极客DIY:制作一款智能家用温控器(PART 2)

引文

在上一部分,我主要是对于外壳以及如何利用树莓派完成了一些简单的计划任务,下面将会对其余的计划任务进行制作。

写在前面

这里主要是需要了解作者用到了两个部分,一个是树莓派(model A: 300mA),还有就是TFT屏幕( 100mA)。本文主要用到的是edimax无线网卡,芯片是Realtek RTL8188CUS,作者从第三方找来的建议最大的电压和电流控制在 3.3v、600mA。作者表示最后会将电流控制在400mA,正如前文所提到的。外壳的空间是一定的,电源的功率越大那么产生的热量就会越多,我原本是打算安装一个带散热的电源,但是输出在5v,但不幸的是,但经过负载测试之后发现是不行的。如果低于200mA,那么有可能最后导致元件不工作,也就是即使在150mA,即600mV时候那么树莓派就会悲剧了。于是我打算看看250mA时的工作情况,以及绘制出如下的线性图,而这个时候我相信屏幕背光可能失去作用,同时峰值可能会更高,具体可以参考下面的图示。

功率

首先主要是对于树莓派的线性稳压器( 3v3)进行标记,标记是RG2。而该元器件电源主要是5v输出。

线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。其产品均采用小型封装,具有出色的性能,并且提供热过载保护、安全限流等增值特性,关断模式还能大幅降低功耗,同时也对应了之前所提到的低功率的问题。于是我决定改装这个,采用更高效的元件,于是我加入了开关调节器,而在这里也需要小心输入输出方式,而这里可以看到LM2596/LM2598芯片的实际效果仅仅是77%。

我决定使用 MP2307 ( 降压稳压DC-DC模块),这些都可以在网上买到,你可以在图中发现实际效果已经超过90%,而芯片的电感 L(10uH)。

而对于DC-DC模块,具有一个可变输出范围。我花了15分钟时间保证尽可能接近3.3V,最后是在3.34v。我利用之前的稳压器以及GPIO(5v),然后进行焊接,这些焊接过程没有经过开发板的保护电路所以需要小心。

软件

当然我为了避免消耗更多的功率,可以设置树莓派HDMI接口关闭,这个可以在启动运行时进行,但我还是设置了频率来调整能耗即700MHz 300-500MHz。而这也使得处理器时钟频率下降,而在做这些事情的时候我安装了cpufrequtils,而 GPU应该是空闲状态。

功耗

在这里我需要了解设备的功耗情况,在这里树莓派以及之前的稳压器的情况都需要了解一下。这里有个比较不错的视频(点击我(需要梯子)),在看完视频之后就会对下图有所了解,需要0.1欧姆电阻,然后测量两端电压( 20.5mV == 205mA)。如果发现电压不稳定情况就需要做出调整了,在测试中我的没有出现这样情况所以就可以完成这一步了。

详细测量

这里就需要用到我的 Vichy VC99万用表了,但我手里没有更精密的仪器所以无法测量出更精确的数值,在测量是需要将万用表的量程调到最大,这里需要了解树莓派电源的实际运行情况,因为我使用的电源一旦出现压降,树莓派就可能不会工作了,最后我测试的时候使用了HTC TCB250(5V 1A )手机充电器。测试如下:这次测试加入了WiFi,设备连接到7米远的无线接入点。

首先启动树莓派然后测出读数 376mA,这和预期不太一样,我的预期是 200mA,当然在没有连接WiFi以及最终开启屏幕显示的情况。 TV 服务关闭,这个前面的视频就有相关内容,最后测试读数356mA,而你需要做的就是在配置中设置“opt/vc/bin/tvservice–off”。下面就是MP2307部分了,最后在树莓派完成启动后测出读数为325mA,我之年对没有WiFi以及屏幕完全开启的情况下读数的预测是200mA,也就是最后会留给其它的大约是156mA,而调节器的实际情况在70%,那么最后就有可能低于110mA,但MP2307的利用效率是100%,我假设是90%,根据上面的图示可以推测,电流121mA,这样就很接近之前的推测值。关于电路信息可以参考下面。

需要注意的是,测试中用到了5V到3V3的电平转换器,经过测试之后的现象可以看下面的视频:

其实这里面也有一个插曲,出现了问题,我当时第一反应是电涌,也就是超出正常工作电压的瞬间过电压,电涌也指电网输出电压有效值大于额定值110%,其持续时间为一个周波(20ms)至数个周波的电压变化,我的第一反应是不是树莓派会出现问题,于是做了检查,在前一部分更换了电容我于是用重新处理,最后如图。

于是重新启动树莓派然后看到读数254mA,这里需要的电流80mA,但是出现了亮度下降问题,我想这会影响发光二极管的寿命,但我不是一个专家这只是猜测,但这也无关紧要。后来我发现了sd卡插槽,建议按照图中位置检查3、4引脚处的电容(22uF),如果没有请焊接一下。

但这里最大的问题就是闪烁还在继续,后来我又检查了显示屏和GPIO接口,后来会发现输出在3.3~2.8。当然这里的屏幕规格小一些,我将连接器连接到输入输出的位置上。

