Bagaimana cara memasok daya melalui GPIO?

102

Saya telah melihat beberapa contoh orang yang memberi daya pada Raspberry Pis mereka dengan memasang catu daya DC "plug plug" gaya ke pin 5V dan GND GPIO.

Pertimbangan apa yang harus diambil ketika melakukan sesuatu seperti ini? Apakah saya perlu menambahkan komponen pelindung atau apakah catu daya 5V yang layak dengan arus yang cukup tinggi baik untuk penggunaan jangka panjang dan tidak merusak Raspberry Pi saya?

gpio power-supply BitBobBang
sumber
Apakah Anda memiliki gambar bata kekuatan yang ingin Anda gunakan? atau spesifikasi lainnya?
Piotr Kula
Karena ppumpkin ingin mengajukan pertanyaan pada EE Stackexchange, harus ada tautan ke sana: electronics.stackexchange.com/questions/38077/…
Chris Stratton
Saya tidak setuju dengan posting silang ini ke EE.
Alex Chamberlain
@AlexChamberlain Setuju. Itu perilaku yang aneh. ppumkin, mengapa tidak mendorong BitBobBang untuk meminta EE?
Jivings

Jawaban:

60

Dengan tampilan skematis pin GPIO terhubung ke + 5v Rail ;

Saya telah menyalin bagian dari skema input pada daya USB. Di sub bagian ini +5v yang disediakan dari konektor USB difilter untuk memberikan pasokan stabil 5v yang bagus ke 5V0Rail.

masukkan deskripsi gambar di sini

Dengan mempelajari skema Anda menjadi sadar ada 3 tegangan lebih (total 4) yang digunakan pada Pi.

  • 5.0v; HDMI (terlindungi sendiri) (sekarang saya tahu mengapa HDMI aktif ke VGA berfungsi dengan baik)
  • 3.3v; BCM dan LAN IC
  • 2.5v; DAC
  • 1.8v; BCM (RAM) dan LAN

Sub sirkuit yang terhubung ke 5V0rel ini memiliki 3 regulator tegangan dengan kapasitor filternya sendiri.

masukkan deskripsi gambar di sini

IMPLIKASI

Untuk menjawab pertanyaan Anda. Ya, Anda dapat memasok 5v pada pin GPIO. TAPI, ia tidak memiliki perlindungan ke belakang dan itu tidak benar-benar dirancang untuk menjadi pin input 5volt. pin 3.3v juga dapat ditenagai dengan 3.3v karena regulator telah membangun perlindungan - tetapi lagi-lagi BCM Anda tidak terlindungi! Biasanya setiap pin daya pada area GPIO digunakan untuk memberi daya pada sirkuit yang diperluas.

Anda perlu menyadari bahwa skema USB dirancang dengan hati-hati untuk digunakan sebagai input + 5V primer dan melindungi Pi dari gorengan. Pin GPIO tidak menawarkan perlindungan ini sepenuhnya dan Anda benar-benar perlu mempercayai catu daya Anda jika Anda ingin melakukannya!

Biasanya orang membuat PCB berdaya tinggi lain untuk menggerakkan hal-hal lain. Misalnya H-Bridge yang digunakan untuk menggerakkan motor untuk robot. Yang dibutuhkan hanyalah sinyal TTL untuk mengendalikan motor tetapi menjalankan catu dayanya sendiri; dan sebagian besar waktu itu memasok daya ke MCU / CPU melalui sirkuit pelindungnya sendiri yang mengisolasinya dari sirkuit daya tinggi.

ALTERNATIF

  1. Ini tidak ideal tetapi Anda dapat menghubungkan + 5v ke TP1 dan GND ke TP2 (TP = Test Point)

  2. Potong kabel micro USB dan gunakan kabel kode warna MERAH dan HITAM dan hubungkan ke adaptor daya Anda. Menggunakan adaptor daya yang menilai lebih dari 1AMP (1000mA) tidak masalah. Raspberry Pi tidak akan menggunakan lebih dari 800mb cara apa pun- Tetapi tegangan HARUS 5votl

masukkan deskripsi gambar di sini

Piotr Kula
sumber
4
Anda hanya perlu menggunakan PSU yang tepat. Kita semua tahu sekering menyebabkan lebih banyak masalah daripada yang mereka pecahkan dan kapasitor masih di sirkuit, hanya saja tidak di tempat yang brilian - ah, gunakan PSU yang lebih baik.
Alex Chamberlain
1
Banyak orang mengeluh tentang sekering USB tetapi saya tidak melihat terlalu banyak dari mereka mengeluh tentang sekering input. Saya pribadi tidak akan menjatuhkan sekering pada tegangan input dan saya telah melihat banyak orang lain mengatakan hal yang sama. Seseorang dapat, bagaimanapun, menggunakan beberapa sekering sebelum regulator tegangan, sehingga tidak akan jatuh tegangan lagi setelah diatur tetapi masih melindungi dari celana pendek.
Krzysztof Adamski
3
Juga, menghubungkan ke TP1 dan TP2 persis sama dengan melalui GPIO.
Alex Chamberlain
3
@ppumkin Tutup penyaringan sejajar dengan beban! Anda dapat menggambarnya di mana saja Anda suka!
Alex Chamberlain
2
Mengapa orang membuat ini sangat sulit? Letakkan tutup 1000uF di seluruh daya input, lalu jepit dengan regulator lalu hentikan agar tidak terkulai dengan buck converter. Itu akan membuat Anda mengambil daya kotor dari 2,5 hingga 30V. Jika Anda tidak suka menyolder ada papan ritel untuk regulasi yang dapat disesuaikan dan konverter uang.
Peter Wone
16

