¿Cómo suministro energía a través de GPIO?

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He visto algunos ejemplos de personas que alimentan su Raspberry Pis conectando una fuente de alimentación de estilo "enchufe de barril" de CC a los pines GPIO de 5V y GND.

¿Qué consideraciones se deben tomar al hacer algo como esto? ¿Necesito agregar algún componente de protección o una fuente de alimentación decente de 5V con una corriente lo suficientemente alta estará bien para un uso a largo plazo y no destruirá mi Raspberry Pi?

gpio power-supply

— BitBobBang
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¿Tienes una foto del ladrillo de energía que quieres usar? o alguna otra especificación de la misma?

— Piotr Kula

Como ppumpkin ha considerado conveniente hacer la pregunta sobre EE Stackexchange, debe haber un enlace a eso: electronics.stackexchange.com/questions/38077/…

— Chris Stratton

No estoy de acuerdo con la publicación cruzada de esto en EE.

— Alex Chamberlain

@AlexChamberlain De acuerdo. Ese fue un comportamiento extraño. ppumkin, ¿por qué no animar a BitBobBang a preguntarle a EE?

— Jivings

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Por el aspecto del esquema, los pines GPIO están conectados a + 5v Rail ;

He copiado parte del esquema de entrada en la alimentación USB. En esta subsección, los + 5v suministrados desde el conector USB se filtran para proporcionar un suministro estable de 5v al 5V0Rail.

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Al estudiar el esquema, te das cuenta de que hay 3 voltajes más (4 en total) utilizados en el Pi.

5.0v; HDMI (autoprotegido) (ahora sé por qué mi HDMI activo a VGA funciona bien)
3.3v; BCM y IC de LAN
2.5v; DAC
1.8v; BCM (RAM) y LAN

Este subcircuito que está conectado al 5V0riel tiene 3 reguladores de voltaje con sus propios condensadores de filtro.

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TRASCENDENCIA

Para responder tu pregunta. Sí, puede suministrar 5v en el pin GPIO. PERO, no tiene protección hacia atrás y en realidad no fue diseñado para ser un pin de entrada de 5 voltios. el pin de 3.3v también se puede alimentar con 3.3v ya que el regulador tiene protección incorporada, ¡pero nuevamente deja su BCM desprotegido! Normalmente, cualquier pin de alimentación en el área GPIO se usa para alimentar circuitos extendidos.

Debe tener en cuenta que el esquema USB se diseñó cuidadosamente para usarse como entrada principal de + 5V y protege al Pi de que se fríe. ¡El pin GPIO no ofrece esta protección por completo y realmente necesita confiar en su fuente de alimentación si quiere hacerlo!

Por lo general, las personas fabrican otra PCB de alta potencia para manejar otras cosas. Por ejemplo, un H-Bridge utilizado para conducir motores para un robot. Todo lo que necesita son señales TTL para controlar los motores, pero funciona con su propia fuente de alimentación; y la mayoría de las veces suministra energía a la MCU / CPU a través de sus propios circuitos de protección que la aíslan del circuito de alta potencia.

ALTERNATIVA

No es ideal, pero puede conectar + 5v al TP1 y GND a TP2 (TP = Punto de prueba)
Corte el cable micro USB y use los cables codificados por color ROJO y NEGRO y conéctelo a su adaptador de corriente. El uso de adaptadores de potencia que tienen una tasa de más de 1AMP (1000ma) está bien. La Raspberry Pi no usará más de 800ma de ninguna manera, pero el voltaje TIENE que ser de 5votls

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— Piotr Kula
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Solo necesita usar una fuente de alimentación adecuada. Todos sabemos que los fusibles causan más problemas de los que resuelven y los condensadores todavía están en el circuito, pero no en un lugar brillante. Ah, bueno, use una fuente de alimentación mejor.

— Alex Chamberlain

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Mucha gente se queja de los fusibles USB, pero no los he visto a muchos quejarse del fusible de entrada. Yo personalmente no dejaría caer el fusible en el voltaje de entrada y he visto a muchos otros decir lo mismo. Sin embargo, se puede usar un fusible antes del regulador de voltaje, para que no se caiga más voltaje después de que se regule, pero aún así se protege contra cortocircuitos.

