Auto Tank: 透過自建雲端服務來監控魚缸 pH 及溫度

[samuel0318]

兩顆容值相同的電容串聯, 容值就只剩下一半.

您說得對！是我搞錯了，應該要找 5.5V 15F 超級電容

5.5V 電容
應該很多.

應該是 5.5V 30F不好找 通常沒有現貨吧
如果手邊就有2.7V 的這樣用也不錯。

網路上找，兩者都有賣，手邊通常是什麼都沒有

 

[max099521]

應該是 5.5V 30F不好找 通常沒有現貨吧
如果手邊就有2.7V 的這樣用也不錯。

對岸有不少..(用淘X的話)

 

[samuel0318]

2. 風扇及電源控制板
電路設計如下：

上圖犯了一個錯誤，就使用 5V 來上拉電阻，但是樹莓派的 GPIO 為 3.3V，所以設計得改，加上買了貓頭鷹 6CM 的 PWM 風扇，那就更有趣了點。

完成圖如下，暫時沒有可用的大外殼，但就這樣放在電器櫃裡，沒有什麼問題
最下面是 SSD，再來是 Pi, Pi 的鐵殼挖了個圓孔給風扇散熱用，上層的左側擺電路板，右側就是安靜的風扇了

電路板電路如下，pin 腳對應如右下所示

目前降溫的對策就是 45 度啟動風扇，降至 40 度停止，風扇的轉速則由 40 度到 70 度之間線性增加轉速
也就是 70 度時就會全力運作，但目前看來是溫度還不至於飆到 70 度

 

[mmmeigie]

上圖犯了一個錯誤，就使用 5V 來上拉電阻，但是樹莓派的 GPIO 為 3.3V，所以設計得改，加上買了貓頭鷹 6CM 的 PWM 風扇，那就更有趣了點。

完成圖如下，暫時沒有可用的大外殼，但就這樣放在電器櫃裡，沒有什麼問題
最下面是 SSD，再來是 Pi, Pi 的鐵殼挖了個圓孔給風扇散熱用，上層的左側擺電路板，右側就是安靜的風扇了

電路板電路如下，pin 腳對應如右下所示

目前降溫的對策就是 45 度啟動風扇，降至 40 度停止，風扇的轉速則由 40 度到 70 度之間線性增加轉速
也就是 70 度時就會全力運作，但目前看來是溫度還不至於飆到 70 度

( 使用5V來做上拉電阻，但是樹莓派的 GPIO 為 3.3V) ，，用兩顆電阻做分壓.....只是要做上拉用，兩顆電阻解決兩塊錢或不用錢找一些不要
的電路板拆電阻就好，， 根據底下的分壓電路計算式，可得出5V訊號電壓將被降低成3.3V。實際的電阻值不一定要用1KΩ和2KΩ，只要約莫1:2的數值即可，例如：3.2KΩ和6.4KΩ。 如果是要處理高速訊號不建議用電阻分壓，用穩壓IC會比較穩定如AMS1117 IC或
在沒屋頂打M22 TXS0108E 高速全雙工 3.3V 5V 電平轉換模組 8 位 雙向 電壓轉換
，因為電阻會因為熱而稍微改變阻值，，

 

[mmmeigie]

Raspberry Pi UPS + FAN + SSD 方案

最近把 Auto Tank Server, 從 AWS 搬回到家裡的Raspberry Pi 樹莓派4上，對於收集數據倒沒有什麼差別，但是對於控制智慧排插盒而言，就不用透過網際網路傳遞控制指令，因為安全性和可靠性都不夠。

然而，光是只有 Pi 還不夠，有三個需求：
1. 外接 SSD： 因為內建數據庫，不能用 SD 卡來當作儲存，一直讀寫一定會掛，所以要用 SSD
2. CPU 散熱：用風扇散熱的風險就是風扇用久了會掛，而無風扇系統散熱又不好，折衷方案就是根據 CPU 溫度來決定是否開關風扇，比如說，溫度超過 40度就開風扇，溫度低於 35度就把風扇關掉。
3. 安全關機：Linux 作業系統無法對抗直接斷電，要斷電之前必須事先關機，否則有機會造成系統損毀，而無法開機。我想要的是即使斷電，都還可以安全關機，換句話說，拔電源就可以帶走，不用SSH登入，下關機指令，並且等候...