Pertama-tama, menggunakan pin GPIO 5V Anda melewati sekering input yang ada di RPi. Ini berarti Anda tidak memiliki perlindungan seandainya Anda membuat jalan pintas, dll. Jadi, jika Anda melakukannya, banyak arus (tergantung pada seberapa banyak catu daya Anda dapat memasok) dapat mengalir melalui Pi Anda dan dapat merusaknya. Anda juga melewati dioda TVS sehingga Anda pada dasarnya tanpa perlindungan.

Juga ingat bahwa Anda harus meletakkan 5V yang diatur ke pin ini. Sebagian besar adaptor daya tidak akan menghasilkan tegangan yang diatur (kecuali dinyatakan sebaliknya pada mereka) sehingga Anda juga perlu menggunakan beberapa rangkaian pengatur tegangan.

Dan hal terakhir adalah bahwa ada beberapa kapasitor smoothing yang membuat daya lebih stabil sehingga akan lebih bijak untuk menghubungkan beberapa kapasitor sendiri.

Krzysztof Adamski
sumber
2
Dioda juga sangat penting! +1
Piotr Kula
1
Itu benar, tentu saja saya hanya bermaksud sekering input. Sekering output hanya pada USB sehingga tidak benar-benar terkait dan tentu saja tidak akan membantu ketika ada jalan pintas selain USB.
Krzysztof Adamski
Tunggu, Anda pada dasarnya mengatakan saya bisa membuat rangkaian input tegangan saya sendiri (dengan perlindungan) dan menghubungkannya ke raspberry Pi? Itu jenius! Saya benar-benar ingin merancang sebuah rangkaian, dengan beberapa konektor dan transistor lain (untuk menggerakkan relay dan barang-barang 5v! Saya dapat membuat bagian suplai tersebut juga sebagai output.
Paul
9

Jika Anda melihat skema, Anda dapat melihat bahwa pin 5V terhubung langsung ke rel 5V. :)

Menghubungkan konektor barel ke pin 5V dan GND akan baik-baik saja, tetapi berhati-hatilah Anda tidak akan memiliki perlindungan sekering input - seperti hidup. Pastikan Anda menggunakan 1U @ 5V PSU yang diatur secara ideal dengan perlindungan arus berlebih; PSU yang tidak diregulasi tidak berguna!

Alex Chamberlain
sumber
3
Tutup smoothing masih di sirkuit; mereka tidak berada di tempat yang sempurna - mereka akan berada di dekat port USB, bukan GPIO. Mereka akan lebih pada SoC. Dengan PSU yang layak, saya akan mencobanya. Dengan papan ekspansi khusus yang menggabungkan PSU, Anda akan lebih baik - Anda mungkin akan memberikan pasokan yang lebih baik daripada Pi mendapat atm.
Alex Chamberlain
Ya dengan PSU yang layak - bagaimana OP tahu apa PSU yang layak itu .. Saya hampir tidak mempercayai PSU yang saya gunakan di mana saja
Piotr Kula
Saya tidak mengatakan apa-apa tentang kekuatan yang lebih besar. Anda harus tetap berpegang pada 1A, meskipun saya ragu Anda akan membakar jejak pada kenyataannya; chip akan pergi dulu.
Alex Chamberlain
1
Tidak - Gambar yang menghubungkan sumber daya 5v 5A ke Pi dan menggunakan rel 5v di suatu tempat untuk menyalakan motor misalnya imbang @ 4AMP. jejak 5v akan terbakar! Bukan chip. Chip dengan senang hati menariknya ~ 500mA. Jika tidak ada sekering yang diberi nilai 1A pada port USB dan Anda menyuplai 5A melalui itu- Hubungan singkat akan melelehkan jejak 5V. Itu sebabnya ada di sana untuk melindungi PCB dari bentuk yang berlebihan dan melindungi CPU / GPU dari tegangan berlebih (tapi kami tidak peduli dengan voltase di sini). PS I tidak turun memilih Anda.
Piotr Kula
@ppumpkin ini adalah jawaban yang benar. Tutup filter tetap berada di sirkuit. Apa yang penting tentang lokasi tutup saringan adalah bahwa mereka berada di dekat beban yang mereka menyediakan reservoir impedansi rendah. Memindahkan input daya tidak mengubah tata letak antara penutup dan beban. Ingatlah bahwa kabel USB jauh lebih panjang daripada jejak apa pun di papan tulis, jadi tutupnya tidak bisa dihindari jauh dari sumber listrik yang sebenarnya, dan itu bagus.
Chris Stratton
7

Ya kamu bisa. Jika Anda menggunakan baterai, dan bukan catu daya dc sangat aman seperti dalam progect catspberry 2 saya .

sekering f3 hanya melindungi nvcp11117-3v3 dan beberapa resistensi dekat HDMI.

nvcp11117-3v3 Output Current Limit biasanya 1A dan max 1.5A dan f3 fuse memberikan daya maksimum 1.1A.

