Shutdown Controller untuk Raspberry Pi di dalam mobil

Sebagai lanjutan dari pertanyaan saya sebelumnya saya mencoba membuat pengontrol shutdown untuk Raspberry Pi saya. Raspberry Pi perlu diaktifkan dari baterai, tetapi harus dimatikan setelah Pi mendeteksi bahwa kunci kontak telah dimatikan.

Pi akan mengambil umpan 3.3V dari jalur ACC (saya punya komponen lain yang akan mengambil 5V dari jalur ACC melalui 7805, jadi saya akan turun ke 3.3V menggunakan pembagi tegangan kecuali ada yang punya saran yang lebih baik - I ' Saya juga akan mengendarai uPD6708 yang membutuhkan 5V CMOS I / O, jadi harus turun dari 5V ke 3.3V pada 2 baris lainnya).

Perangkat lunak yang berjalan di RPi akan menetapkan salah satu pin GPIO tinggi, mungkin ketika RPi menutup pin GPIO semua akan rendah. Jadi Q1 harus menyalakan relay, menjaga daya RPi menyala selama kunci kontak menyala, atau pin GPIO tinggi.

Saya memiliki 3 kit sekering dengan tutup 1000uF dan beberapa jenis transformator / induktor, jadi saya juga dapat menggunakan salah satunya pada masing-masing baterai 12V dan jalur aksesori 12V.

Pengontrol yang dimatikan ini mengklaim hanya menggambar 50uA dalam keadaan siaga - jika saya menggunakan gerbang CMOS 4071 OR yang akan menjadi awal, tetapi dari apa yang saya baca, Anda akan membutuhkan lebih banyak arus dari gerbang OR untuk menjenuhkan transistor - adalah itu benar?

Mengingat bahwa saya perlu mengubah level 5 baris dari 3.3V ke 5V dan 2 dari 5V ke 3.3V selain persyaratan sub-sirkuit ini, siapa pun dapat merekomendasikan komponen / alternatif untuk OR1, Q1, RLY1 dan / atau ada modifikasi?

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Inilah upaya saya untuk mengikuti saran @Connor Wolf.

• R1 dan C3 harus dipilih untuk memungkinkan RPi dimatikan dengan benar
• Saya telah menambahkan C1 karena saya membayangkan bahwa itu akan memakan waktu singkat sebelum relay beralih setelah kunci kontak dimatikan - Saya tidak tahu berapa lama itu, tapi saya kira RPi akan menarik sekitar 700mA dari kapasitor, selain 555 dan relay

^{mensimulasikan rangkaian ini}

@Nick menyarankan itu bisa lebih sederhana - seperti ini mungkin? Saya mencoba untuk menghapus dioda sehingga saya bisa menggunakan catu daya 12V-5V 1A USB (atau sepasang). Lembar data 555 mengatakan bahwa outputnya 3.3V (sumber 100mA maks? Halaman ini mengatakan 200mA). RPi akan membaca garis ACC pada 3.3V untuk menentukan kapan harus dimatikan.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Saat menggunakan sirkuit pengatur waktu sekali pakai akan berfungsi, saya pikir solusi yang lebih mudah dapat digunakan. Lihatlah sirkuit ini.

Untuk klarifikasi, "VBAT" adalah sumber 12V yang selalu menyala selama baterai terhubung. Namun, "ACC" adalah sumber 12V yang hanya menyala ketika kunci kontak menyala atau kunci diatur ke "aksesori." Daripada menggunakan relay 5V hanya untuk mengontrol daya ke RPi, mengapa tidak menggunakan relay otomatis 12V standar seperti yang ditunjukkan. Dengan cara ini, tidak ada daya yang terbuang (kecuali untuk arus kumparan saat daya hidup) karena semuanya akan terputus dari baterai.

