Как мне подавать питание через GPIO?

102

Я видел несколько примеров того, как люди питают свой Raspberry Pis, подключая источник питания постоянного тока в форме «бочкообразной вилки» к контактам 5V и GND GPIO.

Какие соображения следует учитывать при выполнении чего-то подобного? Нужно ли добавлять какие-либо защитные компоненты или любой приличный источник питания 5 В с достаточно высоким током подойдет для длительного использования и не разрушит мой Raspberry Pi?

BitBobBang
источник
У вас есть изображение блока питания, который вы хотите использовать? или какие-либо другие характеристики этого?
Петр Кула
Поскольку ppumpkin посчитал целесообразным задать вопрос об EE Stackexchange, на него должна быть ссылка: electronics.stackexchange.com/questions/38077/…
Крис Страттон,
Я не согласен с перекрестной публикацией этого сообщения в EE.
Алекс Чемберлен
@AlexChamberlain Согласен. Это было странное поведение. ppumkin, почему бы не побудить BitBobBang спросить EE?
Jivings

Ответы:

60

Как видно из схемы, выводы GPIO подключены к шине + 5 В ;

Я скопировал часть входной схемы на питание от USB. В этом подразделе напряжение + 5 В, подаваемое от разъема USB, фильтруется, чтобы обеспечить хорошее стабильное питание 5 В для 5V0Rail.

введите описание изображения здесь

Изучив схему, вы поймете, что на Pi используются еще 3 напряжения (всего 4).

  • 5.0v; HDMI (самозащищенный) (теперь я знаю, почему мой активный HDMI для VGA работает нормально)
  • 3.; ИС BCM и LAN
  • 2.; DAC
  • 1.8V; BCM (RAM) и LAN

Эта подсхема, которая подключена к 5V0шине, имеет 3 регулятора напряжения со своими собственными фильтрующими конденсаторами.

введите описание изображения здесь

ПОСЛЕДСТВИЯ

Ответить на ваш вопрос. Да, вы можете подать 5 В на вывод GPIO. НО, у него нет обратной защиты, и он не был разработан, чтобы быть 5-вольтовым входным контактом. 3,3 В контакт может также питаться от 3,3 В, поскольку регулятор имеет встроенную защиту, но опять же он оставляет ваш BCM незащищенным! Обычно любые выводы питания в области GPIO используются для питания расширенных цепей.

Вы должны понимать, что схема USB была тщательно спроектирована для использования в качестве основного входа + 5В и защищает Pi от загорания. Вывод GPIO не обеспечивает этой защиты в полной мере, и вам действительно нужно доверять своему источнику питания, если вы хотите это сделать!

Обычно люди делают другую мощную печатную плату, чтобы управлять другими вещами. Например, H-мост используется для привода двигателей для робота. Все, что ему нужно, это сигналы TTL для управления двигателями, но он работает от собственного источника питания; и большую часть времени он подает питание на MCU / CPU через собственные защитные цепи, изолирующие его от цепи высокой мощности.

АЛЬТЕРНАТИВА

  1. Это не идеально, но вы можете подключить + 5В к TP1 и GND к TP2 (TP = Test Point)

  2. Отрежьте кабель micro USB, используйте КРАСНЫЕ и ЧЕРНЫЕ цветные кабели и подключите его к адаптеру питания. Использование адаптеров питания, скорость которых превышает 1 АМП (1000 мА), - это нормально. Raspberry Pi не будет использовать более 800 мА, но напряжение ДОЛЖНО быть 5 Вт.

введите описание изображения здесь

Петр Кула
источник
4
Вам просто нужно использовать правильный блок питания. Мы все знаем, что предохранители вызывают больше проблем, чем решают, и конденсаторы все еще находятся в цепи, но не в лучшем месте - ну, хорошо, используйте лучший блок питания.
Алекс Чемберлен
1
Многие люди жалуются на USB-предохранители, но я не видел, чтобы слишком много их жаловались на входной предохранитель. Я лично не бросил бы плавкий предохранитель на входном напряжении, и я видел, что много других говорили то же самое. Тем не менее, можно использовать предохранитель перед регулятором напряжения, чтобы он больше не падал после регулировки, но все же защищал от коротких замыканий.
Кшиштоф Адамски
3
Кроме того, подключение к TP1 и TP2 точно такое же, как и через GPIO.
Алекс Чемберлен
3
@ppumkin Фильтрующие крышки расположены параллельно нагрузке! Вы можете нарисовать их где угодно!
Алекс Чемберлен
2
Почему люди делают это так сложно? Наденьте на входную мощность 1000 мкФ, затем закрепите его с помощью регулятора, затем не допускайте падения с помощью понижающего преобразователя. Это позволит вам взять грязное питание от 2,5 до 30 В. Если вы не любите пайку, есть в продаже платы для регулируемого регулирования и конвертеров.
Питер Воне
16

