Raspberry Pi barošanas un dzesēšanas režīmi: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ir nedaudz apkaunojoši atzīt, ka desmit aveņu pušķīši veic dažādus darbus visā mājā, taču teikts, ka es tikko nopirku vēl vienu, tāpēc domāju, ka būtu laba ideja dokumentēt un kopīgot savas standarta Pi modifikācijas kā pamācību.

Es pievienoju šos modifikācijas lielākajai daļai savu Pis - tie ļauj jebkuram Raspberry Pi modelim darboties no rezerves barošanas avota, kas citādi būtu vienkārši iestrēdzis atvilktnē - iespēja izmantot citādi nevēlamu barošanas avotu ietaupīs dažus santīmus un šis izkārtojums var būt arī noderīgs enerģijas avots citām ierīcēm, piemēram, relejiem. Dzesēšanas režīms apgrūtina displeja un kameras savienotāju izmantošanu, taču var pārtraukt Pi droseļvārstu, ja tiek pārspīlēts vai tiek veikts intensīvs processora darbs. Piekļuve GPIO savienotājam parasti nav traucēta, taču ventilators ir rūpīgi jānovieto…

Es esmu sadalījis Instructable divās daļās, lai atvieglotu lasāmību - 1. daļa aptver barošanas avota modifikāciju, otrā daļa - dzesēšanas ventilatora un radiatoru pievienošanu. Iespējamais 2. daļas jaunums ir 12 V līdzstrāvas ventilatora izmantošana, kas tiek darbināta no sprieguma regulatora 5 V līdzstrāvas izejas. Šādā veidā 12 V ventilatora izmantošana nodrošina nelielu dzesēšanu ar samazinātu troksni - šī funkcija ir nepieciešama, ja mūsu dzīvojamā istabā tiek izmantots RasPi (kā OSMC multivides centrs), jo mans partneris var dzirdēt tapas nokrišanu no urbuma, praktiski jebkurš attālums, kuru vēlaties pieminēt….

Lūdzu, ņemiet vērā, ka esmu mēģinājis detalizētāk aptvert pēc iespējas plašāku lasītāju loku, taču ir nepieciešamas dažas elektronikas pamatiemaņas, piemēram, lodēšana, multimetra izmantošana utt. Atvainojos - visi konstruktīvie komentāri, protams, ir ļoti gaidīti!

1. darbība: 1.daļas barošanas avota režīmi: rīki un detaļas

Daļas:

• (Aveņu Pi un korpuss) - caurspīdīgs korpuss atvieglo šīs modifikācijas, bet necaurspīdīgs korpuss nav izstāžu aizbāznis.
• Atkritumu atvilktne no maiņstrāvas līdz līdzstrāvas barošanas avotam, minimālā izejas jauda 18W, no 9V līdz 30V DC.*
• LM2596 DC-DC komutācijas regulējams pazemināšanas sprieguma regulators Buck Converter (pieejams eBay no vairākiem dažādiem pārdevējiem)
• Līdzstrāvas barošanas ligzdas ligzda sieviešu paneļa stiprinājuma savienotājs 5,5 x 2,1 mm vai jebkas, kas jums nepieciešams, lai ietilptu iepriekš minētajā barošanas avotā. Tas tomēr ir visizplatītākais. (eBay, vairāki pārdevēji)
• Upurējams B tipa B tipa USB vads (nevēlamā kaste) VAI
• Vienreizējs mikro USB B tipa 5 kontaktu vīriešu lodēšanas ligzdas savienotājs (eBay, vairāki pārdevēji)
• Divi 150 mm gari daudzpavedienu iekārtu vadi (piemēram, vara skaļruņu vadi).
• Divi izolēti nodalījumi (īss biro korpusa garums nodrošina lieliskus stāvus, ja jūsu atkritumu kastē tādu nav)
• Divas 2,8 mm diametra pašvītņojošās skrūves (nevēlamā kaste) - tām jābūt tikai tik garām, cik nepieciešams, lai vītne izietu cauri korpusam - es izmantoju 12 mm garas skrūves.
• 2,5 mm ID siltumizolācija un 1/4 collu ID termoregulators atbilstoši prasībām (skat. 5. darbību) (eBay, vairāki pārdevēji).

