Режими за захранване и охлаждане на Raspberry Pi: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Малко е неудобно да призная, че имам десет Raspberry Pis, които вършат различни работи из къщата, но това каза, току -що купих още един, така че реших, че би било добра идея да документирам и споделям стандартните си модификации на Pi като Instructable.

Добавям тези модове към по -голямата част от моя Pis - те позволяват всеки модел на Raspberry Pi да се захранва от резервно захранване, което в противен случай просто би останало в чекмедже - възможността да използвате иначе нежелано захранване трябва да ви спести няколко стотинки и тази подредба може също да осигури полезен източник на енергия за други устройства, като релета. Охлаждащият режим прави използването на съединителите на дисплея и камерата по -трудно, но може да спре дроселирането на Pi при овърклок или интензивна работа на процесора. Достъпът до конектора GPIO обикновено не е възпрепятстван, но трябва да поставите вентилатора внимателно …

Разделих Instructable на две части, за да се улесни четливостта - част 1 обхваща модификацията на захранването, част 2 добавянето на охлаждащ вентилатор и радиатори. Възможната новост на част 2 е използването на 12v dc вентилатор, захранван от 5v dc изхода на регулатора на напрежението. Използването на 12v вентилатор по този начин е да осигури малко охлаждане с намален шум, функция, която е необходима, когато RasPi се използва (като медиен център на OSMC) в хола ни, тъй като моят партньор може да чуе падането на щифт от кладенеца, практически всяко разстояние, което искате да споменете …

Моля, обърнете внимание, че се опитах да опиша подробностите, за да покрия възможно най -широка читателска аудитория, но са необходими някои основни умения в областта на електрониката, като запояване, използване на мултицет и т.н. - всички конструктивни коментари, разбира се, са добре дошли!

Стъпка 1: Част 1 Режими на захранване: Инструменти и части

Части:

• (Raspberry Pi и калъф) - прозрачният калъф прави тези модове по -лесни, но непрозрачният калъф не е пробка.
• Чекмедже за боклук AC към DC захранване, минимална изходна мощност 18W, 9v dc до 30v dc.*
• LM2596 DC-DC превключване Регулируем понижаващ регулатор на напрежение Buck Converter (наличен на eBay от множество различни продавачи)
• Гнездо за DC захранване, гнездо за женски панел, конектор 5,5 x 2,1 мм или каквото ви е необходимо, за да поставите захранването по -горе. Това обаче е най -често срещаното. (eBay, множество продавачи)
• Жертвен микро USB тип B кабел (боклук) ИЛИ
• 1-off микро USB тип B 5-пинов мъжки жак за запояване жак гнездо конектор (eBay, множество продавачи)
• Две 150-милиметрови проводници за многопроводно оборудване (напр.) Меден проводник за високоговорители.
• Две изолирани стойки (късите дължини на биро калъфа правят отлични стойки, ако нямате такива в кутията си за боклуци)
• Два самонарезни винта с диаметър 2,8 мм (кутия за боклук) - те трябва да са толкова дълги, колкото е необходимо, за да може резбата да премине през кутията - използвах винтове с дължина 12 мм.
• 2.5 мм идентификационен радиатор и 1/4 "идентификационен радиатор, подходящ (вижте стъпка 5) (eBay, множество продавачи).

Инструменти:

• Поялник и многоядрен спойка.
• Мултицет, способен да измерва съпротивлението и постояннотоковото напрежение.
• Термопистолет (за термосвиване)
• Пистолет за горещо лепило (не е необходимо, ако използвате жертвен USB кабел)
• Фина писалка
• 1,5 мм и 2,5 мм HSS свредла и свредло.
• Резачка и стриптизьор.

*Бележки относно избора на захранване:

Важните параметри са изходното напрежение и мощност. Трябва да осигурите на регулатора LM2596 приблизително три волта повече на входа му, отколкото на изхода, така че за изхода 5v, необходим на Pi, имате нужда от около 8v на входа. Бих препоръчал малко повече, за да сте сигурни, оттук и 9v минимум по -горе. Максималното напрежение, което можете да използвате, е около 35v за някои модели на този регулатор, по -високо за други. Бих се придържал към 30v max.

Захранването също трябва да може да осигури достатъчно ток на Pi (вижте тук за текущите изисквания за различните модели Pi). Връзката казва, че се нуждаете от захранване, което може да достави минимум 2.5A за Pi 3. Въпреки това, LM2596 е превключващ регулатор, така че имате нужда от по -малък ток от този, стига напрежението, което предоставяте, да е пропорционално по -високо.

За да разберете какво ви е необходимо, изчислете мощността, извлечена от Pi и вземете предвид загубите от преобразуване в регулатора (напр.) Pi 3 се нуждае от 5v @ 2.5A, така че изискването му за мощност е 5 x 2.5 = 12.5W. Умножете това по 1,1, за да вземете предвид загубите в регулатора и получавате 12,5 x 1,1 = 13,75 W. След като стигнахме до тази цифра, никога не е добра идея да натоварвате захранване, като го използвате при 100% капацитет, така че бих добавил поне 30% марж, за да се уверя, че няма да се нагорещи и да изтече преждевременно.

