Включение и регулировка скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры для Raspberry Pi с помощью программной реализации ШИМ

fan_ctrl.py

#!/usr/bin/env python
# coding: utf8

# скрипт мониторит температуру, и с помощью ШИМ управляет
# GPIO пином (0-3В), который должен быть подключен на базу транзистора,
# который является ключем в цепи питания вентилятора (5В).
# пример подключения вентилятора через ключ: 
#   https://easyeda.com/b4tman.p2p/rpi-fan-01

# параметры:
T_MIN=50000  # минимальная температура включения (в градусах С * 1000)
T_FULL=60000 # температура для включения на полную скорость
S_MIN=15     # минимальная скорость, при включении вентилятора (процент)
S_MAX=100    # максимальная скорость вентилятора
GPIO_pin=4   # номер управляющей GPIO ноги
DELAY=5      # интервал между проверками (секунд)
# ---

import time
import logging
from gpiozero import PWMOutputDevice
from gpiozero.pins.rpigpio import RPiGPIOPin
import gpiozero.devices

# генератор, бесконечно получает температуру
def get_temp():
  with open('/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp', mode='r') as f:
    while(True):
      f.seek(0,0)
      txt = f.read()
      yield int(txt.strip())  

# аналог Arduino-функции map
def val_map(src_x, src_a, src_b, dst_a, dst_b):
  if dst_a == dst_b:
    return dst_a
  src_plus = 1 if src_b >= src_a else 0
  dst_plus = 1 if dst_b >= dst_a else 0
  src_len = (src_b - src_a) if src_plus else (src_a - src_b)
  dst_len = (dst_b - dst_a) if dst_plus else (dst_a - dst_b)
  val = (float(src_x) - (src_a if src_plus else src_b))/(float(src_len) if src_len > 0 else 1)
  return int((dst_a if dst_plus else dst_b) + ((1 if dst_plus else -1)* val * dst_len))

# аналог Arduino-функции constrain
def val_constrain(x, start, end):
  return min(max(x, start), end)

# настройка ШИМ
gpiozero.devices.pin_factory = RPiGPIOPin
fan = PWMOutputDevice(GPIO_pin)

logging.basicConfig(format = '[%(asctime)s] %(message)s', datefmt='%H:%M:%S', level = logging.DEBUG)

t = 0
try:
  for t in get_temp():
    if t < T_MIN:
      fan.off()
      time.sleep(DELAY)
      continue
    t = val_constrain(t, T_MIN, T_FULL)
    speed = val_map(t, T_MIN, T_FULL, S_MIN*10, S_MAX*10)
    logging.debug('temp: %.3f °С, speed: %d %%', float(t)/1000, int(speed/10))
    fan.value = float(speed)/1000.
    time.sleep(DELAY)
except KeyboardInterrupt:
  pass
finally:
  fan.close()

install.sh

#!/bin/sh

docker run -d \
        --device /dev/gpiomem:/dev/gpiomem \
        -v /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp:/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp:ro \
        --restart=unless-stopped \
        --name=rpi-fan \
        b4tman/rpi-fan

rpi-fan.Dockerfile

FROM arm32v6/python:alpine3.7

WORKDIR /usr/src

ENV TZ=Europe/Moscow

RUN set -ex \
    && apk add --no-cache --virtual .build-deps  \
		gcc \
		libc-dev \
		alpine-conf \
		tzdata \
    && /sbin/setup-timezone -z $TZ \
    && pip install --upgrade --no-cache-dir pip \
    && pip install --no-cache-dir \
		RPi.GPIO \
		gpiozero \
    && apk del .build-deps


COPY fan_ctrl.py /usr/src

CMD ["python", "/usr/src/fan_ctrl.py"]

демо

Если не сложно расскажите пожалуйста куда (по каким директориям) разложить эти файлы и что надо выполнить запустить что бы начал работать вентилятор.
Заранее спасибо

Привет! а не скажешь куда сохранять скрипты и какие запускать, например через rc.local речь о RPi3. Не очень я силен в скриптах, что то понимаю. Но тут понять не могу.... было бы классно иметь инструкцию для чайников)))

@blackangel666 Привет

• Предлагаю запускать через докер (по установке можно прочитать например здесь: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/debian/ ).

1. Можно взять уже готовый образ:
   docker pull b4tman/rpi-fan
   Или собрать самостоятельно:
   docker build -t b4tman/rpi-fan -f rpi-fan.Dockerfile .

2. Установить и запустить можно с помощью install.sh

• Но можно и без докера запускать.

1. Нужно просто установить python и зависимости:
   pip install RPi.GPIO gpiozero

2. А потом запускать например через rc.local:
   python /path/to/script/fan_ctrl.py
   где /path/to/script/ - папка со скриптом

Не подскажешь какой транзистор можно использовать?)

@MrPhelko я использовал BC337 по такой схеме: https://disk.yandex.ru/d/f2PAsS5Q3GHYGh/rpi-fan_circuit.png

подойдет почти любой NPN транзистор, но нужно проверить по даташиту, чтобы выдержал ток нужный вентилятору, и соответственно подобрать резистор на базу

@mgritsan

SyntaxError: 'utf8' codec can't decode byte 0xef in position 0: invalid continuation byte

видимо файл сохранился в кодировке UTF8 с BOM (EF BB BF в начале файла), попробуйте скачать файл целиком нажав "Сохранить ссылку как" в контекстном меню (ПКМ) на кнопке Raw или просто пересохранить без BOM.

или так:

git clone https://gist.github.com/b4tman/8903893c3d8edc6b43fd

Если не помогло, то напишите версию python и полный текст ошибки.

Установил по ссылке(или команде). все заработало. Спасибо

Не подскажите почему выдаёт ошибку?

root@raspberrypi:/opt/FanControl# python3 /opt/FanControl/fan_ctrl.py
Traceback (most recent call last):
File "/opt/FanControl/fan_ctrl.py", line 21, in
from gpiozero import PWMOutputDevice
ModuleNotFoundError: No module named 'gpiozero'

@AleksandrGromov

Не подскажите почему выдаёт ошибку?

root@raspberrypi:/opt/FanControl# python3 /opt/FanControl/fan_ctrl.py Traceback (most recent call last): File "/opt/FanControl/fan_ctrl.py", line 21, in from gpiozero import PWMOutputDevice ModuleNotFoundError: No module named 'gpiozero'

нужно установить зависимости, например так:

pip3 install RPi.GPIO gpiozero

должен быть установлен pip3, если нет тогда:

apt install python3-pip