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。

计算机类的，大一大二好好学C语言，刚好这个专业开设，可以考考国家二级，然后学学单片机编程，51单片机好好学，很好玩很有用的课程，学有余力的可以学stm32单片机，还可以参加一下智能车比赛，很不错的，研究生这个方向的就跟计算机语言靠的较近，一些高级语言，C++,JAVA等，毕竟不同于计算机，有偏好者可以转到互联网去，哈哈哈

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(1,2)，饭团君投递，转载自FreeBuf黑客与极客