Moduri de alimentare și răcire Raspberry Pi: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Este puțin jenant să recunoaștem că am zece Raspberry Pis care fac diverse lucruri prin casă, dar asta a spus: tocmai am cumpărat încă una, așa că m-am gândit că ar fi o idee bună să documentez și să împărtășesc modificările mele standard Pi ca instructabile.

Am adăugat aceste moduri la majoritatea Pis-ului meu - permit ca orice model de Raspberry Pi să fie alimentat de la o sursă de alimentare de rezervă care altfel ar fi blocată într-un sertar - posibilitatea de a utiliza o sursă de alimentare altfel nedorită ar trebui să vă economisească câțiva bănuți. iar acest aranjament poate oferi, de asemenea, o sursă utilă de energie pentru alte dispozitive, cum ar fi relee. Modul de răcire face mai dificilă utilizarea afișajului și a conectorilor camerei, dar poate opri accelerarea Pi atunci când se overclockează sau lucrează intens la procesor. Accesul la conectorul GPIO nu este în mod normal împiedicat, dar trebuie să poziționați cu atenție ventilatorul …

Am împărțit instructabilul în două părți pentru a ușura lizibilitatea - partea 1 acoperă modificarea sursei de alimentare, partea 2 adăugarea unui ventilator de răcire și radiatoare. Posibila noutate a părții 2 este utilizarea unui ventilator de 12v c.c. alimentat de la ieșirea de 5v c.c. a regulatorului de tensiune. Utilizarea unui ventilator de 12v în acest mod este de a oferi un modic de răcire cu zgomot redus, o caracteristică care este necesară atunci când RasPi este utilizat (ca centru media OSMC) în camera noastră de zi, deoarece partenerul meu poate auzi un pin picând de la fântână, practic orice distanță pe care doriți să o menționați ….

Vă rugăm să rețineți că am încercat să prezint detaliile pentru a acoperi un cititor cât mai larg, dar sunt necesare câteva abilități electronice de bază, cum ar fi lipirea, utilizarea unui multimetru etc. - orice comentariu constructiv este bineînțeles binevenit!

Pasul 1: Partea 1 Moduri de alimentare: instrumente și piese

Părți:

• (A Raspberry Pi și carcasă) - o carcasă transparentă face aceste moduri mai ușoare, dar o carcasă opacă nu este un stop-show.
• Un sertar nedorit de alimentare de la c.a. la c.c., putere minimă de ieșire 18W, 9v c.c. până la 30v c.c. *
• LM2596 DC-DC Switching Adjustable Down Down Voltage Regulator Buck Converter (disponibil pe eBay de la mai mulți vânzători diferiți)
• Conector de alimentare pentru mufă de alimentare cu curent continuu, mufă de 5,5 x 2,1 mm sau orice altceva de care aveți nevoie pentru a se potrivi cu sursa de alimentare de mai sus. Acesta este totuși cel mai frecvent. (eBay, mai mulți vânzători)
• Un cablu de sacrificiu micro USB tip B (cutie de gunoi) SAU
• 1-off micro USB tip B 5 pini masculin de lipit mufă conector (eBay, mai mulți vânzători)
• Două lungimi de 150 mm de sârmă pentru echipamente multi-șuvițe (de exemplu) sârmă de difuzor de cupru.
• Două distanțe izolate (lungimile scurte ale carcasei biro fac distanțe excelente dacă nu aveți nicio cutie de gunoi)
• Două șuruburi autofiletante cu diametru de 2,8 mm (cutie de gunoi) - acestea trebuie să fie atât cât este necesar pentru ca firul să treacă prin carcasă - am folosit șuruburi lungi de 12 mm.
• Termocontract ID 2,5 mm și termocontract ID 1/4 "potrivit (vezi pasul 5) (eBay, mai mulți vânzători).

Instrumente:

• Fier de lipit și lipit multicore.
• Multimetru capabil să măsoare rezistența și tensiunea de curent continuu.
• Pistol de căldură (pentru termocontractare)
• Pistol de lipit fierbinte (nu este necesar dacă utilizați un cablu USB sacrificat)
• Stilou de marcare fin
• Burghie și burghiu HSS de 1,5 mm și 2,5 mm.
• Tăietor și decupant de sârmă.

