Способы питания raspberry pi

Raspberry Pi 3 питание через GPIO

Миникомпьютер Raspberry Pi можно подключать к источнику питания различными способами.

(на фото плата Raspberry Pi 3)

Варианты подключения источника питания к Raspberry Pi 2 или 3:
1. Самый простой и банальный — берем хорошую зарядку от мобильного телефона, которая выдает 5В и 2А и подключаем в разъем microUSB, готово.
2. Можно использовать контакты GPIO (это 40-пиновая рейка — General Purpose Input Output — интерфейс ввода/вывода)
3. Подпаять провода напрямую к плате.

Второй вариант, менее варварский, чем третий и лучше, чем первый, при условии, что у вас есть стабилизированный блок питания 5В, с током не менее 1А, а лучше 2А и клеммы или колодки, чтобы накинуть на штырьки, их можно взять со старого корпуса компьютера или динамика материнской платы, купить в магазине радиотоваров.

Схема GPIO Raspberry Pi 2 и 3

Из схемы мы видим, что блок питания мы можем подключить к контакту 2 или 4 (подаем +5) и к 6-му контакту минус (GND земля, ноль).

Внимание! Питание надо использовать только одно — либо от порта, либо через microUSB — не оба!

Для справки. При подключении питания к microUSB Raspberry соответствующие пины на разъёме GPIO будут работать в качестве источников питания для подключаемых устройств +5В и +3.3В и GND.

Если вы любите наводить красоту и удобство, то вам будет интересно — Low Voltage Labs создали карточку Raspberry Pi GPIO.

Распечатываем на бумаге разных цветов, вырезаем, прокалываем дырочки под контакты Raspberry Pi 3 и красота!

Скачать Low Voltage Labs Card for Raspberry Pi 3 — ссылка

Источник

Питание Raspberry Pi с использованием Arduino

Теоретическая возможность

Большинство Arduino-совместимых контроллеров изпользуют 5V пины. Исключение составляет разве что Arduino Due и 3.3V выход из Arduino, но сейчас не об этом. Также известно, что один из способов подать питание на Raspberry Pi — это использование 5V и GND пинов на 26-ти контактном разъеме P1:

Казалось бы, что решение очевидно — надо подсоединить Raspberry Pi к любому из пинов Arduino, и все заработает. Моя попытка сделать это привела к тому, что Raspberry Pi засветил светодиодом PWR, но светодиод ACT так и не зажегся. Причина — очень маленькая сила тока от пинов Arduino (порядка 40-50 мА). Но у Arduino есть отдельный пин 5V, который (согласно ссылке) может выдавать около 400-500 мА. Теперь необходимо проверить, хватит ли такого тока для питания Raspberry.

Для нормального питания Raspberry Pi с двумя подключенными USB устройствами необходимо порядка 700 мА. Каждое USB устройство может потреблять до 140 мА (источник). Малина может потреблять еще больше тока, если она разогнана (моя — нет). Таким образом, если использовать неразогнанную RPi без USB устройств, то силы тока от Arduino 5V пина должно вполне хватить.

Для того чтобы контроллировать подачу питания, необходимо еще несколько ингредиентов: кнопка питания и что-то, способное управлять большими токами. Я для этих целей использовал MOSFET транзистор. Перейдем непосредственно к использованным частям.

Необходимое аппаратное и программное обеспечение

Я использовал следующие «железные» части:

• Raspberry Pi B rev. 2;
• Arduino Nano V3.0;
• кнопка для контроля питания (я использовал кнопку с фиксацией и сигнальным проводом);
• MOSFET транзистор (у меня оказался IRF530N);
• Breadboard и несколько проводов.

Для прошивки Arduino понадобится IDE, я использовал версию 1.5.8 BETA, но стабильная 1.0.6 тоже подойдет. Также понадобится моя маленькая библиотека для PowerButton (ссылка в конце статьи в разделе про утилиты).

Схемы

Схема подключения выглядит так:

Принципиальная схема так:

Пояснения к схемам:

1. D2 подсоединен к пину SIG у кнопки.
2. D4 подсоединен к пину VCC у кнопки.
3. D5 подсоединен к затвору MOSFET.

Cоединение c D2 пином не случайно: библиотека для кнопки использует прерывания, а у Arduino Nano только пины D2/D3 предназначены для этих целей (проверить какие пины на вашей Arduino поддерживают прерывания можно тут).

