Bộ điều khiển tắt máy cho Raspberry Pi trong xe hơi

Tiếp theo từ câu hỏi trước của tôi, tôi đang cố gắng tạo bộ điều khiển tắt cho Raspberry Pi. Raspberry Pi cần được cấp nguồn từ pin, nhưng nên tắt nguồn sau khi Pi phát hiện ra rằng bộ phận đánh lửa đã bị tắt.

Pi sẽ lấy nguồn cấp 3,3V từ đường ACC (Tôi có các thành phần khác sẽ lấy 5V từ đường ACC qua 7805, vì vậy tôi sẽ chuyển xuống 3,3V bằng cách sử dụng bộ chia điện áp trừ khi có ai có gợi ý tốt hơn - Tôi ' cũng sẽ lái uPD6708 mất I / O 5V CMOS, do đó sẽ phải giảm từ 5V xuống 3.3V trên 2 dòng khác).

Phần mềm chạy trong RPi sẽ đặt một trong các chân GPIO ở mức cao, có lẽ khi RPi tắt các chân GPIO sẽ xuống thấp. Vì vậy, Q1 nên bật rơle, duy trì nguồn điện của RPi miễn là đánh lửa được bật hoặc chân GPIO ở mức cao.

Tôi có 3 bộ cầu chì có nắp 1000uF và một số loại máy biến áp / cuộn cảm, vì vậy tôi cũng có thể sử dụng một trong số chúng trên mỗi dòng pin 12V và phụ kiện 12V.

Bộ điều khiển tắt này tuyên bố chỉ rút 50uA ở chế độ chờ - nếu tôi sử dụng cổng OR OR CMOS 4071 sẽ là khởi đầu, nhưng từ những gì tôi đã đọc, bạn cần thêm dòng điện từ cổng OR để bão hòa bóng bán dẫn - là Đúng vậy?

Lưu ý rằng tôi cần thay đổi mức 5 dòng từ 3,3V sang 5V và 2 từ 5V sang 3,3V ngoài các yêu cầu của mạch phụ này, bất kỳ ai cũng có thể đề xuất các thành phần / giải pháp thay thế cho OR1, Q1, RLY1 và / hoặc Có sửa đổi gì không?

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng cách sử dụng CircuitLab}

Đây là nỗ lực của tôi khi làm theo đề xuất của @Connor Wolf.

• Cần phải chọn R1 và C3 để cho phép RPi tắt đúng cách
• Tôi đã thêm C1 vì tôi hình dung rằng sẽ mất một lúc trước khi rơle chuyển đổi sau khi tắt đánh lửa - Tôi không biết đó là bao lâu, nhưng tôi cho rằng RPi sẽ rút khoảng 700mA từ các tụ điện, ngoài 555 và rơle

^{mô phỏng mạch này}

@Nick cho thấy nó có thể đơn giản hơn - như thế này có lẽ? Tôi đã cố gắng loại bỏ các điốt để tôi chỉ có thể sử dụng một nguồn cung cấp USB 12V-5V 1A ngoài luồng (hoặc một cặp trong số chúng). Bảng dữ liệu 555 nói rằng nó tạo ra 3,3V (nguồn tối đa 100mA? Trang này cho biết 200mA). RPi sẽ đọc dòng ACC ở 3.3V để xác định thời điểm tắt.

^{mô phỏng mạch này}

Trong khi sử dụng mạch hẹn giờ một lần sẽ hoạt động, tôi nghĩ có thể sử dụng một giải pháp dễ dàng hơn. Hãy xem mạch này.

Để làm rõ, "VBAT" là nguồn 12V luôn được bật miễn là pin được kết nối. Tuy nhiên, "ACC" là nguồn 12V chỉ bật khi đánh lửa được bật hoặc khóa được đặt thành "phụ kiện". Thay vì sử dụng rơle 5V chỉ để điều khiển nguồn cho RPi, tại sao không sử dụng rơle tự động tiêu chuẩn 12V như được hiển thị. Bằng cách này, không có năng lượng lãng phí (ngoại trừ dòng cuộn dây trong khi bật nguồn) vì mọi thứ sẽ bị ngắt khỏi pin.

