Các giá trị tối thiểu / điện áp tối đa / hiện tại mà các chân gpio có thể xử lý là gì?


36

Tôi muốn bắt đầu sử dụng các chân GPIO nhưng tôi lo lắng về các mạch ngắn hoặc sử dụng quá nhiều cường độ dòng điện và chiên raspi của tôi. Các giá trị tối thiểu và điện áp tối đa và giá trị hiện tại rasppi có thể xử lý là gì? Điện áp và dòng điện điển hình là gì? Làm thế nào nhạy cảm là raspi với ngắn mạch và những thứ như vậy?


Tôi đã thấy các bảng được thiết kế để 'bảo vệ' raspi của bạn:

Tôi thực sự không muốn 'mở rộng' tính hữu dụng của raspi của mình. Tôi chỉ muốn bảo vệ nó khỏi bị xáo trộn bởi các chân GPIO của mình. Tôi dự định tạo ra một mạch đệm sẽ ngăn raspi của tôi khỏi bị hỏng khi thử nghiệm với các chân GPIO.


Bạn sẽ nhận được rất nhiều suy đoán hoang dã trong số các câu trả lời. Mặc dù dữ liệu trên gpio của pi bị hạn chế, hầu hết các IC hiện đại sẽ dung thứ cho quần short tạm thời giữa đầu ra được điều khiển và mặt đất, đường ray cung cấp cung cấp năng lượng cho nó hoặc đầu ra khác. Những gì họ thường không chịu được thậm chí là kết nối ngắn gọn với nguồn cung cấp điện áp cao hơn, chẳng hạn như chân 5v trên cùng một đầu nối.
Chris Stratton

Để được an toàn, sử dụng một bảng đột phá. Nếu bạn không muốn mua một cái thì thật đơn giản để tạo ra mạch bảo vệ
Jivings

Miễn là bạn không sử dụng các giao thức tốc độ cực cao, chỉ cần sử dụng điện trở sê-ri 1K có thể là sự cân bằng tốt về bảo vệ và đơn giản; bất kỳ giải pháp nào của bồi thẩm đoàn (đặc biệt là nếu nó có các thiết bị hoạt động cần nguồn điện) sẽ có nguy cơ giới thiệu các địa điểm bổ sung cho quần short tình cờ ...
Chris Stratton

Bạn có thể tham khảo liên kết này elinux.org/RPi_Low-level_perodesals . Điều này sẽ giúp bạn.
Fathima sáng bóng

Một số thảo luận bổ sung tại đây: Electronics.stackexchange.com/questions/397388/,
Sampo

Câu trả lời:


33

TL; DR

  • Đây là một thiết bị 3.3V .
  • Đầu ra
    • Tổng số tối đa của tất cả các chân 50 mA.
    • Mặc định tối đa 8 mA cho mỗi pin. (Quay trở lại cấu hình này sau khi đặt lại.)
    • Phần mềm có cấu hình từ 2 mA đến 16 mA. Không tìm nguồn hoặc chìm nhiều hơn những gì bạn đã cấu hình.
    • Đừng lái xe tải điện dung.
  • Đầu vào
    • Ngưỡng 1,8V
    • Tối đa 0,5 mA
    • Sử dụng điện trở 6Kohm để đảm bảo rằng dòng điện từ nguồn 3,3V không thể vượt quá 0,5 mA
      • ( 3,3 V / 6000 Ω = 0,00055 Một )

Tài liệu tham khảo

từ: http://elinux.org/RPi_Low-level_perodesals # General_urpose_Input.2FOutput_.28GPIO.29

Các mức điện áp GPIO là 3,3Vkhông chịu được 5V . Không có bảo vệ quá điện áp trên bảng - ý định là những người quan tâm đến giao tiếp nghiêm trọng sẽ sử dụng bảng ngoài với bộ đệm, chuyển đổi cấp độ và I / O tương tự thay vì hàn trực tiếp lên bảng chính.

Điều này được xử lý dễ dàng với bộ chuyển đổi mức logic hai chiều .

từ: http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontler-projects/raspberry-pi/gpio-pin-electrical-specutions#rpi-gpio-input-vol Ứ-

Chân GPIO được đặt thành đầu vào

Đây là các chân logic 3,3 volt. Một điện áp gần 3,3 V được hiểu là một logic trong khi điện áp gần 0 volt là một logic không. Không nên kết nối chân GPIO với nguồn điện áp lớn hơn 3,3V hoặc nhỏ hơn 0V, vì có thể xảy ra hư hỏng nhanh chóng cho chip khi điốt cơ chất của pin đầu vào (được hiển thị dưới dạng FET ký sinh trong Hình 1). Có thể đôi khi bạn cần kết nối chúng với điện áp ngoài phạm vi - trong những trường hợp đó, dòng pin đầu vào phải được giới hạn bởi một điện trở bên ngoài đến một giá trị ngăn ngừa tổn hại cho chip. Tôi khuyên bạn không bao giờ nên lấy hoặc chìm quá 0,5 mA vào pin đầu vào.