Исходный код программы для Arduino

#define POWER_PIN_SIG 2
#define POWER_PIN_VCC 4
#define POWER_FET_GATE 5
#define POWER_PIN_INT 0

void onPowerOn ( ) <
Serial. println ( «Power On» ) ;
digitalWrite ( POWER_FET_GATE, 1 ) ; // Открываем затвор (gate)
>

void onPowerOff ( ) <
Serial. println ( «Power Off» ) ;
digitalWrite ( POWER_FET_GATE, 0 ) ; // Закрываем затвор (gate)
>

void setup ( ) <
Serial. begin ( 9600 ) ;

// Вывод сигнала от Arduino к затвору MOSFET (gate)
pinMode ( POWER_FET_GATE, OUTPUT ) ;
digitalWrite ( POWER_FET_GATE, 0 ) ;

// Начальная настройка кнопки питания
pbs. setupPowerButton ( POWER_PIN_SIG, POWER_PIN_VCC, POWER_PIN_INT ) ;

// Считываем текущее значение
// Если есть сигнал от кнопки,
// включаем Raspberry Pi
int st = pbs. getSwitchStatus ( ) ;
if ( st == POWER_ON ) <
onPowerOn ( ) ;
>

// Добавляем обработчики событий
pbs. onPowerOn ( onPowerOn ) ;
pbs. onPowerOff ( onPowerOff ) ;
>

void loop ( ) <
// Пустой цикл
delay ( 1000 ) ;
Serial. println ( «No actions» ) ;
>

Большинство действий на себя берет библиотека, так что код очень прост.

Тестирование решения

4.6V, рекомендуемое значение больше 4.75V.

Заключение

Несмотря на то, что все работает, все-таки есть подозрение что при подключении периферии тока от 5V пина Arduino будет недостаточно. MOSFET и кнопка работают отлично в паре, такая связка может пригодится для дальнейших проектов.

Утилиты и библиотеки, использованные для написания:

• Fritzing: использовалась для рисования схем, доступна тут.
• собственно библиотека для PowerButton: можно взять с GitHub тут.

Так как это мой первый пост, отзывы и комментарии будут очень полезны.

Источник

Как мне подавать питание через GPIO?

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?

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 5V0 Rail.

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 5V0 шине, имеет 3 регулятора напряжения со своими собственными фильтрующими конденсаторами.

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

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

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.

Источник

Питание компьютера Raspberry Pi 3

Одна из самых популярных версий одноплатных компьютеров — это Raspberry Pi 3 модель B. Несмотря на то что с момента его выпуска прошло уже четыре года, сообщество электронщиков с интересом следит за его развитием. Сегодня одна из актуальных тем — питание raspberry pi 3.

Особенности RPi3b

Для тех, кто “переболел” предыдущей версией “малины” будет интересно узнать насколько далеко ушел RPi3b. Теперь он оснащен:

• 4-х ядерным процем, с частотой 1.2 Ггерц;
• Оперативкой в один Гб;
• Целых четыре юсбишных порта;
• 40-пиновое подключение к устройствам ввода/вывода.

Кроме того, есть ещё интересные изменения, которые могут понравиться любителям малогабаритной электроники.

Во-первых, на его борту процессор нового поколения Cortex-A53. Теперь он поддерживает и 64-битные инструкции, которые были недоступны, в предыдущей модели Cortex-A7.

Во-вторых — дополнен модулем WiFi стандарта 802.11n.

В-третьих, эта модель обзавелась модулем Bluetooth. В RPi3b Bluetooth версии v4.1.

Теперь такая “Малина” стала более интересной в плане производительности и расширения функционала.

Для чего может быть использован Raspberry Pi 3B

После краткого обзора можно рассказать, как применяется этот “малиновый” одноплатник. Так же как и у обычного компьютера, RPi3b больше нужно смотреть не только на характеристики “железа”, а на возможности, которые дают все устройства, помещенные как на плату, так и подключенных к ней.

А количество подключаемых устройств зависят от софта, установленного в операционную систему. У одноплатника ОС довольно много. Основная, естественно, Raspbian. Поэтому большинству пользователей рекомендуют начинать юзать “малину” именно с нее.

