Làm cách nào để cung cấp điện thông qua GPIO?

102

Tôi đã thấy một số ví dụ về việc mọi người cung cấp năng lượng cho Raspberry Pis của họ bằng cách nối nguồn cung cấp năng lượng kiểu DC "thùng cắm" cho các chân GPIO 5V và GND.

Cần cân nhắc những gì khi làm một cái gì đó như thế này? Tôi có cần thêm bất kỳ thành phần bảo vệ nào không hoặc bất kỳ nguồn cấp điện 5V nào với dòng điện đủ cao sẽ ổn để sử dụng lâu dài và không phá hủy Raspberry Pi của tôi?

gpio power-supply

— BitBobBang
nguồn

Bạn có một hình ảnh của viên gạch quyền lực mà bạn muốn sử dụng? hoặc bất kỳ thông số kỹ thuật khác của nó?

— Piotr Kula

Vì ppumpkin đã thấy phù hợp để đặt câu hỏi trên EE Stackexchange, nên có một liên kết đến đó: Electronics.stackexchange.com/questions/38077/ọ

— Chris Stratton

Tôi không đồng ý với việc đăng chéo này lên EE.

— Alex Chamberlain

@AlexChamberlain Đồng ý. Đó là hành vi kỳ lạ. ppumkin, tại sao không khuyến khích BitBobBang hỏi EE?

— Jivings

60

Bằng vẻ ngoài của sơ đồ, các chân GPIO được kết nối với Đường ray + 5v ;

Tôi đã sao chép một phần của sơ đồ đầu vào trên nguồn USB. Trong phần phụ này, + 5v được cung cấp từ đầu nối USB được lọc để cung cấp nguồn 5v ổn định cho 5V0Đường sắt.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Bằng cách nghiên cứu sơ đồ, bạn nhận ra rằng có thêm 3 điện áp (tổng cộng 4) được sử dụng trên Pi.

5.0v; HDMI (tự bảo vệ) (bây giờ tôi biết tại sao HDMI hoạt động của tôi sang VGA hoạt động tốt)
3,3v; IC của BCM và LAN
2,5v; Bộ giải mã
1,8v; BCM (RAM) và LAN

Mạch phụ này được kết nối với 5V0đường ray có 3 bộ điều chỉnh điện áp với các tụ lọc riêng.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

HÀM Ý

Để trả lời câu hỏi của bạn. Có, bạn có thể cung cấp 5v trên pin GPIO. NHƯNG, nó không có bảo vệ lùi và nó không thực sự được thiết kế để trở thành chân đầu vào 5volt. pin 3,3v cũng có thể được cấp nguồn với 3,3v vì bộ điều chỉnh đã được tích hợp bảo vệ - nhưng một lần nữa, nó khiến BCM của bạn không được bảo vệ! Thông thường, bất kỳ chân nguồn nào trên khu vực GPIO đều được sử dụng để cấp nguồn cho các mạch mở rộng.

Bạn cần nhận ra rằng sơ đồ USB được thiết kế cẩn thận để được sử dụng làm đầu vào chính + 5V và bảo vệ Pi khỏi bị rán. Pin GPIO không cung cấp bảo vệ này đầy đủ và bạn thực sự cần phải tin tưởng vào nguồn cung cấp năng lượng của mình nếu bạn muốn làm điều đó!

Thông thường mọi người tạo ra một PCB công suất cao khác để lái những thứ khác. Ví dụ, một cây cầu H được sử dụng để điều khiển động cơ cho robot. Tất cả những gì nó cần là tín hiệu TTL để điều khiển động cơ nhưng nó chạy bằng nguồn điện riêng; và hầu hết thời gian nó cung cấp năng lượng cho MCU / CPU thông qua các mạch bảo vệ riêng của nó cách ly nó khỏi mạch công suất cao.