PoC 結果：
1. 外接 SSD: 除了適合用於資料庫之外，容量更大和存取速度更快
SD Card Benchmark

Transcend 120GB SSD220S on Pi 4 using Transcend StoreJet 25S3 SATA to USB box

2. 風扇及電源控制板
電路設計如下：

- 透過兩個串連的 30F 超級電容儲蓄關機時的備用電源
- 如果外部電源斷電， KA75450 會偵測到電壓低於 4.5 V 時，透過 GPIO3 通知 Pi, Pi 可使用超級電容的電力，執行關機 (shutdown) ，可達到安全關機的目的
- Pi 可以實時監控 CPU 溫度，一但溫度超過 40 度，則透過 GPIO17，通知 IRLZ44N 把風扇的電流打開，風扇即可運作到 CPU 降溫到 35 度，Pi 覺得夠了就可以把風扇關掉
下圖是麵包板進行 PoC, 接下來就可以把麵包板改為洞洞板, 然後找個鐵盒子裝起來即完成最終形態

大大IRLZ44N-MOS負載(風扇)旁建議:如沒使用光偶隔離建議加上一顆飛輪二極體消除反電動勢保護MOS避免MOS擊穿..因為風扇或繼電器都是電感有時反電動勢的突波大到嚇死人..如果處在高頻開跟關(如PWM信號)下更需要考慮到反電動勢的問題.......二極體編號打錯是(1N4007)

 

[samuel0318]

大大IRLZ44N-MOS負載(風扇)旁建議:如沒使用光偶隔離建議加上一顆飛輪二極體消除反電動勢保護MOS避免MOS擊穿..因為風扇或繼電器都是電感有時反電動勢的突波大到嚇死人..如果處在高頻開跟關(如PWM信號)下更需要考慮到反電動勢的問題.......

太感謝了，分享不為了別的，就希望有這些良善的建議，感謝，我會繼續研究

 

[mmmeigie]

太感謝了，分享不為了別的，就希望有這些良善的建議，感謝，我會繼續研究

哈哈下次換我軟的有問題也要跟你好好請教......PH8.4 DIY區就是分享建議研究不是嗎..

 

[LittleWhiteBear]

大大IRLZ44N-MOS負載(風扇)旁建議:如沒使用光偶隔離建議加上一顆飛輪二極體消除反電動勢保護MOS避免MOS擊穿..因為風扇或繼電器都是電感有時反電動勢的突波大到嚇死人..如果處在高頻開跟關(如PWM信號)下更需要考慮到反電動勢的問題.......

請問可以用一般的Diode嗎？
特別選用 Zener diode的原因是什麼？

 

[mmmeigie]

請問可以用一般的Diode嗎？
特別選用 Zener diode的原因是什麼？

都可以看用在哪差在消除速度上差異.......用打字有點不好理解幫你找到影片供你參考.....
繼電器飛輪二極體怎麼選？｜需要用到快速恢復或蕭特基二極體嗎？

 

[LittleWhiteBear]

都可以看用在哪差在消除速度上差異.......用打字有點不好理解幫你找到影片供你參考.....
繼電器飛輪二極體怎麼選？｜需要用到快速恢復或蕭特基二極體嗎？

概念是對的, 應該用蕭特基二極體(schottky diode)會比較好.
但1N4700是稽納二極體 (Zener Diode), 並不是蕭特基二極體.
1N4700 有可能比一般正常的二極體 1N4001 要更慢.
若要用蕭特基二極體或許可以選用1N5817.
找不到1N5817的話或許可以用小信號的1N4148也會比較快.

 

[mmmeigie]

概念是對的, 應該用蕭特基二極體(schottky diode)會比較好.
但1N4700是稽納二極體 (Zener Diode), 並不是蕭特基二極體.
1N4700 有可能比一般正常的二極體 1N4001 要更慢.
若要用蕭特基二極體或許可以選用1N5817.
找不到1N5817的話或許可以用小信號的1N4148也會比較快.

恩恩，，，感謝大大的指導做筆記做筆記下次我再拿1n4148量量看哈哈不要的電路板隨便拆都有，，

 

[hepatus]

太感謝了，分享不為了別的，就希望有這些良善的建議，感謝，我會繼續研究

總算是釣出了專業的同好
恭喜samuel0318兄，可以有同好可以深研與討論了
也希望各位高手順手分享與紀錄一下自己的東西，好讓後輩學習可以事半功倍~