Raspberry Pi toite- ja jahutusrežiimid: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

On natuke piinlik tunnistada, et kümme vaarikapisikut teevad maja ümber erinevaid töid, kuid see tähendab, et olen just ostnud teise, nii et arvasin, et oleks hea mõte dokumenteerida ja jagada oma standardseid Pi -modifikatsioone juhendatavana.

Lisan need modifikatsioonid enamikule oma Pisile - need võimaldavad mis tahes Raspberry Pi mudelit toita varutoiteallikast, mis muidu oleks lihtsalt sahtlisse kinni jäänud - muidu soovimatu toiteallika kasutamine peaks aitama säästa paar senti ja see paigutus võib olla kasulikuks toiteallikaks ka teistele seadmetele, näiteks releedele. Jahutusrežiim muudab ekraani ja kaamera pistikute kasutamise keerulisemaks, kuid võib peatada Pi -gaasi ülekiirendamise või protsessori intensiivse töö korral. Juurdepääs GPIO -pistikule pole tavaliselt takistatud, kuid peate ventilaatori hoolikalt paigutama …

Ma jagasin Instructable'i loetavuse hõlbustamiseks kaheks osaks - 1. osa hõlmab toiteallika muutmist, teine osa jahutusventilaatori ja jahutusradiaatorite lisamist. 2. osa võimalik uudsus on pingeregulaatori 5v alalisvoolu väljundist toidetava 12v alalisvoolu ventilaatori kasutamine. Sel viisil 12 -voldise ventilaatori kasutamine tagab vähese müraga jahutuse, mis on vajalik, kui RasPi -d kasutatakse (OSMC meediumikeskusena) meie elutoas, kuna mu partner kuuleb nõela kukkumist, peaaegu iga vahemaa, mida soovite mainida….

Pange tähele, et olen püüdnud üksikasju võimalikult laia lugejaskonnaga hõlmata, kuid mõned elektroonika põhioskused on vajalikud, näiteks jootmine, multimeetri kasutamine jne. Palun vabandust, kui järgnev loeb liiga lihtsalt või eeldab liiga palju - kõik konstruktiivsed kommentaarid on muidugi väga teretulnud!

1. samm: 1. osa Toiteallika modifikatsioonid: tööriistad ja osad

Osad:

• (Vaarika Pi ja ümbris) - läbipaistev ümbris muudab need modifikatsioonid lihtsamaks, kuid läbipaistmatu ümbris ei ole näitusekork.
• Rämpssahtel vahelduvvoolust alalisvooluvõrku, minimaalne väljundvõimsus 18 W, 9–30 V alalisvool.*
• LM2596 DC-DC lülitamise reguleeritav pingeregulaatori buck-muundur (saadaval eBays mitmete erinevate müüjate poolt)
• Alalisvoolu toitepistiku pistikupesa naissoost paneeli kinnitamise pistik 5,5 x 2,1 mm või mis iganes teil on vaja ülaltoodud toiteallika jaoks. See on siiski kõige tavalisem. (eBay, mitu müüjat)
• Ohvriline mikro -USB B -tüüpi juhe (rämpspost) VÕI
• 1-kordne USB-tüüpi B-tüüpi 5-kontaktiline isase jootmispistikupesa pistik (eBay, mitu müüjat)
• Kaks 150 mm pikkust mitmeahelalist seadmetraati (nt) vaskkõlaritraati.
• Kaks isoleeritud asendit (biro-korpuse lühikesed pikkused on suurepärased seisakud, kui teie prügikasti pole)
• Kaks 2,8 mm läbimõõduga isekeermestavat kruvi (prügikast) - need peavad olema vaid nii pikad, kui on vaja, et niit korpust läbiks - kasutasin 12 mm pikkuseid kruvisid.
• 2,5 mm ID soojuskiirgur ja 1/4 tolli ID kuumutuskaar (vt samm 5) (eBay, mitu müüjat).

Tööriistad:

• Jootekolb ja mitmeosaline joodis.
• Multimeeter, mis suudab mõõta takistust ja alalisvoolu pinget.
• Soojuspüstol (kuumuse kokkutõmbumiseks)
• Kuum liimipüstol (pole vaja ohverdatud USB -juhtme kasutamisel)
• Peen marker marker
• 1,5 mm ja 2,5 mm HSS puurid ja puur.
• Traadi lõikur ja eemaldaja.