* Note privind alegerea sursei de alimentare:

Parametrii importanți sunt tensiunea și puterea de ieșire. Trebuie să oferiți regulatorului LM2596 cu aproximativ trei volți mai mult la intrare decât aveți nevoie la ieșire, astfel încât pentru ieșirea de 5v necesară Pi, aveți nevoie de aproximativ 8v la intrare. Aș recomanda ceva mai mult pentru a fi sigur, de aici minimul de 9v de mai sus. Tensiunea maximă pe care o puteți utiliza este de aproximativ 35v pentru unele modele ale acestui regulator, mai mare pentru altele. Aș rămâne la 30v max.

Sursa de alimentare trebuie, de asemenea, să poată furniza suficient curent Pi (consultați aici cerințele actuale pentru diferite modele de Pi). Legătura spune că aveți nevoie de o sursă de alimentare capabilă să livreze minimum 2,5 A pentru un Pi 3. Cu toate acestea, LM2596 este un regulator de comutare, deci aveți nevoie de mai puțin curent decât acesta atâta timp cât tensiunea pe care o furnizați este proporțional mai mare.

Pentru a afla ce aveți nevoie, calculați puterea consumată de Pi și țineți cont de pierderile de conversie din regulator (de exemplu) un Pi 3 are nevoie de 5v @ 2.5A, deci necesarul său de putere este de 5 x 2,5 = 12,5W. Înmulțiți acest lucru cu 1,1 pentru a ține cont de pierderile din regulator și veți obține 12,5 x 1,1 = 13,75W. Ajuns la această cifră, nu este niciodată o idee bună să stresați o sursă de alimentare utilizând o capacitate de 100%, așa că aș adăuga cel puțin o marjă de 30% pentru a vă asigura că nu va încălzi prea mult și că va expira prematur.

Pentru a face lucrurile mai ușoare pentru toată lumea, iată cerințele minime de curent de alimentare pentru diferite tensiuni pe baza calculelor de mai sus:

Pi 3: 9v / 2A; 12v / 1,5A; 15v / 1.2A; 19v / 0,9A; 26v / 0,7A; 30v / 0,6A

Pi B + & 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

(Acesta din urmă este inclus pentru completare)

Pasul 2: Marcarea cazului

Poziționați regulatorul așa cum se arată. Tampoanele de intrare ar trebui să fie aceeași parte a carcasei ca și conectorul de alimentare al lui Pi.

Dacă montați și un ventilator, poziționați-l așa cum se arată. Rețineți că, cel mai bine, veți putea folosi doar trei dintre cele patru găuri ale șurubului ventilatorului, deoarece decupajele carcasei sunt deseori în cale. Rețineți, de asemenea, că acest mod de ventilator nu este adecvat dacă trebuie să utilizați camera sau conectorii de afișare (cu excepția cazului în care utilizați o rutare de cablare nouă).

Asigurați-vă că orificiul de montare al regulatorului cel mai apropiat de marginea carcasei este poziționat deasupra spațiului dintre cele două stive de mufe USB ale Pi (astfel încât șurubul de montare să nu încurce - consultați pasul 4 pentru o fotografie a regulatorului montat unde puteți vedea unde șurubul este poziționat).

Utilizați un marker permanent fin pentru a marca poziția celor două găuri de montare ale regulatorului pe carcasă și, dacă doriți, găurile de montare a ventilatorului și o gaură pentru fluxul de aer al ventilatorului.

Pasul 3: Forează carcasa

Luați partea superioară a carcasei și întoarceți-o cu capul în jos pe o bucată de lemn pentru sprijin.

Utilizați un burghiu fin (1,5 mm) pentru a găuri o gaură pilot unde a fost marcată în ultimul pas.

Folosiți un burghiu de 2,5 mm pentru a lărgi unul dintre orificii și verificați dacă șurubul autofiletant selectat poate fi înșurubat fără prea mult efort. Lărgiți dimensiunea găurii, dacă este necesar.

Odată ce sunteți mulțumit de dimensiunea găurii, găuriți-o pe cealaltă pentru a o potrivi.

Pasul 4: Montați regulatorul

Montați regulatorul folosind suporturile și șuruburile autofiletante așa cum se arată în fotografii. Rețineți poziția șurubului între cele două stive de conector USB.

Pasul 5: Cablare

Lipiți cablul echipamentului la priza de alimentare de curent continuu și izolați-l cu manșonul termocontractabil, așa cum se arată. Presupunând că aveți o sursă de alimentare standard în care tensiunea pozitivă este pe conectorul interior, lipiți firul roșu pe eticheta scurtă și firul negru pe eticheta lungă (aceasta presupunând că eticheta lungă este conectată la exteriorul prizei - folosiți un multimetru pentru a verifica totuși). Dacă polaritatea este inversată, lipiți firele roșii și negre pe etichetele opuse.