Rīki:

• Lodāmurs un daudzkodolu lodmetāls.
• Multimetrs, kas spēj mērīt pretestību un līdzstrāvas spriegumu.
• Siltuma lielgabals (siltuma saraušanai)
• Karstās līmes pistole (nav nepieciešama, ja tiek izmantots upurējams USB vads)
• Smalka marķiera pildspalva
• 1,5 mm un 2,5 mm HSS urbji un urbis.
• Stiepļu griezējs un noņēmējs.

*Piezīmes par barošanas avota izvēli:

Svarīgi parametri ir izejas spriegums un jauda. Jums ir jānodrošina LM2596 regulatora ieeja aptuveni par trim voltiem vairāk, nekā nepieciešams izvadā, tāpēc Pi nepieciešamajai 5 voltu izejai ieejā ir nepieciešami aptuveni 8 volti. Es ieteiktu nedaudz vairāk, lai būtu pārliecināts, tāpēc 9v minimums iepriekš. Maksimālais spriegums, ko varat izmantot, dažiem šī regulatora modeļiem ir aptuveni 35 V, citiem - lielāks. Es pieturos pie maksimuma 30v.

Barošanas avotam arī jāspēj nodrošināt Pi pietiekamu strāvu (pašreizējās prasības dažādiem Pi modeļiem skatīt šeit). Saite saka, ka jums ir nepieciešams barošanas avots, kas spēj nodrošināt vismaz 2,5A Pi 3. Tomēr LM2596 ir komutācijas regulators, tāpēc jums ir nepieciešama mazāka strāva, ja vien jūsu sniegtais spriegums ir proporcionāli lielāks.

Lai noskaidrotu nepieciešamo, aprēķiniet Pi patērēto jaudu un ņemiet vērā pārveidotāja zudumus regulētājā (piemēram, Pi 3 nepieciešams 5v @ 2.5A, tātad tā jaudas prasība ir 5 x 2,5 = 12,5W. Reiziniet to ar 1,1, lai ņemtu vērā regulatora zudumus, un iegūstat 12,5 x 1,1 = 13,75 W. Sasniedzot šo skaitli, nekad nav laba ideja uzsvērt barošanas avotu, izmantojot to ar 100% spēju, tāpēc es vēlētos pievienot vismaz 30% rezervi, lai pārliecinātos, ka tas nav pārāk karsts un beidzas priekšlaicīgi.

Lai ikvienam būtu vieglāk, šeit ir norādītas minimālās barošanas avota strāvas prasības dažādiem spriegumiem, pamatojoties uz iepriekš minētajiem aprēķiniem:

Pi 3: 9v / 2A; 12v / 1,5A; 15v / 1,2A; 19v / 0,9A; 26v / 0,7A; 30v / 0.6A

Pi B+ un 2B: 9v / 1,5A; 12v / 1,1A; 15v / 0,9A; 19v / 0,7A; 26v / 0,5A; 30v / 0.4A

Pi Zero & Zero W: 9v / 1.0A; 12v / 0,7A; 15v / 0,6A; 19v / 0,5A; 26v / 0,3A; 30v / 0,3A

(Pēdējais ir iekļauts pilnīguma dēļ)

2. darbība: lietas atzīmēšana

Novietojiet regulatoru, kā parādīts attēlā. Ievades paliktņiem jābūt tādā pašā korpusa pusē kā Pi barošanas savienotājam.

Ja uzstādāt arī ventilatoru, novietojiet to, kā parādīts attēlā. Ņemiet vērā, ka labākajā gadījumā varēsit izmantot tikai trīs no ventilatora četrām skrūvju atverēm, jo korpusa izgriezumi bieži vien traucē. Ņemiet vērā arī to, ka šis ventilatora režīms nav piemērots, ja jums jāizmanto kameras vai displeja savienotāji (ja vien neizmantojat jaunu elektroinstalācijas vadu).