*Märkused toiteallika valiku kohta:

Olulised parameetrid on väljundpinge ja võimsus. Peate varustama LM2596 regulaatori sisendiga umbes kolm volti rohkem kui väljundis vaja, nii et Pi jaoks vajaliku 5v väljundi jaoks on vaja umbes 8v sisendit. Soovitan veendumiseks natuke rohkem, seega 9v miinimum ülal. Maksimaalne pinge, mida saate kasutada, on selle regulaatori mõnede mudelite jaoks umbes 35 volti, teiste puhul kõrgem. Ma jään max 30v juurde.

Toiteallikas peab suutma Pi -le ka piisavalt voolu anda (vaadake siit Pi erinevate mudelite praegusi nõudeid). Link ütleb, et teil on vaja toiteallikat, mis suudab Pi 3 jaoks toota vähemalt 2,5 A. Kuid LM2596 on lülitusregulaator, seega vajate sellest vähem voolu, kui teie pakutav pinge on proportsionaalselt kõrgem.

Vajaliku välja selgitamiseks arvutage Pi võimsus ja võtke arvesse regulaatori teisenduskaod (nt) Pi 3 vajab 5v @ 2,5A, seega on selle võimsusvajadus 5 x 2,5 = 12,5 W. Korrutage see 1,1 -ga, et võtta arvesse regulaatori kadusid, ja saate 12,5 x 1,1 = 13,75 W. Olles jõudnud selle näitajani, pole kunagi hea mõte toiteallikale rõhku panna, kasutades seda 100% võimsusega, seega lisan vähemalt 30% varu, et see ei läheks liiga kuumaks ja enneaegselt aeguks.

Kõigi hõlbustamiseks on siin ülaltoodud arvutuste põhjal toiteallika minimaalsed nõuded erinevatele pingetele:

Pi 3: 9v / 2A; 12v / 1,5A; 15v / 1,2A; 19v / 0,9A; 26v / 0,7A; 30v / 0,6A

Pi B+ ja 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

(Viimane on lisatud täielikkuse huvides)

2. samm: juhtumi märkimine

Asetage regulaator vastavalt joonisele. Sisendplokid peaksid olema korpuse samal poolel kui Pi toitepistik.

Kui paigaldate ka ventilaatori, asetage see nii, nagu näidatud. Pange tähele, et parimal juhul saate kasutada ainult kolme ventilaatori neljast kruviaugust, kuna korpuse väljalõiked on sageli takistuseks. Pange tähele, et see ventilaatori mod ei sobi, kui peate kasutama kaamera või ekraani pistikuid (kui te ei kasuta uut juhtmestiku marsruutimist).

Veenduge, et regulaatori kinnitusava korpuse servale kõige lähemal on Pi kahe USB -pistikupesa vahelise pilu kohal (nii et kinnituskruvi ei määrduks - vaadake sammu 4 paigaldatud regulaatori fotost, kus näete kruvi asukohta on paigutatud).

Märkige peene püsimarkeriga korpuse kahe regulaatori kinnitusava asukoht ja soovi korral ventilaatori kinnitusavad ning ventilaatori õhuvoolu auk.

3. samm: puurige ümbris

Võtke korpuse ülaosa ja keerake see tagurpidi toele puutükile.

Kasutage peent (1,5 mm) puurit, et puurida prooviauk, kus see on märgitud viimases etapis.

Kasutage 2,5 mm puuri abil ühte auku ja kontrollige, kas valitud isekeermestavat kruvi saab sisse keerata ilma liigse pingutuseta. Vajadusel laiendage ava suurust.

Kui olete augu suurusega rahul, puurige teine sobivaks.

Samm: paigaldage regulaator

Paigaldage regulaator, kasutades fiksaatoreid ja isekeermestavaid kruvisid, nagu fotodel näidatud. Pange tähele kruvi asendit kahe USB -pistikupaki vahel.

Samm: juhtmestik

Jootke seadme juhe alalisvoolu toitepistikupessa ja isoleerige soojendusmuhviga, nagu näidatud. Eeldades, et teil on tavaline toiteallikas, kus sisemine pistik on positiivse pingega, jootke punane juhe lühikese sildi külge ja must juhe pika sildi külge (see eeldab, et pikk silt on pistikupesa välispinnaga ühendatud - kontrollige siiski multimeetrit). Kui polaarsus on vastupidine, jootke punased ja mustad juhtmed vastassiltide külge.