Прежде всего, используя 5-контактный вывод GPIO, вы обходите входной предохранитель, который находится на RPi. Это означает, что у вас нет защиты в случае короткого замыкания и т. Д. Поэтому, если вы это сделаете, большой ток (в зависимости от того, сколько энергии вы можете подать) может протекать через ваш Pi и может повредить его. Вы также обходите диод TVS, поэтому вы в основном не имеете никакой защиты.

Также помните, что вы должны поставить регулируемый 5V на этот вывод. Большинство адаптеров питания не будут выводить регулируемое напряжение (если на них не указано иное), поэтому вам также необходимо использовать некоторую схему стабилизатора напряжения.

И последнее, что есть некоторые сглаживающие конденсаторы, которые делают питание более стабильным, поэтому было бы целесообразно подключить некоторые конденсаторы самостоятельно.

Кшиштоф Адамски
источник
2
Диод тоже очень важен! +1
Петр Кула
1
Это правда, конечно, я имел в виду только входной предохранитель. Выходные предохранители есть только на USB, так что это на самом деле не связано, и, конечно, это не поможет в любом случае, когда есть ярлыки на чем-то, кроме USB.
Кшиштоф Адамски
Подождите, вы в основном говорите, что я мог бы создать свою собственную схему ввода напряжения (с защитой) и подключить ее к малиновому пи? Это гений! Я на самом деле хотел разработать схему с некоторыми другими разъемами и транзисторами (для управления реле и 5-вольтовым наполнителем! Я мог бы сделать так, чтобы эта часть также снабжалась выходом.
Paul
9

Если вы посмотрите на схему, вы увидите, что контакт 5V подключен непосредственно к шине 5V. :)

Подключение штекерного разъема к контактам 5 В и GND будет в порядке, но будьте осторожны, у вас не будет защиты входного предохранителя - такова жизнь. Убедитесь, что вы используете правильно отрегулированный блок питания 1A @ 5V в идеале с защитой от перегрузки по току; нерегулируемые блоки питания бесполезны!

Алекс Чемберлен
источник
3
Сглаживающие колпачки все еще находятся в цепи; они просто не в идеальном месте - они будут рядом с портом USB, а не с GPIO. Они все равно будут больше на SoC. С приличным блоком питания я бы попробовал. С пользовательской платой расширения, включающей в себя блок питания, вы будете более чем довольны - вы, вероятно, обеспечите лучший запас энергии, чем тот, который получает Pi.
Алекс Чемберлен
Да, с приличным блоком питания - как ОП узнает, что это за приличный блок питания .. Я не доверяю блокам питания, которые я использую где-либо
Петр Кула
Я ничего не говорил о большей власти. Вы должны придерживаться 1А, хотя я сомневаюсь, что вы фактически сожжете следы; чипсы пойдут первыми.
Алекс Чемберлен
1
Нет - Изображение, соединяющее источник питания 5 В 5 А с Pi и использующее шину 5 В где-то для питания двигателей, например @ 4AMP draw. след 5v сгорит! Не фишка. Фишка радостно рисует это ~ 500мА. Если на порте USB не было предохранителя с номиналом 1 А, и через него было подано 5 А - короткое замыкание расплавит следы 5 В. Вот почему это необходимо для защиты от перегрузки печатной платы и защиты CPU / GPU от перенапряжения (но нас здесь не волнует напряжение). PS Я не голосовал против вас.
Петр Кула
@ppumpkin это правильный ответ. Крышки фильтра остаются в цепи. Что важно в расположении крышек фильтров, так это то, что они находятся рядом с нагрузкой, для которой они обеспечивают резервуар с низким импедансом. Перемещение входной мощности не меняет расположение между крышками и нагрузкой. Помните, что USB-кабель намного длиннее, чем любые следы на плате, поэтому крышки неизбежно довольно далеки от фактического источника питания, и это нормально.
Крис Страттон
7

Да, ты можешь. Если вы используете батарею, а не источник питания постоянного тока, это очень безопасно, как в моем проекте catspberry 2 .

