有点硬核的DIY，自动控制的机箱面板，篇1

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 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。

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这机箱前面板是可以活动的，像这样：

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：

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这时冷排就只能装在机箱前部，像这样：

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

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:

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 。

V1.0验证版

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:

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 。原因是电机速度太快了，转起来就像脱缰的野狗 ，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:

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:

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。

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)。

PCB

发给板厂，很快就做好啦，还很便宜，感谢下JLC.

手刷锡膏

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：

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)：

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:

准备装到硬盘盒下方的一个光驱位:

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):

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。

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：

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 。。。