Lükake juhtmete teine ots regulaatori plaadi ja joote alla regulaatori sisendpatjade külge, nagu näidatud (jällegi punane kuni +ve, must kuni -ve).

Kui teil on ohverdatav mikro -USB -juhe, lõigake see nii, et mikro -USB -otsa oleks ühendatud umbes 180 mm kaabel. Kasutades peent traaditükki ja oma multimeetrit takistuse režiimis, tehke kindlaks, milline juhe on ühendatud mikro -USB -pistiku positiivsete ja negatiivsete kontaktidega (vt ülaltoodud skeemi). Punane ja must on tavalised värvid, mida kasutatakse USB -juhtmetes +ve ja -ve ühenduste jaoks (mõnikord tähistatud vastavalt „Vcc” ja „Gnd”). Lõika ülejäänud juhtmed (tavaliselt valged ja rohelised) lühikeseks. Libistage tükk soojusvahetushülsi nende ja välimise ümbrise kohale ning tõmbuge kokku.

Lükake lõikeots regulaatori alla, eemaldage ja tinage punased ja mustad juhtmed ning jootke need vastavalt regulaatori +ve & -ve väljundpatjadele.

Kui olete julge (nagu wot I woz), tehke oma USB -juhe tühja pistiku abil. Jootke juhtmed USB -pistikupesade külge, nagu joonisel näidatud, katke vuugid õhukese kuuma liimikihiga ja kui see on kokku pandud, libistage 1/4 soojendusmuhv üle joonise.

Kahanda varrukat soojuspüstoliga ja liim toimib venitusena (loodetavasti!).

Nagu ülalpool, libistage juhtme teised otsad regulaatori ja joote alla väljundpatjade külge.

Alati on hea mõte kontrollida oma ühenduste polaarsust - kasutage multimeetrit ja mõnda õhukest traati, et kontrollida, kas USB -kontaktid on regulaatoriga õigesti ühendatud.

6. samm: pinge seadistamine

Enne regulaatori väljundi ühendamist Pi -ga tuleb väljundpinge seadistada.

Ühendage toide regulaatori alalisvoolu sisendpesasse ja lülitage see sisse. Regulaatoril on sinine LED, mis peaks kohe süttima. Kui seda ei tehta ja/või tekib suitsuõhna, katkestage ühendus ja (kui olete mina) pange pea häbist kinni. Te võite sellest pääseda, kuid kui suitsu on olnud, ei anna see midagi head. Kontrollige oma juhtmeid hoolikalt, parandage ja proovige uuesti. Loodetavasti süttib LED …

Reguleerige väikese kruvikeerajaga regulaatori potentsiomeetrit (sinine kast, mille ülaosas on messingkruvi), kuni multimeeter näitab natuke alla 5,1 v. Vastupäeva vähendab pinget ja pinge muutumiseks kulub sageli rohkem pöördeid, kui arvate - ärge heitke meelt, kui efekti nägemiseks kulub paar pööret.

Lülitage toide välja ja ühendage regulaatori väljund Pi -ga. Olete tegutsemiseks valmis!

Samm 7: 2. osa - jahutusventilaatori ja radiaatorite lisamine - tööriistad ja osad

Osad:

• 12V alalisvoolu 0,12A 50mm x 50mm x 10mm varrukaslaagri ventilaator (eBay, mitu müüjat)
• 3-off 15mm 2,8mm OD isekeermestavad kruvid (rämpspost)
• Kahekordsed tahked vasest isekleepuvad jahutusradiaatorid Raspberry Pi jaoks (eBay, mitu müüjat)

Tööriistad:

• Fret saag või elektriline Dremeli tüüpi tööriist koos puur-tüüpi lõikuriga
• 1,5 mm ja 2,5 mm puurid ja puur
• Jootekolb ja jootekolb
• Traadi lõikurid ja eemaldaja.
• Kuum liimipüstol (jahutusradiaatorite paigal hoidmiseks)

8. samm: ventilaatori aukude lõikamine

Kasutades punktis 2 tehtud korpuse märke, puurige kolm kinnitusauku samamoodi nagu regulaatori (st) jaoks puurige prooviaugud 1,5 mm puuriga ja laiendage üks auk 2,5 mm puuriga. Kontrollige isekeermestavate kruvide sobivust ja kui kõik on korras, puurige ülejäänud kaks auku välja. Vastasel korral laiendage auke vastavalt vajadusele.