Pārliecinieties, ka regulatora stiprinājuma atvere, kas atrodas vistuvāk korpusa malai, ir novietota virs spraugas starp Pi diviem USB ligzdu kaudzēm (lai stiprinājuma skrūve nepiesārņotos - skatiet 4. darbību, lai redzētu uzstādītā regulatora fotoattēlu, kur var redzēt skrūves vietu). ir novietots).

Izmantojiet smalku pastāvīgu marķieri, lai atzīmētu divu regulatoru stiprinājuma atveru stāvokli uz korpusa un, ja vēlaties, ventilatora stiprinājuma caurumus un caurumu ventilatora gaisa plūsmai.

3. solis: urbt lietu

Paņemiet korpusa augšpusi un pagrieziet to otrādi uz koka gabala, lai saņemtu atbalstu.

Izmantojiet smalku (1,5 mm) urbi, lai urbtu izmēģinājuma caurumu vietā, kur tas atzīmēts pēdējā solī.

Izmantojiet 2,5 mm urbi, lai paplašinātu vienu caurumu, un pārbaudiet, vai izvēlēto pašvītņojošo skrūvi var ieskrūvēt bez pārāk lielas piepūles. Ja nepieciešams, paplašiniet cauruma izmēru.

Kad esat apmierināts ar cauruma izmēru, urbiet otru, lai tas atbilstu.

4. solis: uzstādiet regulatoru

Uzstādiet regulatoru, izmantojot rezerves un pašvītņojošās skrūves, kā parādīts fotoattēlos. Ievērojiet skrūves stāvokli starp diviem USB savienotāju kaudzēm.

5. solis: elektroinstalācija

Lodējiet iekārtas vadu līdzstrāvas barošanas kontaktligzdā un izolējiet ar termosarga uzmavu, kā parādīts attēlā. Pieņemot, ka jums ir standarta barošanas avots, kurā pozitīvais spriegums ir uz iekšējā savienotāja, pielodējiet sarkano vadu pie īsās atzīmes un melno vadu pie garā (tas nozīmē, ka garais marķējums ir pievienots kontaktligzdas ārpusei - lai pārbaudītu, izmantojiet multimetru). Ja polaritāte ir mainīta, pielodējiet sarkanos un melnos vadus pie pretējām atzīmēm.

Piespiediet vadu otru galu zem regulatora plates un lodēšanas pie regulatora ievades spilventiņiem, kā parādīts (atkal, sarkans līdz +ve, melns līdz -ve).

Ja jums ir upurējams mikro USB vads, nogrieziet to tā, lai mikro USB galam būtu pievienots aptuveni 180 mm kabelis. Izmantojot smalku stieples gabalu un multimetru pretestības režīmā, nosakiet, kurš vads ir pievienots mikro USB savienotāja pozitīvajiem un negatīvajiem kontaktiem (skatiet diagrammu iepriekš). Sarkanā un melnā ir parastās krāsas, kas tiek izmantotas USB vados +ve un -ve savienojumiem (dažreiz attiecīgi atzīmēti kā “Vcc” un “Gnd”). Pārgrieziet pārējos vadus (parasti baltus un zaļus) īsus. Virs tiem un ārējā apvalka pārvelciet termoreaktīvās piedurknes gabalu un savelciet vietā.

Nospiediet griezuma galu zem regulatora, noņemiet un tiniet sarkanās un melnās stieples un pielodējiet tās attiecīgi pie regulatora +ve & -ve izvadplāksnēm.

Ja jūs esat drosmīgs (piemēram, wot I woz), izveidojiet savu USB vadu, izmantojot tukšu savienotāju. Lodējiet vadus pie USB savienotāju paliktņiem, kā parādīts attēlā, pārklājiet savienojumus ar plānu karstas līmes kārtu un, kad tie ir iestatīti, pārvelciet 1/4 collu termosarga uzmavu, kā parādīts attēlā.