THAY THẾ

Nó không lý tưởng nhưng bạn có thể kết nối + 5v với TP1 và GND với TP2 (TP = Điểm kiểm tra)
Cắt cáp micro USB và sử dụng cáp được mã hóa màu ĐỎ và ĐEN và kết nối nó với bộ điều hợp nguồn của bạn. Sử dụng bộ điều hợp nguồn có tốc độ hơn 1AMP (1000ma) là ổn. Raspberry Pi sẽ không sử dụng hơn 800ma theo bất kỳ cách nào - Nhưng điện áp ĐÃ là 5votls

nhập mô tả hình ảnh ở đây

— Piotr Kula
nguồn

4

Bạn chỉ cần sử dụng một PSU thích hợp. Chúng ta đều biết các cầu chì gây ra nhiều vấn đề hơn những gì chúng giải quyết và các tụ điện vẫn còn trong mạch, chỉ là không ở một nơi tuyệt vời - à tốt, sử dụng PSU tốt hơn.

— Alex Chamberlain

1

Rất nhiều người phàn nàn về cầu chì USB nhưng tôi không thấy quá nhiều người phàn nàn về cầu chì đầu vào. Cá nhân tôi sẽ không bỏ cầu chì vào điện áp đầu vào và tôi đã thấy nhiều người khác nói như vậy. Tuy nhiên, người ta có thể sử dụng một số cầu chì trước bộ điều chỉnh điện áp, để nó không giảm điện áp nữa sau khi được điều chỉnh nhưng vẫn bảo vệ khỏi quần short.

— Krzysztof Adamski

3

Ngoài ra, kết nối với TP1 và TP2 hoàn toàn giống như đi qua GPIO.

— Alex Chamberlain

3

@ppumkin Các nắp lọc song song với tải! Bạn có thể vẽ chúng ở bất cứ đâu bạn thích!

— Alex Chamberlain

2

Tại sao mọi người làm cho công cụ này rất khó? Đặt một nắp 1000uF trên nguồn điện đầu vào, sau đó kẹp nó bằng bộ điều chỉnh sau đó ngăn không cho nó rủ xuống bằng bộ chuyển đổi buck. Điều đó sẽ cho phép bạn lấy điện bẩn từ 2,5 đến 30V. Nếu bạn không thích hàn, có bảng bán lẻ cho cả bộ điều chỉnh và bộ chuyển đổi buck.

— Peter Wone

16

Trước hết, sử dụng chân 5V GPIO, bạn sẽ bỏ qua cầu chì đầu vào trên RPi. Điều này có nghĩa là bạn không có sự bảo vệ nào trong trường hợp bạn thực hiện một số cắt ngắn, v.v. Vì vậy, nếu bạn làm vậy, rất nhiều dòng điện (tùy thuộc vào mức độ cung cấp năng lượng của bạn có thể cung cấp) có thể chảy qua Pi của bạn và có thể làm hỏng nó. Bạn cũng đang bỏ qua diode TVS vì vậy về cơ bản bạn không có bất kỳ sự bảo vệ nào.

Cũng nên nhớ rằng bạn phải đặt 5V quy định cho pin này. Hầu hết các bộ điều hợp nguồn sẽ không xuất điện áp quy định (trừ khi có quy định khác về chúng), do đó bạn cũng cần sử dụng một số mạch ổn áp.

Và điều cuối cùng là có một số tụ điện làm cho nguồn điện ổn định hơn nên sẽ là khôn ngoan khi tự mình kết nối một số tụ điện.

— Krzysztof Adamski
nguồn

2

Các diode cũng rất quan trọng! +1

— Piotr Kula

1

Điều đó đúng, tất nhiên tôi chỉ có nghĩa là cầu chì đầu vào. Cầu chì đầu ra chỉ có trên USB nên điều đó không thực sự liên quan và tất nhiên nó sẽ không giúp ích gì khi có phím tắt trên bất cứ thứ gì ngoài USB.

— Krzysztof Adamski

Đợi đã, về cơ bản bạn đang nói rằng tôi có thể tạo ra mạch đầu vào điện áp của riêng mình (có bảo vệ) và nối nó với quả mâm xôi Pi? Đó là thiên tài! Tôi thực sự đang tìm cách thiết kế một mạch điện, với một số đầu nối và bóng bán dẫn khác (để điều khiển rơle và công cụ 5v! Tôi có thể làm cho bộ phận đó cung cấp tốt như đầu ra.