Kasutage fret -sae või Dremeli alternatiivi abil plastikust auk ventilaatori õhuvoolu võimaldamiseks. Puhastage servad vajadusel viiliga (kui minu kogemuste põhjal pole midagi parata, tekitab elektritööriista kasutamine paratamatult sulanud plasti, mida on väga raske puhastada - sellest tulenevalt eelistan ma vihasaega).

Tõmmake ventilaator kinnitusavade juurde ja keerake isekeermestavad ettevaatlikult sisse. Ventilaator tuleks paigaldada sildiga pool allapoole, nii et õhuvool suunatakse pi. Ma orienteeriksin selle ka nii, et juhtmestik ei asuks kohe regulaatori kõrval, nii et teil on lõtv traat, millega mängida.

Keerake ventilaatorit käsitsi, et kontrollida, kas midagi ei haaku.

Samm: ventilaatori ühendamine

Minu kogemus näitab, et kõik, välja arvatud üks, osade loendis olev ventilaator käivitus iseseisvalt, kui toide töötab 5 V alalisvoolult. Sel juhul leidsin, et ventilaatori käivitamine 12 V alalisvoolult umbes viis minutit lõdvendas selle ja seejärel oli see 5 V korral korras. Kuid erinevate tootjate ventilaatorid võivad käituda erinevalt, nii et peate võib -olla ventilaatori käsitsi käivitama - see peaks siis korras olema ja edasi töötama. Kui see nii ei ole, on teil endiselt võimalus ühendada ventilaator regulaatori sisendiga, kui see pinge on 9–12 V ja saate müra suurenemisega leppida.

Katkestage ventilaatori pistik, jättes piisavalt juhtmeid, et jõuda regulaatorini. Saate kollase traadi kaugemale lõigata, kuna seda ei kasutata seda tüüpi rakendustes. Isoleerige ja hoidke seda teelt eemal, kasutades näidatud joonisel näidatud väikest tükki. Viige ventilaatori juhtmestik regulaatori ja joote alla oma väljundpatjadele (punane positiivsele, must negatiivsele).

Samm: jahutusradiaatorite lisamine

Internetis on üsna vähe teavet selle kohta, kuhu (ja millal) vaarika Pisile radiaatorid lisada. Allpool toodud sammud on minu isiklik ettekujutus.

Niipalju kui ma võin koguda, on Raspberry Pi fondi kaudu nõuanne, et te ei pea tegelikult ühelegi Pi mudelile jahutusradiaate lisama, kui te neid üle ei kiirenda. Siiski olen avastanud, et Pi 3 läheb H265-videote esitamise ajal üsna kuumaks ja kui seda ei jahutata, võib see enesesäilitamise käigus tagasi minna.

Sellistes tingimustes muutub Broadcom SoC (Pi ülemise pinna suur kiip) kõige kuumemaks, nii et see on väärt kuumutamist. Järgides mõningaid nõuandeid, mille allikat ma hetkel ei leia, soojendan ka alumisel küljel olevat RAM -kiipi. Ma ei vaevu väiksema LAN -kiibiga, kuna tundub, et see ei lähe nii kuumaks.

Niisiis, äritegevuseks - eemaldage jahutusradiaatorilt kate ja asetage see ettevaatlikult SoC -kiibi peale. Kasutage kuuma liimipüstoli abil ettevaatlikult paar tükki liimi mõlemal pool radiaatorit, nagu näidatud. Ma kasutan palju oma Pisi nende külgedel, nii et mõne aja pärast libisevad radiaatorid maha - liim aitab seda vältida. Praeguseks pole liim terviklikkuse kaotamiseks piisavalt pehmenenud (see sulab umbes 120 ° C juures, seega ei tohiks!)

Jahutusradiaatori RAM -kiibile paigaldamise protseduur on sama, välja arvatud see, et peate piisavalt ruumi jätmiseks korpuse alumises osas asuva grilli ära lõikama. Pange tähele, et see ei ulatu üle juhtumi piiri.

Samm 11: 11. sammu pole

… Ja see on see.

Loodan, et see juhend on kasulik ja/või informatiivne.

Kui märkate vigu jne, andke mulle sellest teada ja ma parandan neid hea meelega.