За да улесните нещата за всички, ето минималните изисквания за тока на захранването за различни напрежения въз основа на изчисленията по -горе:

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

(Последното е включено за пълнота)

Стъпка 2: Маркиране на случая

Поставете регулатора, както е показано. Входните накладки трябва да са от същата страна на кутията като захранващия конектор на Pi.

Ако монтирате и вентилатор, поставете го както е показано. Обърнете внимание, че в най -добрия случай ще можете да използвате само три от четирите отвора за винтове на вентилатора, тъй като изрезите на корпуса често пречат. Също така имайте предвид, че този режим на вентилатор е неподходящ, ако трябва да използвате конекторите за камера или дисплей (освен ако не използвате нов маршрут за окабеляване).

Уверете се, че монтажният отвор на регулатора, най -близо до ръба на кутията, е разположен над пролуката между двата куплунга USB на Pi гнездата (така че монтажният винт да не се разваля - вижте стъпка 4 за снимка на монтирания регулатор, където можете да видите къде е винтът е позициониран).

Използвайте фин постоянен маркер, за да маркирате позицията на двата монтажни отвора на регулатора върху кутията и, ако желаете, отворите за монтаж на вентилатора и отвор за въздушния поток на вентилатора.

Стъпка 3: Пробийте кутията

Вземете горната част на кутията и я обърнете с главата надолу върху парче дърво за опора.

Използвайте фина (1,5 мм) бормашина, за да пробиете пилотен отвор, където е отбелязан в последната стъпка.

Използвайте 2,5 мм бормашина, за да разширите един от отворите и проверете дали избраният самонарезен винт може да бъде завит без много усилия. Увеличете размера на отвора, ако е необходимо.

След като сте доволни от размера на отвора, пробийте другия, за да отговаря на него.

Стъпка 4: Монтирайте регулатора

Монтирайте регулатора, като използвате стойките и самонарезните винтове, както е показано на снимките. Обърнете внимание на положението на винта между двата куплунга USB конектори.

Стъпка 5: Окабеляване

Запоявайте проводника на оборудването към гнездото за захранване с постоянен ток и изолирайте с втулката за радиатор, както е показано. Ако приемем, че имате стандартно захранване, където положителното напрежение е на вътрешния конектор, запоявайте червения проводник към късия етикет и черния проводник към дългия етикет (това предполага, че дългият етикет е свързан към външната страна на гнездото - използвайте мултицет за проверка). Ако полярността е обърната, запоявайте червените и черните проводници към противоположните етикети.

Натиснете другия край на проводниците под платката на регулатора и запоявайте към входните накладки на регулатора, както е показано (отново червено до +ve, черно към -ve).

Ако имате жертвен микро USB кабел, изрежете го така, че да имате около 180 мм кабел, свързан към края на микро USB. Използвайки фино парче тел и вашия мултицет в режим на съпротивление, определете кой проводник е свързан към положителните и отрицателните контакти на микро USB конектора (вижте по -горе за диаграма). Червеното и черното са обичайните цветове, използвани в USB кабелите за +ve и -ve връзки (понякога отбелязани съответно „Vcc“и „Gnd“). Острижете късите останалите проводници (обикновено бели и зелени). Плъзнете парче втулка за радиатор върху тях и външната обвивка и се свийте на място.

Избутайте отрязания край под регулатора, отстранете и оловете червените и черните проводници и ги запоявайте съответно към изходните накладки +ve & -ve на регулатора.

Ако сте смели (като wot I woz), направете свой собствен USB кабел, използвайки гол конектор. Запоявайте проводниците към подложките на USB конекторите, както е показано, покрийте ставите с тънък слой горещо лепило и когато се поставят, плъзнете 1/4 втулката за радиатор, както е показано.

Свийте ръкава с терморегулатора и лепилото ще действа като облекчаване на напрежението (надявам се!).

Както по -горе, плъзнете другите краища на проводника под регулатора и запоявайте към изходните накладки.

Винаги е добра идея да проверите два пъти полярността на вашите връзки - използвайте мултицета и малко тънък проводник, за да проверите дали USB щифтовете са свързани правилно към регулатора.

Стъпка 6: Настройка на напрежението

Преди да включите изхода на регулатора в Pi, изходното напрежение се нуждае от настройка.

Свържете захранването към входния DC контакт на регулатора и го включете. На регулатора има син светодиод, който трябва да светне веднага. Ако това не се случи и/или има полъх на дим, прекъснете връзката и (ако сте аз) окачете главата си от срам. Може да се измъкнете, но ако е имало малко дим, това не предвещава добре. Внимателно проверете окабеляването, коригирайте и опитайте отново. Дано светодиодът се включи…

С помощта на малка отвертка регулирайте потенциометъра на регулатора (синята кутия с месингов винт отгоре), докато мултицетът отчете малко под 5.1v. Намалява напрежението в посока обратна на часовниковата стрелка и често отнема повече завои, отколкото очаквате, за да се промени напрежението - не се отчайвайте, ако са необходими няколко оборота, за да видите ефект.