— Paul

9

Nếu bạn nhìn vào sơ đồ, bạn có thể thấy rằng chân 5V được kết nối trực tiếp với đường ray 5V. :)

Kết nối đầu nối nòng súng với chân 5V và GND sẽ ổn, nhưng hãy cảnh giác bạn sẽ không có sự bảo vệ của cầu chì đầu vào - đó là tuổi thọ. Đảm bảo bạn sử dụng PSU 1A @ 5V được điều chỉnh hợp lý với bảo vệ quá dòng; PSU không được kiểm soát là vô dụng!

— Alex Chamberlain
nguồn

3

Các mũ làm mịn vẫn còn trong mạch; chúng chỉ không ở vị trí hoàn hảo - chúng sẽ ở gần cổng USB, thay vì GPIO. Dù sao họ cũng sẽ có nhiều hơn về SoC. Với một PSU phong nha, tôi sẽ thử. Với bảng mở rộng tùy chỉnh kết hợp với PSU, bạn sẽ ổn hơn - có thể bạn sẽ cung cấp nguồn cung tốt hơn so với Pi nhận được.

— Alex Chamberlain

Có với một PSU đàng hoàng - làm sao OP biết PSU tốt như thế nào .. Tôi hầu như không tin PSU tôi sử dụng ở bất cứ đâu

— Piotr Kula

Tôi đã không nói bất cứ điều gì về sức mạnh nhiều hơn. Bạn nên bám vào 1A, mặc dù tôi nghi ngờ bạn sẽ đốt hết dấu vết trong thực tế; các chip sẽ đi đầu tiên.

— Alex Chamberlain

1

Không - Hình ảnh kết nối nguồn điện 5v 5A với Pi và sử dụng đường ray 5v ở đâu đó để cấp nguồn cho động cơ, ví dụ như rút ra 4AMP. dấu vết 5v sẽ cháy! Không phải chip. Con chip vui vẻ rút nó ~ 500ma. Nếu không có cầu chì được xếp hạng ở 1A tại cổng USB và bạn đã cung cấp 5A qua nó- Một mạch ngắn sẽ làm tan các dấu vết 5V. Đó là lý do tại sao nó bảo vệ quá tải dạng PCB và bảo vệ CPU / GPU khỏi quá điện áp (nhưng chúng tôi không quan tâm đến điện áp ở đây). PS tôi đã không bỏ phiếu cho bạn.

— Piotr Kula

@ppumpkin đây là câu trả lời đúng. Các nắp bộ lọc vẫn còn trong mạch. Điều quan trọng về vị trí của các nắp bộ lọc là chúng ở gần tải mà chúng cung cấp một bể chứa có trở kháng thấp. Di chuyển đầu vào nguồn không thay đổi bố trí giữa các nắp và tải. Hãy nhớ rằng cáp USB dài hơn nhiều so với bất kỳ dấu vết nào trên bo mạch, do đó, các nắp này không thể tránh khỏi khá xa so với nguồn điện thực tế, và điều đó là tốt.

— Chris Stratton

7

Có bạn có thể. Nếu bạn sử dụng pin, và không cung cấp năng lượng dc thì rất an toàn như trong dự án catpberry 2 của tôi .

cầu chì f3 chỉ bảo vệ nvcp11117-3v3 và một số điện trở gần hdmi.

nvcp11117-3v3 Giới hạn hiện tại đầu ra thường là cầu chì 1A và tối đa 1.5A và f3 cho công suất tối đa 1.1A.

Ngay cả khi bạn sử dụng nguồn điện dc, được kết nối với gpio, rất khó có thể ghi nvcp1117-3v3 nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ loại thiết bị usb nào.

Nếu bạn sử dụng đầu nối nguồn micpyb, để cấp nguồn cho raspberry pi, bạn không thể sử dụng nhiều thiết bị usb vì không có đủ năng lượng.

Một ý tưởng hay là thực hiện một số sửa đổi cho rasperry pi để cung cấp + 5v trực tiếp từ "đầu nối nguồn micpyb" sang usb và gpio, mà không cần thông qua bus 5v +, như thế này.