Một bên của cuộn dây luôn được kết nối với 12V. Phía đối diện được kết nối với mặt đất (khung gầm) thông qua FET Kênh N (Q1). Trong khi MOSFET được sử dụng trong sơ đồ, bất kỳ FET nào có khả năng chìm dòng cuộn dây đều có thể được sử dụng. Khi "ACC" được BẬT, Q1 sẽ BẬT, kết nối cuộn dây với mặt đất và kích hoạt công tắc. Điều này sẽ lần lượt cấp nguồn cho bất kỳ mạch điều tiết 5V nào mà bạn dự định sử dụng (bộ điều chỉnh 7805 đơn giản với tản nhiệt, bộ chuyển đổi DC-DC chuyển đổi, nguồn cung cấp USB được đề cập, v.v.).

Diode D2 ở đó để đảm bảo tụ điện chỉ có thể phóng vào Q1 và có thể là thường xuyên hoặc Shottky. Các phương pháp khác có lẽ nên được sử dụng để bảo vệ quá điện áp và dòng điện từ pin.

Điện áp "ACC" có thể được đặt qua một bộ chia điện áp để tạo tín hiệu 3,3V cho RPi. Hãy cẩn thận với mức điện áp này, xem xét một pin tự động 12V thực sự có thể giống như 14V DC. Miễn là tín hiệu này là HI, RPi biết rằng nguồn được bật. Rõ ràng, chân GPIO này phải được đặt làm đầu vào với bất kỳ pullups nội bộ nào bị tắt. Khi "ACC" bị tắt, RPi sẽ thấy tín hiệu LO trên pin và bắt đầu tắt máy.

Khi tắt điện áp "ACC", tụ điện C1 sẽ giữ điện tích quá lâu, xả qua điện trở R1. Khi điện áp tụ giảm xuống dưới ngưỡng cổng Q1, nó sẽ TẮT, ngắt kết nối cuộn dây rơle khỏi mặt đất và rút điện khỏi mạch ngoại vi. Nếu "MOSFET mức logic" được sử dụng cho Q1, nó sẽ vẫn được BẬT cho đến khi điện áp C1 khá thấp. Tôi đã thử nghiệm mạch này bằng cách sử dụng NTD4960 ( Bảng dữ liệu ) và nó vẫn duy trì trong khoảng 15 giây - cho đến khi C1 ở khoảng 2V. Để tăng thời gian, tăng giá trị điện dung.

Thành thật mà nói, tôi nghĩ rằng bạn đang xem xét lại điều này rất nhiều.

Cá nhân, tôi chỉ sử dụng một phát bắn trong khoảng thời gian một hoặc hai phút, được kích hoạt bởi chiếc xe bị tắt.

Khi bạn tắt xe, một phát bắn, giữ rơle đóng lại cho đến khi hết giờ. Tất cả những gì bạn cần làm là đảm bảo rằng quả mâm xôi pi của bạn tắt trong vòng một hoặc hai phút của chiếc xe bị tắt. Điều này sẽ đủ dễ dàng bằng cách giám sát đầu vào từ nguồn điện của xe.

Ưu điểm lớn nhất đối với một hệ thống như thế này là khi phần mềm của bạn gặp sự cố (khi nào chứ không phải nếu không), nó vẫn sẽ tắt mọi lúc, vì vậy bạn sẽ không gặp phải tình trạng hết pin. Một shot nên rất đơn giản. Bạn có thể sử dụng một bộ vi xử lý 555 hoặc một bộ vi xử lý nhỏ (như Olin sẽ đề xuất).
Một điều tuyệt vời nữa là, nếu bạn thực hiện thiết kế đúng cách, hệ thống có thể tự ngắt kết nối với ắc quy xe, đảm bảo mức rút điện hiện tại hoàn toàn bằng 0.

Bất kỳ phương pháp trì hoãn cố định nào cũng gặp phải vấn đề không biết RPi thực sự cần bao nhiêu thời gian để tắt. Sẽ tốt hơn nếu nhấn một nút báo hiệu cho Pi tắt, sau đó có thể làm những gì cần thiết để tắt máy sạch sẽ, mất chừng nào cần thiết, sau đó phát tín hiệu GPIO trở lại mạch nút nhấn tắt quyền lực. Điều đó mang lại cho RPi nhiều thời gian cần thiết để thực hiện những việc như tắt thẻ SD một cách an toàn. Mạch không phải quá phức tạp. Bạn có thể thấy một mạch đơn giản tại

http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontler-projects/raspberry-pi/on-off-power-controll

Các trang web mô tả hoạt động của mạch.

Sử dụng 4 pin sạc AA. Cung cấp năng lượng cho Pi từ chúng và sạc chúng từ ắc quy của xe.

Sử dụng 1 GPIO để báo cho Pi nếu đánh lửa được bật hoặc tắt.

Tắt máy khi sẵn sàng.