Satu sisi koil selalu terhubung ke 12V. Sisi yang berlawanan terhubung ke arde (sasis) melalui N-Channel FET (Q1). Sementara MOSFET digunakan dalam diagram, setiap FET yang mampu menenggelamkan arus koil dapat digunakan. Saat "ACC" dihidupkan, Q1 akan ON, menghubungkan koil ke ground dan menggerakkan saklar. Ini pada gilirannya akan memberi daya pada rangkaian regulasi 5V apa pun yang Anda rencanakan untuk digunakan (regulator 7805 sederhana dengan pendingin, konverter DC-DC switching, pasokan USB yang disebutkan, dll).

Diode D2 ada untuk memastikan kapasitor hanya dapat dilepaskan ke Q1 dan dapat menjadi biasa atau Shottky. Metode lain mungkin harus digunakan untuk tegangan berlebih dan perlindungan arus dari baterai.

Tegangan "ACC" dapat dimasukkan melalui pembagi tegangan untuk membuat sinyal 3.3V untuk RPi. Hati-hati dengan level tegangan ini, mengingat baterai 12V otomatis bisa lebih seperti 14V DC. Selama sinyal ini HI, RPi tahu bahwa daya menyala. Jelas, pin GPIO ini harus ditetapkan sebagai input dengan semua pullup internal dinonaktifkan. Ketika "ACC" dimatikan, RPi akan melihat sinyal LO pada pin dan mulai mematikannya.

Ketika tegangan "ACC" dimatikan, kapasitor C1 akan menahan muatan begitu lama, mengeluarkan melalui resistor R1. Setelah tegangan kapasitor turun di bawah ambang gerbang Q1, itu akan mati, memutuskan koil relay dari tanah dan melepaskan daya dari sirkuit periferal. Jika "level logika MOSFET" digunakan untuk Q1, itu akan tetap AKTIF sampai tegangan C1 cukup rendah. Saya menguji sirkuit ini menggunakan NTD4960 ( Datasheet ), dan tetap menyala sekitar 15 detik - sampai C1 sekitar 2V. Untuk menambah waktu, tambah nilai kapasitansi.

Jujur, saya pikir Anda terlalu banyak memikirkan ini.

Secara pribadi, saya hanya menggunakan satu tembakan dengan periode satu atau dua menit, dipicu oleh mobil yang dimatikan.

Ketika Anda mematikan mobil, tembakan satu-shot, menahan relai tertutup sampai waktu habis. Yang perlu Anda lakukan adalah memastikan bahwa pi raspberry Anda mati dalam satu atau dua menit setelah mobil dimatikan. Ini seharusnya cukup mudah dengan memonitor input dari daya sakelar mobil.

Keuntungan terbesar untuk sistem seperti ini adalah bahwa ketika perangkat lunak Anda rusak (kapan, tidak jika), itu akan tetap mati, sehingga Anda tidak akan berakhir dengan baterai mati. Sekali suntikan harus sederhana. Anda bisa menggunakan 555, atau sedikit mikroprosesor (seperti yang disarankan Olin).
Hal lain yang menyenangkan adalah bahwa, jika Anda melakukan desain dengan benar, sistem dapat melepaskan diri dari aki mobil, memastikan penarikan arus diam benar-benar 0.

Setiap metode penundaan tetap mengalami masalah karena tidak tahu berapa banyak waktu yang harus ditutup oleh RPi. Akan lebih baik untuk menekan tombol yang memberi sinyal Pi untuk dimatikan, kemudian bisa melakukan apa yang diperlukan untuk shutdown tertib yang bersih, membutuhkan waktu selama diperlukan, kemudian mengeluarkan sinyal GPIO kembali ke sirkuit tombol yang mematikan kekuasaan. Itu memberi RPi waktu sebanyak yang diperlukan untuk melakukan hal-hal seperti mematikan kartu SD dengan aman. Rangkaian tidak harus terlalu rumit. Anda dapat melihat sirkuit sederhana di

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

Situs web menggambarkan operasi sirkuit.

Gunakan 4 baterai isi ulang AA. Beri daya pada Pi dari mereka dan minta baterai dari baterai mobil.

Gunakan 1 GPIO untuk memberi tahu Pi jika kunci kontak menyala atau mati.

Shutdown saat siap.