET 开关模块，基于 STMicroelectronics STD36P4LLF6 MOSFET P 晶体管、双向电流检测放大器INA199A2DCKT和STM32F0 MCU。

开关为 SPST（单刀单掷）型STD36P4LLF6 ：

• 该器件是使用 STripFET™ F6 技术开发的 P 沟道功率 MOSFET，具有新的沟槽栅极结构。由此产生的功率 MOSFET 在所有封装中都表现出非常低的 RDS(on)。

USB-Serial Prototype Cable : 4-pin USB 2.0 to UART 串​​口线是 Hexabitz 开发不可或缺的工具！它结合了 FTDI 的 FT232H USB 到 UART 接口，可处理所有 USB 信号和协议。电缆带有四个引脚（TXD、RXD、3.3V、GND）并且具有足够的长度（1 m）。该电缆提供了一种快速、廉价且简单的方式来连接您的 Hexabitz 模块和其他硬件，并使用 3.3v / 500mA 直接为它们供电。

代码说明
Python Tkinter：
Tkinter 是 Python 的标准 GUI 库。Python 与 Tkinter 结合使用时，提供了一种创建 GUI 应用程序的快速简便的方法。Tkinter 为 Tk GUI 工具包提供了一个强大的面向对象的接口。使用 Tkinter 创建 GUI 应用程序是一项简单的任务。

您需要做的就是执行以下步骤：

• 导入Tkinter模块。
• 创建 GUI 应用程序主窗口。
• 将一个或多个上述小部件添加到 GUI 应用程序。
• 进入主事件循环，对用户触发的每个事件采取行动。

从命令行启动Python3（使用python3）然后

如果出现错误信息，则退出Python3并调用此命令进行安装。

• “master”代表父窗口，应在其中放置条目小部件。与其他小部件一样，可以通过使用选项进一步影响小部件的呈现。逗号分隔的选项列表可以为空。
• Button 小部件是一个标准的 Tkinter 小部件，用于各种按钮。按钮是设计用于用户交互的小部件，即如果按钮被鼠标点击按下，则可能会启动某些操作。它们还可以包含文本和图像，如标签。
• Python pyserial：

该模块封装了对串口的访问。它为在 Windows 和 Linux 上运行的 Python 提供后端。名为“serial”的模块会自动选择合适的后端。

根据 python 的版本，有几个命令可以安装包 pyserial。

有多种方法可以确定设备所连接的 USB 端口。最快的是将设备连接到 USB 端口，然后立即运行命令dmesg -s 1024 。

您将直接获得它所连接的 tty 端口。

读取串行端口的 Python 代码：这部分代码主要实例化串行类，使用它需要建立连接的所有各种信息来设置它。

端口- 这定义了对象应该尝试读取和写入的串行端口。

波特率——这是通过通信信道传输信息的速率。

parity – 设置我们是否应该进行奇偶校验，这是为了确保通信期间节点之间的数据传输准确。

stopbits – 这是预期的位模式，指示字符或数据传输的结束。

字节大小——这是数据位数。

timeout - 这是串行命令在超时之前应等待的时间量。

Python psutil（python 系统和进程实用程序）：
psutil 是一个跨平台库，用于在Python 中检索有关正在运行的进程和系统利用率（CPU、内存、磁盘、网络、传感器）的信息。它主要用于系统监控、分析、限制进程资源和管理正在运行的进程。它实现了 UNIX 命令行工具提供的许多功能，例如：ps、top、lsof、netstat、ifconfig、who、df、kill、free、nice、ionice、iostat、iotop、uptime、pidof、tty、taskset、pmap 。psutil 目前支持以下平台：Linux、Windows、macOS、FreeBSD、OpenBSD、NetBSD、Sun Solaris、AIX

返回一个浮点数，以百分比形式表示当前系统范围的 CPU 利用率。

• Python子进程：

subprocess 模块允许您生成新进程，连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回代码。

• Python re——正则表达式操作：

该模块提供类似于 Perl 中的正则表达式匹配操作。

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（字节）。但是，Unicode 字符串和 8 位字符串不能混合使用：即不能将 Unicode 字符串与字节模式匹配，反之亦然；类似地，当要求替换时，替换字符串必须与模式和搜索字符串的类型相同。

测试系统：

项目展望：

我计划对Raspberry Pi的CPU温度进行PID控制，原因有很多，例如CPU非常热，风扇声音非常嘈杂，电池消耗速度很快，因为CPU热使系统在长时间使用Raspberry Pi时非常不稳定。