Împingeți celălalt capăt al firelor de sub placa regulatorului și lipiți-le pe tampoanele de intrare ale regulatorului așa cum se arată (din nou, roșu la + ve, negru la -ve).

Dacă aveți un cablu micro USB de sacrificiu, tăiați-l astfel încât să aveți aproximativ 180 mm de cablu conectat la capătul micro USB. Folosind o bucată fină de fir și multimetrul dvs. în modul de rezistență, identificați ce fir este conectat la contactele pozitive și negative ale conectorului micro USB (a se vedea mai sus pentru o diagramă). Roșu și negru sunt culorile obișnuite utilizate în cablurile USB pentru conexiunile + ve și -ve (uneori marcate „Vcc” și respectiv „Gnd”). Tăiați celelalte fire (de obicei albe și verzi) scurte. Glisați o bucată de manșon termocontractabil peste ele și învelișul exterior și micșorați-l la loc.

Împingeți capătul tăiat sub regulator, curățați și stanjiți firele roșii și negre și lipiți-le pe tampoanele de ieșire ale regulatorului + ve & -ve.

Dacă sunteți curajoși (cum ar fi wot I woz), alcătuiți-vă propriul cablu USB utilizând un conector gol. Lipiți firele pe plăcile conectorului USB așa cum se arată, acoperiți îmbinările cu un strat subțire de adeziv fierbinte și, când este setat, glisați manșonul termocontractabil de 1/4 așa cum se arată.

Restrângeți manșonul cu pistolul de căldură și adezivul va acționa ca o ameliorare a tensiunii (sperăm!).

Ca mai sus, glisați celelalte capete ale firului sub regulator și lipiți-le pe tampoanele de ieșire.

Este întotdeauna o idee bună să verificați polaritatea conexiunilor dvs. - utilizați multimetrul și câteva fire subțiri pentru a verifica dacă pinii USB sunt conectați corect la regulator.

Pasul 6: Setarea tensiunii

Înainte de a conecta ieșirea regulatorului în Pi, tensiunea de ieșire trebuie setată.

Conectați sursa de alimentare la priza de intrare DC a regulatorului și porniți-o. Există un LED albastru pe regulator care ar trebui să se aprindă imediat. Dacă nu, și / sau există un miros de fum, deconectați-vă și (dacă sunteți eu) atârnați-vă capul de rușine. S-ar putea să scapi de el, dar dacă a fost ceva fum, nu augurează bine. Verificați cu atenție cablajul, rectificați și încercați din nou. Sperăm că LED-ul a aprins totuși …

Folosind o șurubelniță mică, reglați potențiometrul de pe regulator (cutia albastră cu un șurub de alamă în partea de sus) până când multimetrul citește un pic sub 5.1v. În sens invers acelor de ceasornic reduce tensiunea și de multe ori este nevoie de mai multe rotații decât vă așteptați pentru ca tensiunea să se schimbe - nu disperați dacă durează câteva rotații pentru a vedea un efect.

Opriți sursa de alimentare și conectați ieșirea regulatorului la Pi. Ești gata de acțiune!

Pasul 7: Partea 2 - Adăugarea unui ventilator de răcire și radiatoare - Instrumente și piese

Părți:

• 12v DC 0.12A 50mm x 50mm x 10mm ventilator cu rulment cu manșon (eBay, mai mulți vânzători)
• 3-off șuruburi autofiletante de 15mm 2.8mm OD (cutie de gunoi)
• Radiatoare autoadezive din cupru solid de 2 bucăți pentru Raspberry Pi (eBay, mai mulți vânzători)

Instrumente:

• Ferăstrău cu frete sau sculă electrică de tip Dremel cu tăietor de tip bavură
• Burghie și burghiu de 1,5 mm și 2,5 mm
• Fier de lipit și lipit
• Tăietoare de sârmă și decapant.
• Pistol de lipit fierbinte (pentru a menține radiatoarele în poziție)

Pasul 8: Tăierea găurilor pentru ventilator

Folosind semnele de pe carcasă făcute la pasul 2, găuriți cele trei găuri de montaj în același mod ca și pentru regulator (adică) găuri pilot cu burghiul de 1,5 mm și lărgiți una dintre găuri cu burghiul de 2,5 mm. Testați potrivirea șuruburilor autofiletante și, dacă totul este bine, găuriți celelalte două găuri. În caz contrar, lărgiți găurile după cum este necesar.