У новой малины кроме, операционки, не менее важным было и энергопитание всего этого хозяйства.

Для питания для raspberry pi 3 model b производителем предусмотрен разъём micro-USB. Такие разъемы широко применяются в современных смартфонах. Но теперь необходимо предусмотреть запас энергии для питания мини-компьютера. Как ни крути “Малина” в корне отличается от смартфона и задачи у них разные.

Да взять, например, несколько вариантов применения Pi 3B.

Если установить SD-карту с образом операционки Raspbian, подключить кабельные — клавиатуру и мышь через имеющиеся на борту USB-разъемы, а монитор присоединить по каналу HDMI и перед нами уже полноценный, готовый к работе, компьютер!

У пользователя не возникнет неудобств с переходом на новую систему, потому что:

• привычный рабочий стол;
• браузер Chromium;
• офисный пакет от LibreOffice;
• приложения для почтовых служб;
• нужный всем интернет, который подключается по каналу Wi-Fi (хотя есть возможность и кабельного Ethernet-соединения).

Кто-то может и заметить, что современный смартфон делает тоже самое. И глубоко ошибется. Мы не зря уделяем так много внимания питанию этого устройства.

Кроме выше изложенных возможностей Raspberry Pi 3 model B, на нем можно пройти курс первичного обучения программированию на различных языках:

С помощью приложения Wolfram Mathematica можно выполнять сложные математические расчеты, а в Sonic Pi писать любую электронную музыку.

И для всего этого хозяйства нужно только одно — правильный блок питания для raspberry pi 3. И зарядка от телефона со стандартными характеристиками тут не подойдет.

Где купить

Проблемы питания

Когда идет активная работа, на экране монитора в углу появляется предупреждение — значок “молния”. Не хватает питания! И это не проблема платы Pi 3B, а типичная ошибка начинающих пользователей таких устройств.

У больших компьютеров на этот счет построена целая система правильного снабжения электричеством всем блоков и элементов платы.

А между тем и для Pi 3B также важно правильная подача электроэнергии. От этого, естественно, зависит насколько долго и надёжно проработает этот девайс.

Из приведенной схемы распиновки хорошо видно, что помимо элементов GPIO Raspberry Pi 3, есть выводы для напряжения 3.3 V, 5 V, а также выводы GND. И это требование очень важно — их нарушать нельзя! Если отдельные GPIO могут выполнять альтернативные функции (на схеме это синие блоки) то нагрузочные пределы превышать крайне не рекомендуется. Весь блок Raspberry Pi может выйти из строя.

Рекомендуем более тщательно узнать, как устроена распиновка Raspberry Pi 3, прежде чем приступать к выполнению проектов.

Правильное питание Raspberry Pi 3

У первых образцов “малины” потребление едва дотягивало до 80 мА. На с каждым новым поколением этих устройств энергопотребление только возрастало и становилось более мощным. При этом надо учитывать возросшее число портов USB, к которым тоже подключают другие устройства потребляющие энергию.

Изначально имеющийся разъём microUSB был спроектирован под 1.8 А. Исходя из этого, пользователи подключались 1 амперными блоками питания для зарядки телефонов или покупали в интернете аналогичные адаптеры для подключения “малинок”. Но они совсем не учитывают тот факт, что Raspberry Pi 3 это всё-таки компьютер, который уже нуждается в качественном и, что главнее, в стабилизированном электропитании с 5 вольтами на входе и с 2.5 амперами силы тока.

Если это условие нарушается, система, в лучшем случае, зависнет, в худшем — выйдет из строя! При этом повреждаются сектора на SD-карте и теряются все данные. Понятно, что в спокойном состоянии системы этого не произойдёт, но если ее нагрузить, риски аварии возрастают в разы.

Если у raspberry pi питание снижается, об этом говорит и сама система. Она работает медленнее, а в углу выводится пиктограмма в виде молнии — “питания недостаточно”!

Теперь становится понятным, насколько важен вопрос — подходящий трансформатор. Не каждый USB-зарядник для этого подходит.

Но и это еще не всё!

Не менее важный момент — качество самого питающего кабеля. Вероятность приобрести плохой кабель очень велика. Рекомендуется применять кабель 20AWG или аналогичный. Как вариант, можно просто купить оригинальный блок питания 2.5 A/ 5 V.

Длина кабеля тоже имеет значение.