— Krzysztof Adamski

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Además, conectarse a TP1 y TP2 es exactamente lo mismo que pasar por el GPIO.

— Alex Chamberlain

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@ppumkin ¡Las tapas de filtrado están en paralelo con la carga! ¡Puedes dibujarlos donde quieras!

— Alex Chamberlain

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¿Por qué la gente hace estas cosas tan difíciles? Coloque una tapa de 1000uF a través de la potencia de entrada, luego sujétela con un regulador y luego evite que se caiga con un convertidor reductor. Eso le permitirá tomar energía sucia de 2.5 a 30V. Si no le gusta soldar, hay tableros minoristas tanto para regulación ajustable como para convertidores reductores.

— Peter Wone

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En primer lugar, al usar el pin GPIO de 5V está evitando el fusible de entrada que está en el RPi. Esto significa que no tiene protección en caso de que haga algún atajo, etc. Por lo tanto, si lo hace, una gran cantidad de corriente (dependiendo de la cantidad que pueda suministrar su fuente de alimentación) puede fluir a través de su Pi y dañarla. También está pasando por alto el diodo TVS, por lo que básicamente no tiene ninguna protección.

También recuerda que tienes que poner 5V regulados a este pin. La mayoría de los adaptadores de potencia no emitirán voltaje regulado (a menos que se indique lo contrario en ellos), por lo que también necesitaría usar un circuito regulador de voltaje.

Y lo último es que hay algunos condensadores de suavizado que hacen que la potencia sea más estable, por lo que sería aconsejable conectar algunos condensadores usted mismo.

— Krzysztof Adamski
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¡El diodo también es muy importante! +1

— Piotr Kula

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Eso es cierto, por supuesto, solo me refiero al fusible de entrada. Los fusibles de salida solo están en USB, por lo que eso no está realmente relacionado y, por supuesto, no ayudará de ninguna manera cuando haya un acceso directo en otra cosa que no sea USB.

— Krzysztof Adamski

Espera, ¿básicamente estás diciendo que podría crear mi propio circuito de entrada de voltaje (con protección) y conectarlo a la Raspberry Pi? Eso es genial! En realidad estaba buscando diseñar un circuito, con algunos otros conectores y transistores (¡para manejar relés y cosas de 5v! Podría hacer que esa parte se suministrara como salida.)

— Paul

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Si observa el esquema, puede ver que el pin de 5V está conectado directamente al riel de 5V. :)

Conectar un conector de barril a los pines de 5V y GND estará bien, pero tenga cuidado de no tener la protección del fusible de entrada, así es la vida. Asegúrese de utilizar una fuente de alimentación de 1A a 5V regulada adecuadamente, idealmente con protección contra sobrecorriente; ¡Las fuentes de alimentación no reguladas son inútiles!

— Alex Chamberlain
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Las tapas de suavizado todavía están en el circuito; simplemente no están en el lugar perfecto: estarán cerca del puerto USB, en lugar del GPIO. De todos modos, estarán más en el SoC. Con una fuente de alimentación decente, lo probaría. Con una placa de expansión personalizada que incorpora una fuente de alimentación, estará más que bien: probablemente obtendrá un mejor suministro del que obtiene el cajero automático Pi.

— Alex Chamberlain

Sí, con una PSU decente: ¿cómo sabe el OP qué PSU decente es? Casi no confío en las PSU que uso en cualquier lugar

— Piotr Kula

No dije nada sobre más poder. Deberías apegarte a 1A, aunque dudo que quemes huellas en realidad; las fichas irán primero.

— Alex Chamberlain

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No: imagen que conecta una fuente de alimentación de 5v 5A al Pi y utiliza el riel de 5v en algún lugar para alimentar motores, por ejemplo, @ 4AMP draw. ¡la traza de 5v se quemará! No el chip. El chip felizmente lo dibuja ~ 500ma. Si no hubo un fusible de 1 A en el puerto USB y usted suministró 5 A a través de él, un cortocircuito derretirá las trazas de 5 V. Es por eso que está ahí para proteger la PCB de la sobrecarga y proteger la CPU / GPU del sobrevoltaje (pero no nos preocupa el voltaje aquí). PD: no te rechacé.