Samaziniet piedurkni ar karstuma pistoli, un līme darbosies kā deformācijas samazinājums (cerams!).

Tāpat kā iepriekš, pārvelciet citus stieples galus zem regulatora un lodēšanas pie izvades paliktņiem.

Vienmēr ir ieteicams vēlreiz pārbaudīt savienojumu polaritāti - izmantojiet multimetru un kādu plānu vadu, lai pārbaudītu, vai USB tapas ir pareizi pievienotas regulatoram.

6. solis: sprieguma iestatīšana

Pirms regulatora izejas pievienošanas Pi, ir jāiestata izejas spriegums.

Pievienojiet strāvas padevi regulatora līdzstrāvas ieejas kontaktligzdai un ieslēdziet to. Uz regulatora ir zila gaismas diode, kurai vajadzētu nekavējoties iedegties. Ja tā nenotiek un/vai ir dūmu dvesma, atvienojiet un (ja jūs esat es) kaunā pakariet galvu. Jūs varat atbrīvoties no tā, bet, ja ir bijuši daži dūmi, tas neko sliktu nenozīmē. Uzmanīgi pārbaudiet elektroinstalāciju, izlabojiet un mēģiniet vēlreiz. Cerams, ka LED ir iedegusies …

Izmantojot nelielu skrūvgriezi, noregulējiet regulatora potenciometru (zilā kaste ar misiņa skrūvi augšpusē), līdz multimetrs rāda nedaudz zem 5,1 v. Pretēji pulksteņrādītāja virzienam samazina spriegumu, un sprieguma maiņa bieži prasa vairāk pagriezienu, nekā jūs gaidāt - nekrītiet izmisumā, ja, lai redzētu efektu, vajadzīgi daži pagriezieni.

Izslēdziet barošanu un pievienojiet regulatora izeju pie Pi. Jūs esat gatavs darbībai!

7. darbība: 2. daļa - dzesēšanas ventilatora un radiatoru pievienošana - rīki un detaļas

Daļas:

• 12V DC 0.12A 50mm x 50mm x 10mm piedurknes ventilators (eBay, vairāki pārdevēji)
• 3-off 15mm 2.8mm OD pašvītņojošas skrūves (nevēlamā kaste)
• 2-off cieta vara pašlīmējošas siltuma izlietnes Raspberry Pi (eBay, vairāki pārdevēji)

Rīki:

• Fret zāģis vai elektrisks Dremel tipa instruments ar urbja tipa griezēju
• 1,5 mm un 2,5 mm urbji un urbis
• Lodāmurs un lodēt
• Stiepļu griezēji un noņēmēji.
• Karstās līmes pistole (lai noturētu radiatorus vietā)

8. solis: ventilatora caurumu izgriešana

Izmantojot atzīmes uz korpusa, kas izgatavotas 2. solī, izurbiet trīs montāžas caurumus tāpat kā regulatoram (ti) urbiet izmēģinājuma caurumus ar 1,5 mm urbi un paplašiniet vienu no caurumiem ar 2,5 mm urbi. Pārbaudiet pašvītņojošo skrūvju piemērotību un, ja viss ir kārtībā, izurbiet pārējos divus caurumus. Pretējā gadījumā pēc vajadzības paplašiniet caurumus.

Izmantojot fret zāģi vai Dremel alternatīvu, nogrieziet plastmasas caurumu, lai nodrošinātu ventilatora gaisa plūsmu. Ja nepieciešams, notīriet malas ar vīlīti (ja mana pieredze liecina, ka, izmantojot elektroinstrumentu, neizbēgami rodas izkususi plastmasa, kuras tīrīšana ir sāpīga - tāpēc es dodu priekšroku fret zāģim).