Như @ AutomatedMike đã lưu ý trong các nhận xét, bạn có thể đảm bảo điều này với điện trở 2 Kohm trên mỗi volt . ( 3,3 V / 6000 Ω = 0,00055 Một )

Chân GPIO được đặt thành đầu ra

Các chân GPIO của Raspberry Pi khá linh hoạt và bạn có thể sửa đổi nhiều đặc điểm của chúng từ phần mềm. Bạn có thể bật / tắt độ trễ pin đầu vào, giới hạn tốc độ quay đầu ra, và kiểm soát nguồn và khả năng điều khiển hiện tại của ổ đĩa từ 2 mA đến 16 mA với gia số 2 mA. Các thuộc tính này được đặt cho toàn bộ khối GPIO, không phải trên cơ sở pin-by-pin.


Để ngăn chặn sự tiêu hao năng lượng quá mức trong chip, bạn không nên lấy nguồn / dòng điện từ pin nhiều hơn giới hạn được lập trình của nó . Vì vậy, nếu bạn đã đặt khả năng hiện tại thành 2 mA, đừng rút quá 2 mA từ pin.


Khả năng hiện tại của nguồn / chìm không giới hạn dòng vào hoặc ra của pin, mà chỉ xác định dòng tối đa mà thông số kỹ thuật điện áp cao / thấp tín hiệu đầu ra sẽ được đáp ứng. Nếu sử dụng sai, các chân đầu ra có thể bị hỏng do dòng quá mức bất kể dòng nguồn / dòng chìm được lập trình. Sau khi thiết lập lại , RPi xuất hiện với các đầu ra GPIO được đặt thành khả năng ổ đĩa 8 mA .


Nguồn gốc hiện tại của các đầu ra được rút ra từ nguồn cung cấp 3,3 V, chỉ có thể cung cấp tối đa 50 mA. Do đó, tối đa bạn có thể nguồn từ tất cả các đầu ra GPIO đồng thời ít hơn 50 mA . Bạn có thể vẽ các dòng điện thoáng qua vượt quá giới hạn đó khi chúng được rút ra từ các tụ điện bypass trên đường ray 3,3 V, nhưng đừng đẩy phong bì!

Chú ý:

Có những cân nhắc bổ sung cho tải điện dung. Bạn thực sự nên đọc tài liệu được trích dẫn nhiều ở đây.


5
0,5mA có vẻ quá bảo thủ và sẽ khiến RPi trở nên vô dụng khi giao tiếp với hầu hết các cảm biến, thường thu hút ít nhất một vài mA. Các tài liệu này nói rằng RPi được cấu hình theo mặc định là chìm / nguồn 8mA và có thể được cấu hình để chìm / nguồn lên đến 16mA.
Cerin

@Cerin, bạn đúng là tôi đã trích dẫn số bảo thủ. Bạn có để ý rằng bạn đã liên kết với cùng một tài liệu mà tôi đã trích dẫn (nhưng không có neo) không? Nếu mọi người muốn đẩy phong bì, họ cần đọc tài liệu đó và tìm hiểu nhiều hơn tôi đang dạy ở đây. Tôi chỉ cho họ theo hướng đó. Tôi chỉ không muốn chịu trách nhiệm nếu họ cung cấp nhiều hơn 50mA.
Bruno Bronosky

6
Các số liệu 8ma và 16ma đề cập đến các chân được cấu hình cho đầu ra. 0,5ma là cho các chân được cấu hình cho đầu vào. Chỉ cần đảm bảo rằng luôn có ít nhất (Vss * 2Kohm) giữa Vss và pin sau đó không quá 0,5ma có thể chảy vào đầu vào.
Tự động hóa

Điều gì sẽ là giới hạn hiện tại chấp nhận được nếu tôi kết nối điện áp lớn hơn 3,3V trên GPIO ở trạng thái đầu ra Đúng? (Giải pháp diode Zener trong thiết bị điện tử.stackexchange.com/questions3533218/iêu) @AutomatedMike
Pygmalion

Cảm ơn vì tất cả những phản hồi tuyệt vời. Tôi đã thêm thông tin vào câu trả lời của tôi.
Bruno Bronosky
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.