RP2040 DIY风扇控制器：集成FanControl实现完全停转

DIY RP2040 PWM 风扇控制器：完美集成 FanControl 实现静音

在一台搭载高端 Intel i9 处理器和 RTX 3080 Ti 显卡、采用自定义水冷回路（配备两个三联风扇冷排）的 PC 主机中，总共有 9 个风扇。即使降低转速，在安静的公寓环境中，噪音依然明显。解决方案？动态关闭不需要的光扇：空闲时仅保留 2 个进风风扇和 1 个出风风扇，其余风扇完全断电。

市面上的现成控制器（如联力的 4 端口 PWM 集线器）无法让风扇完全停转，而纯软件方案又不够稳定。最终方案：基于 RP2040（Raspberry Pi Pico）定制控制器，实现对 PWM 信号和电源的全面控制。

平台选择与初版原型

ESP32 与 RP2040 之争：ESP32 更便宜，但配置较麻烦；RP2040 更易上手，且拥有更多 PWM 引脚。首个最小可行产品（MVP）基于开源电路图在面包板上搭建——风扇转速以百分比形式硬编码在程序中，每次调整都需重新烧录固件。


扩展到 4 个通道意味着需要增加对 CPU、GPU 和硬盘温度的监控。整合各厂商的驱动程序令人头疼。

通过插件集成 FanControl

最终选择了 FanControl：虽然是闭源软件，但对插件支持友好。通过 USB（RP2040 的 COM 端口）使用 JSON 进行通信。

• 握手协议：{"action":"hellow"} —— 双向响应确认连接建立。
• 查询指令：{"action":"fans"}、{"action":"temperature"} —— 返回包含 RPM 数据的端口列表。

FanControl 根据这些数据生成转速曲线。自动扫描所有 COM 端口的功能运行稳定，即使存在其他设备的潜在冲突也能正常工作。


硬件构建与风扇完全停转

要实现风扇完全停转，必须切断电源——仅靠 PWM 信号无法做到。在一位本地专家的帮助下，设计了使用晶体管进行电源开关的原型。PCB 板（20 块）在海外制造，元件从速卖通（AliExpress）采购。

• 焊接：第一块花了好几个小时，后来每天能焊 5 块。
• 测试：曾在机箱上发生短路惊险一幕后，改为在独立工作台上进行测试。
• 外壳：3D 打印制成，由于 USB 连接的复杂性，放弃了 Wi-Fi 模块化设计。


自 2023 年以来的元件短缺问题，意味着需要不断寻找替代品。

应用场景与改进

在 Avito（俄罗斯二手交易平台）上的销售经历揭示了真实的应用场景：

• 矿机： standalone 模式，利用水流传感器，转速曲线存储在控制器本地。
• 模组改装：白色机箱搭配 RGB 灯效。
• 服务器：独立供电，通过 COM 端口运行 UNIX 脚本控制。
• 多控制器支持：FanControl 支持同时连接多个控制器。
• 笔记本电脑：当与基站失去连接（ping 不通）时自动关闭。

曾有一个单元到货即损（DOA），在首次启动时变砖卡在引导加载程序中——随后无缝更换。

关键总结

• 通过晶体管电源开关实现风扇完全停转。
• 通过 COM 端口使用 JSON 协议集成 FanControl。
• 在 PWM 简易性和调试方面，RP2040 优于 ESP32。
• 具备无需宿主 PC 的矿机独立运行模式。
• 可扩展支持多个控制器。

— Editorial Team