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[10238] 2016-06-26_极客DIY：制作一款智能家用温控器（PART2）

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-06-26_极客DIY：制作一款智能家用温控器（PART2） 极 客 D I Y ： 制 作 一 款 智 能 家 用 温 控 器 （ P A R T   2 ） 饭 团 君   F r e e B u f   2 0 1 6 - 0 6 - 2 6         引 文 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 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 （ m o d e l   A :   3 0 0 m A ） ， 还 有 就 是 T F T 屏 幕 （   1 0 0 m A ） 。 本 文 主 要 用 到 的 是 e d i m a x 无 线 网 卡 ， 芯 片 是 R e a l t e k   R T L 8 1 8 8 C U S ， 作 者 从 第 三 方 找 来 的 建 议 最 大 的 电 压 和 电 流 控 制 在     3 . 3 v 、 6 0 0 m A 。 作 者 表 示 最 后 会 将 电 流 控 制 在 4 0 0 m A ， 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 5 v ， 但 不 幸 的 是 ， 但 经 过 负 载 测 试 之 后 发 现 是 不 行 的 。 如 果 低 于 2 0 0 m A ， 那 么 有 可 能 最 后 导 致 元 件 不 工 作 ， 也 就 是 即 使 在 1 5 0 m A ， 即 6 0 0 m V 时 候 那 么 树 莓 派 就 会 悲 剧 了 。 于 是 我 打 算 看 看 2 5 0 m A 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 功 率 首 先 主 要 是 对 于 树 莓 派 的 线 性 稳 压 器 （   3 v 3 ） 进 行 标 记 ， 标 记 是 R G 2 。 而 该 元 器 件 电 源 主 要 是 5 v 输 出 。
        线 性 稳 压 器 使 用 在 其 线 性 区 域 内 运 行 的 晶 体 管 或   F E T ， 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 L M 2 5 9 6 / L M 2 5 9 8 芯 片 的 实 际 效 果 仅 仅 是 7 7 % 。         我 决 定 使 用   M P 2 3 0 7   （   降 压 稳 压 D C - D C 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 9 0 % ， 而 芯 片 的 电 感 L （ 1 0 u H ） 。
        而 对 于 D C - D C 模 块 ， 具 有 一 个 可 变 输 出 范 围 。 我 花 了 1 5 分 钟 时 间 保 证 尽 可 能 接 近 3 . 3 V ， 最 后 是 在 3 . 3 4 v 。 我 利 用 之 前 的 稳 压 器 以 及 G P I O （ 5 v ） ， 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 软 件 当 然 我 为 了 避 免 消 耗 更 多 的 功 率 ， 可 以 设 置 树 莓 派 H D M I 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 7 0 0 M H z   3 0 0 - 5 0 0 M H z 。 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 c p u f r e q u t i l s ， 而   G P U 应 该 是 空 闲 状 态 。 功 耗 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 （   2 0 . 5 m V   = =   2 0 5 m A ） 。 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 详 细 测 量 这 里 就 需 要 用 到 我 的   V i c h y   V C 9 9 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 H T C   T C B 2 5 0 （ 5 V   1 A   ） 手 机 充 电 器 。 测 试 如 下 ： 这 次 测 试 加 入 了 W i F i ， 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   3 7 6 m A ， 这 和 预 期 不 太 一 样 ， 我 的 预 期 是   2 0 0 m A ， 当 然 在 没 有 连 接 W i F i 以 及 最 终 开 启 屏 幕 显 示 的 情 况 。   T V   服 务 关 闭 ， 这 个 前 面 的 视 频 就 有 相 关 内 容 ， 最 后 测 试 读 数 3 5 6 m A ， 而 你 需 要 做 的 就 是 在 配 置 中 设 置 “ o p t / v c / b i n / t v s e r v i c e – o f f ” 。 下 面 就 是 M P 2 3 0 7 部 分 了 ， 最 后 在 树 莓 派 完 成 启 动 后 测 出 读 数 为 3 2 5 m A ， 我 之 年 对 没 有 W i F i 以 及 屏 幕 完 全 开 启 的 情 况 下 读 数 的 预 测 是 2 0 0 m A ， 也 就 是 最 后 会 留 给 其 它 的 大 约 是 1 5 6 m A ， 而 调 节 器 的 实 际 情 况 在 7 0 % ， 那 么 最 后 就 有 可 能 低 于 1 1 0 m A ， 但 M P 2 3 0 7 的 利 用 效 率 是 1 0 0 % ， 我 假 设 是 9 0 % ， 根 据 上 面 的 图 示 可 以 推 测 ， 电 流 1 2 1 m A ， 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 5 V 到 3 V 3 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 1 1 0 % ， 其 持 续 时 间 为 一 个 周 波 （ 2 0 m s ） 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 2 5 4 m A ， 这 里 需 要 的 电 流 8 0 m A ， 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 s d 卡 插 槽 ， 建 议 按 照 图 中 位 置 检 查 3 、 4 引 脚 处 的 电 容 （ 2 2 u F ） ， 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 G P I O 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 6 v ， 还 有 无 太 大 用 的 A C - D C 电 源 ） 。 在 这 里 我 最 后 的 测 量 值 为   2 5 0 m A ， 在 正 常 使 用 恐 怕 无 线 模 块 周 围 的 电 路 达 到 2 2 0 m A ， 当 屏 幕 背 光 关 闭 以 及 W i F i 关 闭 那 么 电 流 1 4 0 m A ， 之 前 的 充 电 器 怕 是 能 够 提 供 4 . 8 V 。                 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 （ G P I O ） ， 最 后 把 它 放 在 下 面
                p i r 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 ） ， P I R 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 ， A C - D C 电 源 模 块 可 以 搭 配 M P 2 3 0 7   5 v - > 3 v 3 转 换 器 ， 里 面 2 0 0 u f 电 容 主 要 是 为 树 莓 派 准 备 的 。
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