树莓派使用GPIO控制风扇转速方法

        最近购置了一套树莓派3B+，各种折腾。尝试安装了官方的raspbian系统、游戏模拟器laka系统、家庭多媒体系统libreELEC等，其实安装方法大同小异，基本都是网上先下载镜像，然后用Etcher烧录到SD卡或U盘。官方建议一般烧录到SD卡，但各种原因还是觉得烧录到U盘比较稳妥。安装raspbian不需做任何修改，烧录完成直接插到USB，上电启动即可。烧录非官方系统可能要修改一些配置，一般是修改cmdline.txt配置文件。网上有很多教程，这里就不赘述了。

        下面重点讲下散热问题，当前的室温是25度左右，如果不安装风扇，仅仅靠贴上去的散热片散热，系统没跑任何任务，CPU温度为56左右。直接插上风扇全速运行，温度在39度左右。总感觉树莓派如果7*24小时运行的话，风扇挺耗电的。所以考虑用一个GPIO控制风扇的转速。主要硬件部分就是加一个普通的三极管就可以了。然后使用GPIO输出PWM占空比控制风扇转速。

具体代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# 控制风扇的GPIO
FAN_GPIO = 11
# 低温阈值，低于它则关闭风扇
MIN_TEMP = 35
# 高温阈值，高于它则全速运转
MAX_TEMP = 55
# 多长时间读取一次CPU温度，单位秒
SAMPLING = 30


# 单位为千分之一度
def get_cpu_temp():
    with open('/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp') as f:
        cpu_temp = int(f.read())
    return cpu_temp


def main():
    GPIO.setwarnings(False)
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    GPIO.setup(FAN_GPIO, GPIO.OUT)

    # 初始化PWM的频率，frequency=50Hz
    pwm = GPIO.PWM(FAN_GPIO, 50)
    # 为防止风扇卡死，开机全速运行n秒
    pwm.start(100)
    time.sleep(5)
    pwm.stop()

    try:
        while 1:
            temp = get_cpu_temp()
            print('CPU temperature:', temp)
            if temp < MIN_TEMP * 1000:
                # 低于低温阈值，则关闭风扇
                print('fan to stop running')
                pwm.stop()
            elif temp > MAX_TEMP * 1000:
                # 超过高温阈值，则全速运行
                print('full-speed operation')
                pwm.start(100)
            else:
                # 在低温阈值和高温阈值之间时，则根据占空比使用PWM控制风扇转速。
                dc = (temp - MIN_TEMP * 1000) * 100 / ((MAX_TEMP - MIN_TEMP) * 1000)
                pwm.start(dc)
                print('PWM duty cycle:', dc)
            # 设置采样频率
            time.sleep(SAMPLING)
    except KeyboardInterrupt:
        pass

    pwm.stop()
    GPIO.cleanup()


if __name__ == '__main__':
    main()

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