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有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

lingex 02-28 17:15 关注

小编注:此篇文章来自#原创新人#活动,成功参与活动将获得额外50金币奖励。

创作立场声明:大家好,本人大概是传说中的技术宅一员吧。本职为软件行业从业人员,业余爱好电子DIY,偶尔动手折腾个小玩意儿,通常偏向有实用性、便利性的东西,欢迎探讨指正。

这个东西做好其实已经有段时间了,最近由于大家都知道的原因假期意外被延长了,空闲时间多了点,整理下折腾的过程,考虑到读者可能没有很多电子&软件专业人士,也不具有太多仿制意义,所以具体的技术细节就比较简略,当给大家看个新鲜吧。

缘起

去年中配了台主机,AMD 3700X,原配散热器灯光效果很炫, 像这样:

AMD RGBAMD RGB

不过我是实用主义者,对RGB其实不感兴趣,机箱看的本站推荐选了先马黑洞,静音没灯,综合效果还可以。

这机箱前面板是可以活动的,像这样:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

用一段时间发现散热效果不太理想,玩游戏一会儿整个机箱都是温的。CPU风扇有温控,有时会有一阵一阵的加速声传出来,频率还很高,大概1秒1次,听着怪不舒服。

于是换了一套水冷,没RGB,便宜,效果还可以:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

这时冷排就只能装在机箱前部,像这样:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

然而机箱前部原本设计是进风的,盖上面板之后开口较小,用来出风不太足够:

进(出)风口进(出)风口

面板合上之后就只剩下两边的出风口,重负荷运行时机箱还是会热,需要将面板打开,虽然噪音会有点大,但玩游戏时比较专注注意不到,平常还是合上,噪音能小一点,还能少落点灰。

就这样又过了一段时间,经常打完游戏才注意到面板没打开,这时整个机箱都已经是热的了。。。加之另外一个原因——懒的每次都要打开关上。于是决定制作一个装置来控制它,温度高的时候自动打开,温度低了自动关上,一劳永逸。

设计要点

1.首先明确需求:设计一个装置,能够根据CPU温度自动控制机箱面板的开启和关闭,需要解决几个问题:CPU温度获取、动力部件、开关面板的机构。

2.CPU温度来源经过分析想到有两种方法:

a.在CPU上外挂温度传感器,美观性和准确度都不好,传感器安装固定都不方便,可行性不高;

b.从系统中获得,准确性没问题,需要系统中软件读取再设法传给装置,难度较高。

c.研究了下主板带有好几个SYS FAN (或称机箱风扇)接口,且都可以配置成温控PWM调速,这样就可以将CPU的温度转化为PWM信号输出,装置通过测量PWM信号的占空比即可还原CPU温度值啦(这部分可能有点难理解,简单说就是通过主板上的风扇接口得到CPU温度)。 BIOS SYS FAN设置图:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

3.温度采集到之后需要用来驱动一个机械装置,这里要补充下,由于光驱位安装了一个快拆硬盘盒,为了方便拆装硬盘。所以希望这个装置不能阻碍手动开合机箱面板。为了达到这个效果,考虑了许久,想到了一种类似'离合器'的结构,于是买了一批模型齿轮、连杆、支架等来实验。

4.面板的开关参考了一些门窗电动开关的结构,最后采用 拨杆+拉杆+L型铁片的组合实现。那个,不会画CAD,此处就没图了,看后续的安装大概能明白有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

V1.0验证版

外壳是10多块钱淘的一个旧光驱外壳是10多块钱淘的一个旧光驱

舵机、减速电机、齿轮组构成一个简单的离合器。来个特写:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

简单描述下工作过程:需要控制面板开合时,舵机先通电,推动伞齿轮组咬合并维持,此后减速电机通电,最后带动拨杆旋转(拨杆末端圆孔用来连接拉杆,拉杆再连接到面板,图上没有安装);控制结束后,减速电机先断电,然后舵机复位到初始位置,复位弹簧将伞齿轮推回,两伞齿轮分离,此时拨杆及面板即可自由开合。旋转电位器安装在拨杆同一条轴上,用来检测拨杆位置。

至此看起来都没啥毛病的样子,然而运行起来发现不可行有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1 。原因是电机速度太快了,转起来就像脱缰的野狗有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1 ,眨眼功夫拨杆就转到头了,而电机还没停下,齿轮咔咔的打滑眼看就要崩坏;又由于没有刹车装置,位置检测也没有了意义:电机即使只通电一瞬立即断电,惯性都能让拨杆转过头。。。

后来尝试了降低电机驱动电压,最后降到扭力已经不足以推动面板的程度,速度还是很快。重新找减速比更高的电机也许能找到,不过综合考虑,对于整个部件是否能真正投入使用没多少信心,于是放弃了。

V2.0原型版

1.0版失败后一时想不到别的方案, 搁置了一段时间,后来找出了这个:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

这也是一个舵机,前两年曾经买过一个某牌子机器人半成品,本想DIY个语音控制的智障机器人,后来迟迟没动手,吃灰大半年后又转手了,剩下了多余的一个舵机。这个舵机与1.0版中用的那个舵机最大的不同是,前者是模拟的,通过一定范围内的PWM信号控制转动角度,而后者是数字的,需要通过串口收发控制指令,功能也多了很多,比如有些带有角度回读,速度设置等。这些功能此款舵机都有,而且网上能找到其公开的控制指令表,于是有了2.0版:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

