Arduino ve PWM Fanları İle Sıcaklık Kontrolü: 6 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

DIY sunucusu/ağ rafı soğutması için Arduino ve PWM fanlarında PID ile sıcaklık kontrolü

Birkaç hafta önce ağ cihazları ve birkaç sunucu ile bir raf kurmam gerekiyordu.

Raf kapalı bir garaja yerleştirilmiştir, bu nedenle kış ve yaz arasındaki sıcaklık aralığı oldukça yüksektir ve ayrıca toz da sorun olabilir.

Soğutma çözümleri için internette gezinirken, termostat kontrollü 4 230V tavana monte fan için en azından benim yerimde >100€ olmak üzere oldukça pahalı olduklarını öğrendim. Termostat sürücüsünü beğenmedim çünkü güç verildiğinde çok fazla toz çekiyor, fanlar tam güçle çalışıyor ve güç kesildiğinde hiç havalandırma yapmıyor.

Bu ürünlerden memnun kalmayarak, belirli bir sıcaklığı sorunsuz bir şekilde koruyabilen bir şey yaparak kendin yap yoluna gitmeye karar verdim.

Adım 1: Nasıl Çalışır?

İşleri çok daha kolay hale getirmek için DC hayranlarına yöneldim: AC fanlarından çok daha az gürültülüler ve biraz daha az güçlüler, ama yine de benim için fazlasıyla yeterli.

Sistem, bir Arduino denetleyicisi tarafından sürülen dört fanı kontrol etmek için bir sıcaklık sensörü kullanır. Arduino, fanları PID mantığı kullanarak kısıyor ve onları PWM üzerinden sürüyor.

Sıcaklık ve fan hızı, rafa monte edilmiş bir alüminyum çubuğa yerleştirilmiş 8 haneli 7 segmentli bir ekran aracılığıyla bildirilir. Ekranın yanı sıra hedef sıcaklığı ayarlamak için iki düğme vardır.

Adım 2: Ne Kullandım

Not: Bu projeyi evde yatan şeylerle gerçekleştirmeye çalıştım, bu yüzden her şey ideal olmayabilir. Bütçe endişe vericiydi.

İşte kullandığım bileşenler:

• Donanım

  • Bir akrilik panel: taban olarak kullanılır (1,50 €);
  • Dört adet 3.6x1cm L şeklinde PVC profil (4.00 €);
  • Bir alüminyum panel: 19" genişliğinde kesim (3,00 €);

• Elektronik

  • Dört adet 120mm PWM fanı: Arctic F12 PWM PST'yi paralel olarak istifleyebilme özelliğinden dolayı (4x 8,00 €) tercih ettim;
  • One Pro Micro: Herhangi bir ATMega 32u4 güç kartı benim kodumla sorunsuz çalışmalı (4.00 €);
  • Bir röle kartı: gerekmediğinde fanları kapatmak için (1,50 €);
  • Bir adet 8 haneli 7 segmentli MAX7219 ekran modülü (2.00 €);
  • Üç adet anlık buton, 1 tanesi sıfırlama içindir (2.00 €);
  • Bir adet 3A güç anahtarı (1,50 €);
  • Bir LAN kablo bağlayıcısı: ana aksamı ekran panelinden kolayca ayırmak için (2,50 €);

  • Bir adet 5V ve 12V çift çıkışlı güç kaynağı: 2 ayrı PSU veya 5V'a düşürücü dönüştürücülü bir 12V (15.00 €) kullanabilirsiniz;

  • Kablolar, vidalar ve diğer küçük bileşenler (5,00 €);

Toplam maliyet: 74,00 € (tüm bileşenleri Ebay/Amazon'dan satın almam gerekseydi).

Adım 3: Vaka

Kasa, akrilik bir levhaya yapıştırılmış ve perçinlenmiş 4 ince L şeklinde plastik profilden yapılmıştır.

Kutunun tüm bileşenleri epoksi ile yapıştırılmıştır.

Fanlara uyması için akrilikte dört adet 120 mm delik açılmıştır. Termometre kablolarının geçmesi için ek bir delik açılır.

Ön panelde gösterge ışıklı bir güç anahtarı bulunur. Soldaki iki delik, ön panel kablosunun ve USB kablosunun dışarı çıkmasını sağlar. Daha kolay programlama için ek bir sıfırlama düğmesi eklenir (Pro Micro'nun sıfırlama düğmesi yoktur ve bazen üzerine bir program yüklemek için kullanışlıdır).

Kutu, akrilik tabandaki deliklerden geçen 4 vida ile tutulur.

Ön panel, 19 genişliğinde ve ~4cm yüksekliğinde kesilmiş, fırçalanmış alüminyum panelden yapılmıştır. Ekran deliği bir Dremel ile, diğer 4 vida ve düğme deliği ise bir matkapla yapılmıştır.

Adım 4: Elektronik

Kontrol panosu oldukça basit ve kompakttır. Projenin yapımı sırasında fanlara %0 PWM verdiğimde tam hızda çalışacaklarını öğrendim. Fanların dönmesini tamamen durdurmak için, gerekmediğinde fanları kapatan bir röle ekledim.

Ön panel, bir kablo kuplörü kullanılarak ana muhafazadan kolayca ayrılabilen bir ağ kablosu aracılığıyla karta bağlanır. Panelin arkası 2,5x2,5 elektrik borusundan yapılmış olup, çift taraflı bant ile panele sabitlenmiştir. Ekran ayrıca bantla panele sabitlenir.

Şemalarda görebileceğiniz gibi, bazı harici çekme dirençleri kullandım. Bunlar, arduino'lardan daha güçlü bir çekiş sağlar.

Fritzing şemaları GitHub depomda bulunabilir.

Adım 5: Kod

Intel'in 4 pinli fanlar için spesifikasyonu, 25KHz hedef PWM frekansı ve 21 kHz ila 28 kHz kabul edilebilir aralık önerir. Sorun, Arduino'nun varsayılan frekansının 488Hz veya 976Hz olmasıdır, ancak ATMega 32u4 mükemmel bir şekilde daha yüksek frekanslar sunabilir, bu yüzden sadece doğru şekilde ayarlamamız gerekiyor. Dördüncü zamanlayıcıyı 25KHz'e en yakın olan 23437Hz'e ayarlamak için Leonardo'nun PWM'si hakkındaki bu makaleye atıfta bulundum.

Ekran, sıcaklık sensörü ve PID mantığı için çeşitli kütüphaneler kullandım.

Tam güncellenmiş kod GitHub depomda bulunabilir.

6. Adım: Sonuç

İşte burada! Gerçekten eylemde görmek için bu yaza kadar beklemem gerekiyor, ama iyi çalışacağından oldukça eminim.

Raspberry Pi'ye bağladığım USB bağlantı noktasından sıcaklığı görmek için bir program yapmayı planlıyorum.

Umarım her şey anlaşılır olmuştur, değilse bana bildirin ve daha iyi açıklayacağım.

Teşekkürler!