目的

使用三极管当作开关，根据CPU的温度，通过树莓派的GPIO控制风扇是否开启

1.准备

• 三极管一个，我用的三极管型号为S9013
• 1k电阻一个
• 电线若干
• 热缩管若干

2.接线

三极管工作原理

三极管有三个引脚，分别为基极（B）、集电极（C）、发射极（E）。只需要给基极（B）轻微的电流，集电极（C）和发射极（E）就能导通，以此充当开关的作用

如图所示

S9013 针脚

通过树莓派GPIO针脚图 (opens new window)，我们需要做的是，将基极接到树莓派的GPIO口上（我是用11号针脚，也就是GPIO 17），发射极接地（6号针脚），集电极接风扇负极出来的那根线。风扇正极接4号针脚（也就是5V供电）

大概就是这样吧，中间有个 1K电阻

3.编写程序

参考了https://lsun.net/posts/raspberry-pi-auto-fan/ (opens new window)这篇文章的代码，我自己添加了 日志输出 和 针对systemd service开机自启 的一些修改

auto_fan.py

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
import signal
import time
import logging
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# 日志配置
logging.basicConfig(level=logging.INFO,  #控制台打印的日志级别
                    filename=r'/home/ubuntu/shellscript/auto_fan_log/' + time.strftime("%Y%m%d-%H%M%S", time.localtime()) + r'.txt',
                    filemode='a',  ##模式，有w和a，w就是写模式，每次都会重新写日志，覆盖之前的日志
                    #a是追加模式，默认如果不写的话，就是追加模式
                    format='%(asctime)s - %(pathname)s[line:%(lineno)d] - %(levelname)s: %(message)s'  #日志格式
                    )

GPIO.setmode(GPIO.BCM) # 使用BCM引脚模式

channel = 17    # 使用BCM17(对应物理引脚号11)接口控制开关
start_temp = 45 # 启动风扇的温度阈值(℃)
end_temp = 37   # 关闭风扇的温度阈值(℃)

# GPIO.setup(channel, GPIO.OUT, initial = GPIO.LOW) # 初始化控制引脚
GPIO.setup(channel, GPIO.OUT)
GPIO.output(channel, GPIO.LOW)
is_high = GPIO.LOW # 用于标记风扇是否打开 避免频繁调用output

# 使用"systemctl stop 命令时，传入SIGTERM 信号，退出脚本并重置引脚"
def terminateProcess(signalNumber, frame):
    logging.info('(SIGTERM) terminating the process')
    GPIO.cleanup(channel) # 重置引脚
    logging.info('--stop script--')
    sys.exit()

logging.info('--start script--')

signal.signal(signal.SIGTERM, terminateProcess)

try:
    while True:
        # 获取当前SoC温度
        temp = open('/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp')
        temp = int(temp.read()) / 1000

        if temp > start_temp and not is_high: # 当SoC温度超过启动阈值且风扇处于关闭状态
            GPIO.output(channel, GPIO.HIGH)   # 打开风扇
            print("--Turn on the fan--")
            logging.info('Turn on the fan')
            is_high = GPIO.HIGH               # 标记风扇状态为打开

        elif temp < end_temp and is_high:     # 当SoC温度低于关闭阈值且风扇处于打开状态
            GPIO.output(channel, GPIO.LOW)    # 关闭风扇
            print("--Turn off the fan--")
            logging.info('Turn off the fan')
            is_high = GPIO.LOW                # 标记风扇状态为关闭

        sleep(10) # 每隔10秒监控一次
except:
    pass

# 重置该引脚
# GPIO.cleanup(channel)
# logging.info('--stop--')

4.开机自启

在/etc/systemd/system/中新建一个<名字>.service文件

[Unit]
Description=<服务名称>

[Service]
Type=simple
User=<运行用户>
ExecStart=/usr/bin/python3 <python脚本的绝对路径>
KillMode=mixed
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

其中的KillMode=mixed表示：当执行systemctl stop命令时，主进程将收到 SIGTERM 信号，子进程收到 SIGKILL 信号

在上面的代码中，使用 python 的 signalk 库来接收处理 SIGTERM 信号

signal.signal(signal.SIGTERM, terminateProcess)

当接收到 SIGTERM 信号时，会执行这里面的函数。这样才能完整的结束python脚本并重置引脚

def terminateProcess(signalNumber, frame):
    logging.info('(SIGTERM) terminating the process')
    GPIO.cleanup(channel) # 重置引脚
    logging.info('--stop script--')
    sys.exit()

最后执行

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl enable rclone

以后开机就能自动启动脚本了