Piedāvājiet ventilatoru montāžas atverēm un uzmanīgi ieskrūvējiet pašvītņojošos. Ventilators jāuzstāda ar etiķeti uz leju, lai gaisa plūsma tiktu novirzīta Pi. Es arī to orientētu, lai elektroinstalācija neatrastos tieši blakus regulatoram, lai jūs varētu spēlēt ar atslābušu vadu.

Pagrieziet ventilatoru manuāli, lai pārbaudītu, vai nekas nenotiek.

9. solis: ventilatora vadu savienošana

Mana pieredze rāda, ka visi, izņemot vienu detaļu saraksta ventilatoru, sākās paši, kad tika darbināts no 5 V līdzstrāvas. Tādā gadījumā es atklāju, ka ventilatora iedarbināšana no 12 V līdzstrāvas apmēram piecas minūtes to atslābināja, un pēc tam tas bija kārtībā ar 5 V spriegumu. Tomēr dažādu ražotāju ventilatori var rīkoties atšķirīgi, tāpēc jums var nākties manuāli iedarbināt ventilatoru - tam vajadzētu būt kārtībā un turpināt darboties. Ja tas tā nav, jums joprojām ir iespēja pieslēgt ventilatoru regulatora ieejai, ja vien šis spriegums ir no 9v līdz 12v un jūs varat pieņemt trokšņa pieaugumu.

Nogrieziet ventilatora savienotāju, atstājot pietiekami daudz vadu, lai sasniegtu regulatoru. Jūs varat nogriezt dzelteno vadu tālāk, jo tas netiek izmantots šāda veida lietojumos. Izmantojiet nelielu apvalka gabalu, kā parādīts attēlā, lai to izolētu un izvairītos no tā. Novietojiet ventilatora vadu zem regulatora un lodēšanas līdz tā izejas spilventiņiem (sarkans uz pozitīvu, melns uz negatīvu).

10. solis: radiatoru pievienošana

Internetā ir diezgan daudz informācijas par to, kur (un kad) pievienot Raspberry Pis radiatorus. Tālāk norādītās darbības ir mans personīgais.

Cik es varu savākt, padoms, izmantojot Raspberry Pi Foundation, ir tas, ka jums patiešām nav jāpievieno radiatori jebkuram Pi modelim, ja vien jūs tos nepārspīlējat. Tomēr esmu atklājis, ka Pi 3 kļūst diezgan karsts, mēģinot atskaņot H265 videoklipus, un, ja tas netiek atdzesēts, tas var atkal samazināties, saglabājot sevi.

Šādos apstākļos Broadcom SoC (lielā mikroshēma uz Pi augšējās virsmas) kļūst karstākais, tāpēc ir vērts to nogremdēt. Ievērojot dažus padomus, kuru avotu šobrīd nevaru atrast, es arī dzesēju RAM mikroshēmu apakšpusē. Es neuztraucos ar mazāku LAN mikroshēmu, jo šķiet, ka tas nav tik karsts.

Tātad, biznesam - noņemiet pārsegu no radiatora un uzmanīgi novietojiet to virs SoC mikroshēmas. Izmantojot karsto līmes pistoli, uzmanīgi pievienojiet pāris līmes pūtītes abās radiatora pusēs, kā parādīts attēlā. Es izmantoju daudz savu Pis uz sāniem, tāpēc pēc kāda laika radiatori noslīd - līmi palīdz to novērst. Līdz šim līme nav pietiekami mīkstināta, lai zaudētu integritāti (tā kūst aptuveni 120 ° C temperatūrā, tāpēc nevajadzētu!)

Radiatora uzstādīšanas procedūra RAM mikroshēmā ir tāda pati, izņemot to, ka jums būs jānogriež daļa grila korpusa apakšpusē, lai būtu pietiekami daudz vietas. Ņemiet vērā, ka tas neizbīdīsies pāri lietas robežai.

11. solis: nav 11. soļa

… Un tas arī viss.

Es ceru, ka šī pamācība izrādīsies noderīga un/vai informatīva.

Ja pamanāt kādas kļūdas utt., Lūdzu, dariet man to zināmu, un es labprāt attiecīgi rediģēšu.