电路上跟1.0版相比少了电机驱动部分(舵机内部集成了),DC-DC降压模块也换了一块,原因是上一块稳定性不好,电压调在6V,过段时间可能变成8V. 随便写下舵机测试代码,测试了拨杆力量,角度回读都满足要求,理论上应该可以使用,但是这万能板看着好丑,真不想装到机箱里。。。所以再改进吧。

V2.1实用版

首先是原理图,(USB是测试用的,没有通信功能)。

查询了Intel关于风扇接口的定义,得知PWM信号是5V电平,单片机工作电压是3.3V,所以加了电阻分压,再经过电容器滤波之后送到单片机中,单片机通过ADC测量得到电压值,最后得到CPU温度。相比12.0版还多了个热敏电阻(RT1),是准备用来测量机箱空间中的温度。

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

然后转化为PCB. 中间那个大大的圆形元件原理图里没画,计划用于外扩一个大电容,实现当装置检测到电脑关机(装置断电)瞬间,此时如果面板是处于开启状态就立即关上,这个电容用来维持此期间装置的电量消耗,由于不知道需要多大容量和体积的电容,就随便画了(后续测试后采用两个4700uF/35V的电容并联)。

PCBPCB

发给板厂,很快就做好啦,还很便宜,感谢下JLC.

手刷锡膏手刷锡膏

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

焊接过程中 铁板烧(恒温台)、电烙铁云雾缭绕的图就不上了,这是成品:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

装到壳子里的样子,看起来顺眼多了 (中间包了黄色胶布的扁铝条是加固作用):

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

拨杆上连接的是一根拉杆,买齿轮材料时候顺便带的,两头的夹子有弹性,可以撑开连接到合适的部件:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

准备装到硬盘盒下方的一个光驱位:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1


内部的样子(单片机调试线还连接着,调试完成后是可以拔掉的):

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

面板这边是一个多孔 L 型铁片,第一次安装位置不太合适,所以拆了重新安装,留下了痕迹,这里是对机箱唯一的破坏。拉杆的另一端扣在铁片下部的孔里,安装就完成了。

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

装完用手开合面板,由于需要带动舵机齿轮组转动,稍有阻滞感,不过手感貌似比原来的更好哈哈,这时面板最大开启角度能到约100度,比没装置时稍有减小,但硬盘的拆装没有影响。

剩下的就是枯燥又奇怪的码代码啦。吐个槽,ST公司这开发工具实在是丑陋,难用得仿佛上世纪的软件:

有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1

代码就不放了,估计也没人看哈。控制流程描述,间隔1秒测量记录一次ADC信号,然后计算30秒里的平均温度:高于60℃ 将面板推开到70度;高于60℃而小于70℃则将面板推开到45度;低于60℃合上面板。然后是供电检测,断电瞬间检查面板位置,如果是开启状态则将其关闭。

编译下载,开启AIDA64烤机测试,伴随着轻微的齿轮声,面板徐徐推开,烤机结束后面板自动关上;来一盘游戏,玩一会儿也自动打开了,DIY成功!

后续还增加了一个维护模式:待机时每隔5秒读取一次舵机(面板)的位置,当检测到面板位于非装置设定位置时判断为人为拨动了面板,则停止工作,3分钟后恢复到工作状态,方便进行拆装硬盘等操作。

结语

好了,这个DIY还算有点硬核吧?总共花费包括测试的齿轮材料好像还没到100块吧,当然DIY也不是为了省钱哈。

虽然设计的功能基本都实现了,但还是有些不满意之处,包括单片机容量太小,温度检测不够理想等,实际上两周后就又升级了,更具体的下一篇再介绍哈。

PS:头图是另外一个DIY的小玩意儿,与本篇主题无关哦有点硬核的DIY,自动控制的机箱面板,篇1 。。。

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全部评论 (98)
souren
4
02-28 17:28

补个GIF动图吧,我都不知道你的成果是啥样

黄先生河
3
02-29 13:59

不错,看完后我决定一步到位换个机箱

珠海一号
3
02-28 17:24

能有兴趣做这个,又画图,PCB制板,焊接,调试一条龙的,必须打赏和顶一下

值友1849120717
2
02-29 18:50

楼主风道有问题,没人反映这个?

小花King
1
03-10 16:51
花样砍手冠军: 太硬核了………大佬买的水冷太垃圾了,不如好好买个双塔风冷 1

直接上厉害的压住了,就没DIY的乐趣了。[邪恶]

handsome2
1
03-09 21:09
潘达达就是要买: 发给板厂没必要吧 打印电路 在家腐蚀就行了 话说都到这份了 搞细致些嘛 配个喇叭 加上光带 70度 “舞え,袖白雪” 90度“卍解 白霞罚” 100度彩蛋 极乐净土放起来 1

5块钱可以搞定为什么这么麻烦

焖肉
1
03-09 12:57

给你换个思路,直接把面板换成那种百叶窗,现在有些电动百叶窗,可以自动开关

109109109lf
1
03-08 18:22

实力技术大佬

陈处处处处对象
1
03-07 21:44

牛*!无法表达!

值友4909754504
1
03-03 00:18

可以写毕业论文了

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