我尝试从网络解决问题,我后来买了一些电容更换了一下然后焊接上面,貌似起到了作用然后设备也似乎稳定了。最后完成测试启动这种设计相对好一些,可以降低闪烁程度。可以参考下图(这里的额定电压是6v,还有无太大用的AC-DC电源)。在这里我最后的测量值为 250mA,在正常使用恐怕无线模块周围的电路达到220mA,当屏幕背光关闭以及WiFi关闭那么电流140mA,之前的充电器怕是能够提供4.8V。

这就是之前的外壳,我现在就留下了一个框架。

在电源后面,我将连接器的位置弄个缺口出来

这个时候需要安装屏幕了,需要些胶水等最后风干之后完成这一步

这些位置都是对应按钮的,这样就可以操作设备了

这里可以看到屏幕控制按钮位置以及前面留下的其余按钮位置

这部分主要是安装屏幕按钮(GPIO),最后把它放在下面

pir传感器这部分也是相当纠结的,这时候就需要注意运动检测(5伏输入),PIR是由异氰酸盐经触媒作用后与聚醚发生反应制成发泡材料,其物理与防火性比一般聚氨酯更为优异。是一种理想的有机低温隔热材料,具有导热系数小、轻质防震、适应性强。

我这里使用了很薄的金属片然后放在板子上面作为散热,这样也可以给其余的组件一些空间

因为现在我的当地温度还是比较热的,所以后来我又加了铝制散热片。

对于电源部分,AC-DC电源模块可以搭配MP2307 5v->3v3转换器,里面200uf电容主要是为树莓派准备的。

*参考来源:domipheus(3,4),饭团君投递,转载请注明来自FreeBuf黑客与极客(FreeBuf.COM)

原文发布于微信公众号 - FreeBuf(freebuf)

原文发表时间:2016-06-26

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏ATYUN订阅号

【学术】厉害了我的哥,国外技术大咖仿造了谷歌的Arts &Culture,找到古代的“你”

当我激动的室友第一次向我展示肖像搜索功能时,我对结果感到很惊讶(也觉得有点受侮辱)。对于那些不熟悉它的人来说,谷歌Arts & Culture的这一功能让你可以...

3504
来自专栏AI科技大本营的专栏

深度学习训练时GPU温度过高?几个命令,为你的GPU迅速降温

图来自网络 作者 | 人工智豪(ID:Aihows) 新买回来的不带水冷公版GPU,在满负载运行的时候,温度从室温马上飙升到85度,而且模型训练不是几分钟完事,...

5199
来自专栏AI科技评论

开发 | 深度学习训练时 GPU 温度过高?输入这几行命令就能迅速降温

AI科技评论按:本文作者胡智豪,原载于作者个人博客,AI科技评论经授权发布。 新买回来的不带水冷公版GPU,在满负载运行的时候,温度从室温马上飙升到85度,而且...

37712
来自专栏生信技能树

【直播】我的基因组 32:使用annovar注释vcf

ANNOVAR软件用法看我以前的博客: 1.Annovar使用记录 (http://www.bio-info-trainee.com/641.html) 2.用...

4858
来自专栏工科狗和生物喵

《实时软件控制设计》MATLAB-PIL测试报告基于Qemu Cortex-M 3的环境

正文之前 首先,跟助教说声抱歉,我们组因为一些因素没有按时完成PIL的测试,还要申请延期。另外也感谢助教的催促,让我们能够在今天下午就完成PIL测试,也算是为本...

4168
来自专栏AI研习社

人工智能开始玩《星际争霸2》 我们对它的研究环境进行了测试

本文原作者洪水宋,杜克,原文载于作者的知乎专栏 - 智能单元。 8月10号,DeepMind联合暴雪发布了星际争霸2人工智能研究环境SC2LE,从而使人工智能的...

4075
来自专栏xingoo, 一个梦想做发明家的程序员

我的AI之路 —— OCR文字识别快速体验版

还记得前一阵某小盆友拿过来一个全是图片的ppt,让我把里面的文字给抠出来(我当时很震惊!!!),随后在网上随便找了个OCR的在线文档转换软件,就给转过来了——这...

6482
来自专栏人工智能LeadAI

深度学习训练时GPU温度过高?几个命令,为你的GPU迅速降温。

新买回来的不带水冷公版GPU,在满负载运行的时候,温度从室温马上飙升到85度,而且模型训练不是几分钟完事,很有可能要长期保持在高温状态下运行,让如此昂贵的GPU...

6167
来自专栏木子昭的博客

PDF转Word 用谷歌文档进行在线OCR识别

博主最近被人问到了这个问题, 也做了一番研究, 最终找到两个靠谱的方法, 分享一下

2.4K2
来自专栏张善友的专栏

CAP理论十二年回顾:"规则"变了

CAP理论断言任何基于网络的数据共享系统,最多只能满足数据一致性、可用性、分区容忍性三要素中的两个要素。但是通过显式处理分区情形,系统设计师可以做到优化数据一致...

2929

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券