在上手树莓派4之后，很多人会发现一个很明显的问题，就是树莓派4相比树莓派3代不仅CPU性能突飞猛进，发热量也更加“优秀”, 待机状态分分钟70度上下。所以这时候散热就显得很有必要了， 尤其是我这四台树莓派的集群，不做好散热分分钟变成小火炉。通常树莓派的散热方案有以下几种:
- 散热片, 被动散热， 对于CPU频率不高的树莓派2和3有着良好的效果:
- 风扇, 主动散热，成本低廉，散热效果明显:
- 水冷, 主动散热，成本较高，结构复杂，体积较大，效果立杆见影:
对于CPU性能3倍于前一代产品(官方说的)的树莓派4来说，散热片完全压不住，水冷散热结构复杂，成本高, 要是漏液对树莓派来说更是致命，所以风扇是最佳散热方案。
我的树莓派集群使用的这种外壳:
每一层都有一个散热风扇，7x24小时运行，但是运行时间久了就有两个风扇要罢工了, 轴承滋滋的响。想着这么小的风扇老这么转着也不是办法，就有了做一个风扇温控的想法。清明放假三天，正值全国抗疫，索性就用这两天的时间做一个风扇控制器。
功能需求:
- 能分别控制四个风扇开关
- 可以根据每个树莓派CPU温度自动控制
- 可以手动控制，控制方式包括按钮控制、网页控制
- 最好指示灯显示每个风扇的状态
硬件材料:
- 四路电机控制模块
- 四颗彩色LED(2427 WS2812)
- 四个TTP223触摸按钮
- 主控芯片ESP8266
- 排针若干， 导线若干
所有的元件如下图，成本在20元以内:
四路电机控制模块是之前买的，通过控制每一路的两个GPIO可以实现对电机的正反转和PWM调速，由于树莓派的风扇转向只有一个方向，也不需要PWM调速，所以只需将其中一个GPIO拉低， 控制另外一个GPIO就可控制风扇的起停。
控制四个风扇、四个按钮和ws2812，总共需要占用ESP8266的9个GPIO，我使用的MicroPython来编写控制的逻辑代码,按照MicroPython的文档说明的可用的GPIO:
看来要把所有的可用的GPIO都得占用了！
最终连接图如下:
又到了展现真正的技术的时候了(2427规格的ws2812不好焊接):
经过一下午的折腾，最终的完全按照连线图焊接好了:
先验证一下LED是否正常:
OK!
硬件部分基本完成，开始编写风扇的逻辑:控制逻辑很简单, 通过mqtt协议接收树莓派发过来的四台树莓派的CPU温度信息，当温度高于设定的值时, 开启对应的那台树莓派的风扇，当温度低于设定的值才关闭风扇，既然使用了mqtt也就很方便的接入了家里的homeassistant平台，可以实现web、天猫精灵控制。
而按下风扇对应的按钮也能实现手动开启/关闭风扇，或者通过homeassistant的页面手动远程控制， 当风扇开启时，对应的LED亮绿灯(无网络状态亮黄灯), 风扇关闭时对应的LED亮红灯。
根据以上控制流程，树莓派端有一个程序定时收集四台主机的CPU温度状态信息，并通过mqtt发布出去，ESP8266负责接收这些信息并根据每台树莓派的CPU温度值来控制对应的风扇。
树莓派上面的代码使用golang编写,ESP8266代码用python编写,详细见链接:欢迎讨论交流
代码上传运行测试:
最后应用在树莓派集群上，用于自动控制树莓派集群的风扇:
同时添加这四个风扇设备到homeassistant，这样就可以在手机或电脑上查看风扇的状态、控制风扇了:
经过几天的运行， 树莓派的CPU温度始终保持在设定的阈值（45°）附近,而风扇也不用一直运行了。