Bahkan jika Anda menggunakan catu daya dc, yang terhubung ke gpio, sangat tidak mungkin membakar nvcp1117-3v3 tetapi Anda dapat menggunakan segala jenis perangkat usb.

Jika Anda menggunakan konektor daya microusb, untuk memberi daya pada raspberry pi, Anda tidak dapat menggunakan banyak perangkat usb karena tidak ada daya yang cukup.

Ide yang bagus adalah membuat beberapa modifikasi untuk rasperry pi untuk memberikan +5v langsung dari "konektor daya microusb" ke usb dan gpio, tanpa melewati 5v + bus, seperti ini.

Tetapi untuk saat ini yang terbaik adalah memberi makan raspberry melalui gpio, karena jika nvcp117-3v3 terbakar, membelinya, di ebay, harganya lebih murah dari € 1 terutama jika Anda terhubung dengan mencatat ke konektor HDMI dan tidak memiliki risiko untuk membakar resistensinya.

Francesco Amirante
sumber
3

Ya Anda bisa, namun jangan bodoh seperti saya, dan konektor daya chceck tiga di mana + dan di mana -

Saya hanya membakar 3xRpi saya secara bersamaan karena imajinasi saya meyakinkan saya entah bagaimana kabel hitam + ....

zigfi
sumber
3

Saya mendesain papan kecil untuk memberikan daya, me-mount breakout GPS utama Adafruit dan sensor Hall input / pull up resistor. (Tujuannya adalah Open Road Racing). Saya menggunakan regulator Dimensi Engineering 7805 ukuran switching dan kapasitor output. Bekerja dengan baik dan tetap tepat pada 4.98V. Gunakan bagian yang baik dan ini harus baik-baik saja.

Steve Donegan
sumber
1
LM1085 adalah pilihan yang lebih baik, karena tegangan drop-out yang rendah dan arus 3A.
pylover
2

Anda dapat menggunakan 4 baterai NiMh - tetapi saya akan selalu memeriksa bahwa tegangan 5v atau dalam .25v dari itu. Saya juga menggunakan konektor USB ponsel Nokia yang terhubung ke soket USB dari hub yang murah dan rusak (dari pounshop awalnya hanya £ 1) dengan hanya 2 saluran luar yang disolder ke kabel yang pergi ke paket baterai.

z lesiak
sumber
Saya menggunakan kombo yang Anda sebutkan, 4 batt NiMh, dan konektor micro USB yang digunakan kembali. Dapat menjalankan nonstop dengan jaringan kabel, monitor eksternal (melalui HDMI) dan Pi Cam selama sekitar 2 jam atau lebih, tidak memiliki waktu yang tepat. Setelah voltase terlalu rendah, segalanya menjadi agak aneh pada Pi. Berjalan sedikit lebih lama tanpa terhubung dengan ethernet.
Chris O
2

Perbaikan Sederhana, Prajurit ke sisi sekering yang menuju ke konektor USB ke + 5v Anda, dan gnd Anda ke tp2 atau sisi kapasitor yang masuk ke gnd.

Maka Anda masih menggunakan sekering. Jika lebih banyak kekuatan yang Anda butuhkan, maka tangan kiri Anda dengan melompat sekring.

Saya sedang berurusan dengan masalah yang sama menempatkan RPi di Helikopter saya. Ruang adalah masalah sehingga colokan listrik modded keluar dari pertanyaan.

Saya sudah membuat 5v 50A (secara drastis lebih bertenaga (tidak panas)) regulator sehingga saya dapat menjalankan baterai 12v bukannya 5v yang ada di dalamnya.

(Edit oleh no-point noob: Sisi sekering yang menuju konektor USB adalah sisi ke arah tepi. Anda dapat mengetahui dari tata letak di http://www.raspberrypi.org/final-pcb-artwork/ - Pin nomor 1 turun melalui sebuah, di bawah pusat sekering, dan kemudian menuju tepi.)

Zack
sumber
1

Dalam beberapa situasi, Anda sebenarnya diharapkan memberi daya pada RPi melalui Pin Header 26/40 - khususnya pin fisik 2 + 4 (+ 5V) pin 6 + lainnya (ground). Sebagai contoh, saya memiliki RPi 1B yang telah berjalan selama beberapa tahun sekarang yang ditenagai dari unit UPiS versi dasar yang merupakan UPS dari PiModules, sekarang cukup banyak yang tidak dapat diperoleh tetapi digantikan oleh PICO yang lebih canggih meskipun saya curiga unit ITU sekarang menghisap daya melalui pin yang sama ketika RPi diaktifkan secara normal {untuk mengisi daya sel LiPo terpasang} dan kemudian hanya menyediakannya ketika bertindak sebagai suplai cadangan ...

SlySven
sumber