Предохранитель f3 защищает только nvcp11117-3v3 и некоторое сопротивление рядом с HDMI.

nvcp11117-3v3 Предел выходного тока обычно составляет 1 А, а максимальный предохранитель 1,5 А и F3 дают максимальную мощность 1,1 А.

Даже если вы используете источник питания постоянного тока, подключенный к gpio, очень маловероятно, что nvcp1117-3v3 запишется, но вы можете использовать любое USB-устройство.

Если вы используете разъем питания microusb, чтобы подать питание на Raspberry Pi, вы не можете использовать много USB-устройств, потому что не хватает энергии.

Хорошая идея состояла в том, чтобы внести некоторые изменения в rasperry pi, чтобы подать + 5 В непосредственно от «разъема питания microusb» к usb и gpio, без пропуска через шину 5 В +, как этот.

Но на данный момент лучше всего кормить малину через gpio, потому что, если nvcp117-3v3 сгорает, его покупка на ebay будет стоить менее 1 €, особенно если вы подключаетесь к hdmi-разъему и не рискуете сжечь его сопротивления.

Франческо Амиранте
источник
3

Да, вы можете, однако не будьте глупыми, как я, и тройной разъем питания Chceck, где +, а где -

Я просто сжигаю свой 3xRpi одновременно, потому что мое воображение убедило меня, что черный кабель + ...

zigfi
источник
3

Я разработал небольшую плату для обеспечения питания, смонтировал предельный пробой Adafruit GPS и входной / подтягивающий резистор датчика Холла. (Цель - Open Road Racing). Я использовал импульсный регулятор размера Dimension Engineering 7805 и выходной конденсатор. Работает просто отлично и остается ровно 4.98V. Используйте хорошие детали, и это должно быть хорошо.

Стив Донеган
источник
1
LM1085 - лучший выбор из-за низкого напряжения при падении напряжения и тока 3А.
пиловер
2

Вы можете использовать 4 никель-металлогидридные батареи - но я бы всегда проверял, чтобы напряжение составляло 5 В или в пределах 0,25 В от этого. Кроме того, я использовал USB-разъем мобильного телефона Nokia, подключенный к USB-разъему из сломанного дешевого концентратора (изначально в ломбарде, так что всего 1 фунт стерлингов), причем только две внешние линии припаяны к проводам, идущим к блоку батарей.

Z Lesiak
источник
Я использую ваше упомянутое комбо, 4 никель-металлогидридных аккумулятора и многоцелевой разъем micro USB Может работать без перерыва с проводной сетью, внешним монитором (через HDMI) и Pi Cam около 2 часов или около того, не имеет точного времени. После того, как напряжение становится слишком низким, на Pi все становится довольно странным. Работает немного дольше без подключения к сети Ethernet.
Chris O
2

Простое исправление, солдат на стороне предохранителя, который идет к разъему USB к вашей + 5В в линии, и ваш gnd к tp2 или сторона конденсатора, которая идет к gnd.

Тогда вы все еще используете предохранитель. Если вам нужно больше энергии, то слева от вас прыгает предохранитель.

Я имею дело с той же самой проблемой, помещающей RPi в мой Вертолет. Пространство вызывает беспокойство, поэтому о модемном разъёме не может быть и речи.

Я сделал регулятор 5В 50А (резко перегруженный (без нагрева)), чтобы я мог использовать батарею 12В вместо 5В, которая в нем.

(Отредактируйте с помощью нуб-пупса: сторона плавкого предохранителя, которая идет к разъему USB, является стороной к краю. Вы можете узнать по макету на http://www.raspberrypi.org/final-pcb-artwork/ - Контакт номер 1 проходит через переходное отверстие под центром предохранителя, а затем по направлению к краю.)

Zack
источник
1

В некоторых ситуациях от вас действительно требуется питание RPi через 26/40 контактный разъем - в частности, физические контакты 2 + 4 (+ 5 В), контакт 6 + другие (заземление). Например, у меня есть RPi 1B, который работает уже пару лет и который питается от модуля UPiS базовой версии, который представляет собой ИБП от PiModules, теперь в значительной степени недоступен, но заменен более сложным PICO, хотя я подозреваю, что это устройство сейчас подает питание через те же контакты, когда RPi питается нормально {для зарядки встроенного элемента LiPo}, а затем обеспечивает его только в качестве резервного источника ...

SlySven
источник