Folosind ferăstrăul cu frete sau alternativa Dremel, tăiați orificiul de plastic pentru a permite fluxul de aer al ventilatorului. Curățați marginile cu un fișier, dacă este necesar (dacă experiența mea este ceva de urmat, utilizarea unui instrument electric creează inevitabil plastic topit, care este o durere de curățat - de aici preferința mea pentru un ferăstrău cu fret).

Aduceți ventilatorul la orificiile de montare și înșurubați cu grijă autofiletantele. Ventilatorul trebuie montat cu eticheta în jos, astfel încât fluxul de aer să fie direcționat în Pi. De asemenea, l-aș orienta, astfel încât cablajul să nu fie imediat adiacent regulatorului, așa că aveți un fir slab cu care să vă jucați.

Rotiți ventilatorul manual pentru a verifica dacă nu este nimic captivant.

Pasul 9: Cablarea ventilatorului

Experiența mea este că toți fanii, cu excepția unuia, din lista de piese au început de la sine când au fost alimentați de la 5v c.c. În acest caz, am constatat că rularea ventilatorului de la 12v c.c timp de aproximativ cinci minute l-a slăbit și, ulterior, a fost bine la 5v. Cu toate acestea, diferiți ventilatori ai producătorului se pot comporta diferit, deci este posibil să trebuiască să porniți manual ventilatorul - acesta ar trebui să fie OK și să ruleze în continuare. Dacă nu este cazul, aveți în continuare opțiunea de a conecta ventilatorul la intrarea regulatorului, atâta timp cât această tensiune este de la 9v la 12v și puteți accepta creșterea zgomotului.

Tăiați conectorul ventilatorului lăsând cabluri suficiente pentru a ajunge la regulator. Puteți tăia firul galben mai în spate, deoarece nu este utilizat în acest tip de aplicație. Folosiți o bucată mică de mâneci așa cum se arată pentru a o izola și a o păstra departe de drum. Treceți cablajul ventilatorului sub regulator și lipit la plăcuțele sale de ieșire (roșu la pozitiv, negru la negativ).

Pasul 10: Adăugarea radiatorilor

Există destul de puține informații pe internet despre unde (și când) să adăugați radiatoare la Raspberry Pis. Pașii de mai jos sunt acțiunile mele personale.

Din câte știu, sfatul prin intermediul Raspberry Pi Foundation este că nu trebuie să adăugați radiatoare la niciun model de Pi, cu excepția cazului în care le faceți overclocking. Cu toate acestea, am constatat că Pi 3 devine destul de fierbinte când încearcă să redea videoclipuri H265 și, dacă nu este răcit, se poate restrânge într-un act de autoconservare.

În aceste condiții, Broadcom SoC (marele cip de pe suprafața superioară a Pi) devine cel mai fierbinte, deci merită să fie scufundat. Urmând câteva sfaturi pe care nu le găsesc în acest moment sursa, am radiat și cipul RAM de pe partea inferioară. Nu mă deranjez cu cipul LAN mai mic, deoarece nu pare să se încălzească atât de tare.

Deci, pentru afaceri - desprindeți banda de acoperire de pe radiator și poziționați-o cu grijă deasupra cipului SoC. Folosind pistolul de lipit fierbinte, adăugați cu grijă câteva pete de lipici de fiecare parte a radiatorului, așa cum se arată. Folosesc o mulțime de Pis pe lateralele lor, așa că, după ceva timp, radiatoarele alunecă - lipiciul ajută la prevenirea acestui lucru. Până în prezent, lipiciul nu s-a înmuiat suficient pentru a-și pierde integritatea (se topește la aproximativ 120 ° C, deci nu ar trebui!)

Procedura de montare a radiatorului pe cipul RAM este aceeași, cu excepția faptului că va trebui să tăiați o parte din grătarul din partea inferioară a carcasei pentru a permite suficient spațiu. Rețineți că nu va trece peste limita cazului.

Pasul 11: nu există pasul 11

… și asta este.

Sper că acest instructabil se dovedește util și / sau informativ.

Dacă observați erori etc., vă rugăm să ne anunțați și voi edita cu plăcere în consecință.