Изключете захранването и свържете изхода на регулатора към Pi. Готови сте за действие!

Стъпка 7: Част 2 - Добавяне на охлаждащ вентилатор и радиатори - Инструменти и части

Части:

• 12v dc 0.12A 50mm x 50mm x 10mm вентилатор с втулка лагер (eBay, множество продавачи)
• 3-off 15mm 2.8mm OD самонарезни винтове (боклук кутия)
• 2-изключени самозалепващи се радиатори от твърда мед за Raspberry Pi (eBay, множество продавачи)

Инструменти:

• Трион или електрически инструмент тип Dremel с фреза
• Свредла 1,5 мм и 2,5 мм и свредло
• Поялник и спойка
• Резачки и стриптизьор.
• Пистолет за горещо лепило (за задържане на радиаторите на място)

Стъпка 8: Изрязване на отворите за вентилатора

Използвайки маркировките на кутията, направени в стъпка 2, пробийте трите монтажни отвора по същия начин, както за регулатора (т.е.) пробийте пилотните отвори с 1,5 мм свредло и разширете един от отворите с 2,5 мм свредло. Тествайте прилягането на самонарезните винтове и ако всичко е наред, пробийте другите два отвора. В противен случай разширете дупките, ако е необходимо.

С помощта на трион или алтернатива на Dremel отрежете пластмасовия отвор, за да осигурите въздушния поток на вентилатора. Почистете ръбовете с пила, ако е необходимо (ако имам опит с нещо, използването на електроинструмент неизбежно създава разтопена пластмаса, която е болезнена за почистване - оттук и моето предпочитание за трион).

Подайте вентилатора към монтажните отвори и внимателно завийте самонарезните резачки. Вентилаторът трябва да бъде монтиран със страната на етикета надолу, така че въздушният поток да бъде насочен към Pi. Също така бих го ориентирал, така че окабеляването да не е непосредствено в непосредствена близост до регулатора, така че да имате малко хлабав проводник, с който да играете.

Завъртете вентилатора ръчно, за да проверите дали нищо не улавя.

Стъпка 9: Окабеляване на вентилатора

Моят опит е, че всички освен един вентилатор от типа в списъка с части стартираха сами, когато се захранваха от 5v dc. В този случай установих, че пускането на вентилатора от 12v dc за около пет минути го разхлаби и след това беше добре на 5v. Въпреки това, вентилаторите на различни производители може да се държат по различен начин, така че може да се наложи ръчно да стартирате вентилатора - тогава той трябва да е ОК и да продължи да работи. Ако това не е така, все още имате възможност да свържете вентилатора към входа на регулатора, стига това напрежение да е 9v до 12v и можете да приемете увеличаването на шума.

Прекъснете конектора на вентилатора, оставяйки достатъчно окабеляване, за да достигнете до регулатора. Можете да отрежете жълтия проводник по -назад, тъй като той не се използва в този тип приложения. Използвайте малко парче ръкав, както е показано, за да го изолирате и да го държите настрана. Прокарайте окабеляването на вентилатора под регулатора и запоявайте към неговите изходни накладки (червено към положително, черно към отрицателно).

Стъпка 10: Добавяне на радиатори

В интернет има доста информация за това къде (и кога) да добавите радиатори към Raspberry Pis. Стъпките по -долу са мое лично мнение.

Доколкото мога да разбера, съветът от Raspberry Pi Foundation е, че всъщност не е нужно да добавяте радиатори към всеки модел на Pi, освен ако не ги овърклоквате. Открих обаче, че Pi 3 става доста горещ при опит за възпроизвеждане на видеоклипове H265 и ако не се охлади, може да се отдръпне обратно в акт на самосъхранение.

При тези обстоятелства Broadcom SoC (големият чип на горната повърхност на Pi) става най -горещият, така че си струва да се помисли. Следвайки някои съвети, за които не мога да намеря източника в момента, аз също загрявам RAM чипа от долната страна. Не се притеснявам за по -малкия LAN чип, тъй като изглежда не е толкова горещ.

И така, за бизнеса - отлепете капака от радиатора и внимателно го поставете върху чипа SoC. Използвайки пистолета за горещо лепило, внимателно добавете няколко петна лепило от двете страни на радиатора, както е показано. Използвам много от моя Pis от техните страни, така че след известно време радиаторите се плъзгат - лепилото помага да се предотврати това. Към днешна дата лепилото не е омекнало достатъчно, за да загуби целостта си (топи се при около 120 ° C, така че не трябва!)

Процедурата за монтиране на радиатор на RAM чипа е същата, освен че ще трябва да отрежете част от решетката в долната част на кутията, за да оставите достатъчно място. Обърнете внимание, че той няма да излиза извън границата на случая.

Стъпка 11: Няма стъпка 11

… и това е.

Надявам се тази инструкция да се окаже полезна и/или информативна.

Ако забележите някакви грешки и др., Моля, уведомете ме и аз с удоволствие ще редактирам съответно.