У стандартных проводов при длительной эксплуатации нередко случаются заломы. Это приводит к потере контакта для питания raspberry pi 3. Оно просто пропадает.

Как мы уже говорили, выход — замена кабеля. Но есть и еще одно условие — длина провода. Замечено многими пользователями — при стандартных требованиях к блоку питания 2.5 A 5 V, значок молния все равно появляется в углу экрана. Причина кроется в длине кабеля. Как правило, он метровый. Опытные пользователи советуют ограничить длину кабеля 30-ю сантиметрами. Для “Малины” это оптимальный вариант.

Внимание! Для особо пытливых умов не лишним будет напомнить — питание устройства Raspberry Pi 3 допускается или от блока питания 5 Вольт/2.5 Ампер, или от входа USB. Оба сразу не применять!

Питание Raspberry Pi 3 от аккумулятора

У raspberry pi 3 блок питания от сети 220 вольт, можно заменить электроснабжением от аккумулятора. Но тут важно обратить внимание на то, чтобы он выдавал напряжение не менее пяти вольт. Большинство выносных аккумуляторов именно 5 Вольт и выдают. Главное чтобы они смогли выдавать ток не менее 2.5 Ампер.

Для RPi 3 b, который будет использоваться в переносном варианте, собственно говоря, не нужно работать на полную мощность. Поэтому тут хватит и силы тока на выходе в 1.8 Ампер.

Опять же не забываем, что питание происходит через разъем micro-USB в стандартном исполнении, который применен на большинстве современных смартфонах.

И если модель Pi 3B, будет использоваться как обычный настольный компьютер, для его питания все-таки нужен ток не менее 2 А, а лучше 2.5 А.

И только при этом условии “Малина” сможет стабильно работать. При недостатке электроснабжения возможны подтормаживания системы.

Хотя справедливости ради, нужно сказать, что тормозить система может и по другим причинам.

1. Карта microSD не отвечает требуемому классу скорости — ниже 10.
2. Слишком длинный кабель питания.
3. Слабый контакт в самом кабеле — провод просто изношен.
4. Зарядка выдает ток менее 2.5 А.

Так что, в любом случае, к выбору источника питания для “Малины” нужно подходить крайне осторожно. Для автономной работы один источник питания, для стационарных систем совсем другой.

Подключение «Малины» к USB-порту

Да системные требования позволяют использовать “малину” в качестве медиацентра. И многие пользователи понимают это слишком буквально, подавая напряжение напрямую с USB-выхода телевизора. Кажется, это быстрый вариант и не надо занимать лишнее гнездо у розетки. Но это поспешное решение.

Да USB-порт телевизора реально выдает требуемые 5 Вольт. Именно это напряжение и необходимо для работы “Малины”. Но вот беда — сила тока не та! Она меньше чем требуется для стабильной работы одноплатника.

У телевизора USB-порт выдает каких-то “жалких” 0.4–0.5 Ампер. А сколько надо? Правильно — 2.5 Ампер!

Поэтому в этих условиях (питание от USB-порта телевизора) Raspberry Pi, или вообще не будет работать, или запустится, но с большими тормозами.

Так как силы тока не хватает, а плата продолжает работать, рано или поздно настанет тот “радостный” момент, которого так ждал мучитель — плата издаст последний писк и затейливо задымится!

Всего-то и нужно было — немного потратится и купить обычный сетевой фильтр с необходимым количеством розеток.

На заметку! Если подать питание 2.5 A/ 5 V на разъём microUSB Raspberry, то общая 40-пиновая шина сама станет источником питания. К ней можно будет подключать устройства, которые питаются +5 В и +3.3 В.

Дополнительным удобством для тех, кто любит наглядность, существуют наклейки на плату распиновки со всеми обозначениями выводов.

Заключение

Raspberry Pi 3 Model B — перспективная модель в плане потребления электроэнергии миникопьютера. Для больших собратьев питание 5 Вольт/2.5 Ампер— недосягаемый горизонт. В этом плане для пользователя “Малины” есть только один повод для беспокойства — не превышать допустимого энергопотребления. Хотя и тут есть выход из положения — установка дополнительных систем охлаждения, таких как кулер или радиатор на процессор.

И тогда на базе “малины” можно будет собирать целые сервера!

Видео по теме

Источник