Nhưng bây giờ, điều tốt nhất là cho mâm xôi qua gpio, bởi vì nếu nvcp117-3v3 bị cháy, hãy mua nó, trên ebay, chi phí ít hơn 1 €, đặc biệt nếu bạn kết nối với đầu nối hdmi và không có nguy cơ đốt cháy điện trở của anh ta

— Francesco Amirante
nguồn

3

Có, bạn có thể, tuy nhiên đừng ngu ngốc như tôi, và bộ kết nối nguồn ba chceck ở đâu là + và ở đâu -

Tôi chỉ đốt cháy 3xRpi của mình một cách đồng thời bởi vì trí tưởng tượng của tôi đã thuyết phục tôi bằng cách nào đó cáp đen là + ....

— ngoằn ngoèo
nguồn

3

Tôi đã thiết kế một bảng nhỏ để cung cấp năng lượng, gắn kết đột phá GPS cuối cùng của Adafbean và điện trở đầu vào / kéo lên của cảm biến Hall. (Mục đích là Open Road Racing). Tôi đã sử dụng một bộ điều chỉnh chuyển đổi kích thước kích thước 7805 và tụ điện đầu ra. Hoạt động tốt và giữ ở mức chính xác 4,98V. Sử dụng các bộ phận tốt và điều này sẽ tốt.

— Steve Donegan
nguồn

1

LM1085 là sự lựa chọn tốt hơn, bởi vì điện áp rơi thấp và dòng điện 3A.

— pylover

2

Bạn có thể sử dụng 4 pin NiMh - nhưng tôi sẽ luôn kiểm tra xem điện áp là 5v hay trong 0,25v. Ngoài ra, tôi đã sử dụng đầu nối USB của điện thoại di động Nokia được kết nối với ổ cắm USB từ một trung tâm giá rẻ bị hỏng (từ pounshop ban đầu chỉ có 1 bảng Anh) chỉ với 2 đường dây bên ngoài được hàn với dây đi vào bộ pin.

— z lesiak
nguồn

Tôi sử dụng kết hợp đã đề cập của bạn, 4 dùi NiMh và một đầu nối micro USB được tái sử dụng. Có thể chạy không ngừng với mạng có dây, màn hình ngoài (qua HDMI) và Pi Cam trong khoảng 2 giờ hoặc lâu hơn, không có thời gian chính xác. Sau khi điện áp quá thấp, mọi thứ trở nên khá kỳ lạ trên Pi. Chạy lâu hơn một chút mà không cần cắm ethernet.

— Chris O

2

Khắc phục đơn giản, Lính ở bên cạnh cầu chì đi đến đầu nối USB với đường dây + 5v của bạn và gnd của bạn đến tp2 hoặc bên cạnh tụ điện đi đến gnd.

Sau đó, bạn vẫn sử dụng cầu chì. Nếu đó là nhiều năng lượng bạn cần, thì bên trái của bạn với việc nhảy cầu chì.

Tôi đang giải quyết vấn đề tương tự khi đặt RPi trên Máy bay trực thăng của tôi. Không gian là một mối quan tâm vì vậy một jack cắm điện được điều chỉnh là không cần thiết.

Ive đã thực hiện một bộ điều chỉnh 5v 50A (mạnh hơn năng lượng (không có nhiệt)) để tôi có thể chạy pin 12 v thay vì 5v trong đó.

(Chỉnh sửa bởi một noob không có điểm: Phía của cầu chì đi đến đầu nối USB là phía về phía cạnh. Bạn có thể biết từ bố cục tại http://www.raspberrypi.org/final-pcb-artwork/ - Chốt số 1 đi xuống qua một bên dưới, dưới trung tâm của cầu chì và sau đó hướng tới cạnh.)

— Zack
nguồn

1

Trong một số trường hợp, bạn thực sự cần phải cung cấp năng lượng cho RPi thông qua Đầu cắm chân 26/40 - cụ thể là chân vật lý 2 + 4 (+ 5V) chân 6 + chân khác (nối đất). Ví dụ, tôi có một RPi 1B đã chạy được vài năm nay, được cung cấp từ một đơn vị UPiS phiên bản cơ bản , là một UPS từ PiModules, bây giờ khá nhiều không thể lấy được nhưng được thay thế bằng PICO tinh vi hơn bây giờ hút năng lượng thông qua các chân tương tự khi RPi được cấp nguồn bình thường {để sạc pin LiPo trên bo mạch} và sau đó chỉ cung cấp nó khi đóng vai trò là nguồn cung cấp dự phòng ...

— SlySven
nguồn