— Piotr Kula

@ppumpkin esta es la respuesta correcta. Las tapas de filtro permanecen en el circuito. Lo importante sobre la ubicación de las tapas de los filtros es que estén cerca de la carga para la que proporcionan un depósito de baja impedancia. Mover la entrada de energía no cambia el diseño entre las tapas y la carga. Recuerde que el cable USB es mucho más largo que cualquier rastro en la placa, por lo que las tapas están inevitablemente bastante lejos de la fuente de alimentación real, y eso está bien.

— Chris Stratton

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Sí tu puedes. Si usa la batería, y no la fuente de alimentación de CC, es muy segura como en mi catspberry 2 progect .

El fusible f3 protege solo nvcp11117-3v3 y cierta resistencia cerca de hdmi.

El límite de corriente de salida nvcp11117-3v3 es típicamente 1A y un máximo de 1.5A y el fusible f3 proporciona una potencia máxima de 1.1A.

Incluso si usa una fuente de alimentación de CC, conectada a gpio, es muy poco probable que queme el nvcp1117-3v3, pero puede usar cualquier tipo de dispositivo usb.

Si usa un conector de alimentación microusb, para darle energía a raspberry pi, no puede usar muchos dispositivos usb porque no hay suficiente energía.

Una buena idea fue hacer alguna modificación en rasperry pi para dar + 5v directamente desde el "conector de alimentación microusb" a usb y gpio, sin pasar por el bus 5v +, como este.

Pero por ahora, lo mejor es alimentar la frambuesa a través del gpio, porque si se quema nvcp117-3v3, comprarla en eBay costará menos de 1 € especialmente si se conecta al conector hdmi y no corre el riesgo de quemar sus resistencias.

— Francesco Amirante
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Sí, puedes, sin embargo, no seas tan estúpido como yo, y un conector de alimentación triple chceck donde es + y donde es -

Acabo de quemar mi 3xRpi simultáneamente porque mi imaginación me convenció de alguna manera que el cable negro es + ...

— zigfi
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Diseñé una placa pequeña para proporcionar energía, montar una conexión de GPS Adafruit ultimate y una entrada de sensor Hall / resistencia pull-up. (El propósito es Open Road Racing). Utilicé un regulador de conmutación de tamaño Dimension Engineering 7805 y un condensador de salida. Funciona bien y se mantiene exactamente a 4.98V. Use partes buenas y esto debería estar bien.

— Steve Donegan
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LM1085 es una mejor opción, debido al bajo voltaje de caída y la corriente de 3A.

— pylover

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Puede usar las 4 baterías NiMh, pero siempre verificaría que el voltaje sea de 5v o dentro de .25v de eso. También utilicé un conector USB para teléfono móvil Nokia conectado a una toma USB desde un hub roto y barato (originalmente de una tienda de comestibles, tan solo £ 1) con solo las 2 líneas externas soldadas a los cables que van a la batería.

— z lesiak
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Uso su combo mencionado, 4 bloques de NiMh y un conector micro USB reutilizado. Puede funcionar sin parar con una red cableada, un monitor externo (a través de HDMI) y Pi Cam durante aproximadamente 2 horas, no tiene la hora exacta. Después de que el voltaje baja demasiado, las cosas se vuelven bastante extrañas en el Pi. Funciona un poco más sin ethernet conectado.

— Chris O

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Solución simple, soldado al lado del fusible que va al conector USB a su línea de + 5v, y su gnd a tp2 o el lado del condensador que va a gnd.

Entonces sigues usando el fusible. Si necesitas más potencia, entonces te vas con el fusible saltando.

Estoy lidiando con el mismo problema al poner un RPi en mi helicóptero. El espacio es una preocupación, por lo que un conector de alimentación modificado está fuera de discusión.

He creado un regulador de 5v 50A (drásticamente sobrecargado (sin calor)) para que pueda hacer funcionar la batería de 12v en lugar de los 5v que contiene.

(Edite con un noob sin puntos: el lado del fusible que va al conector USB es el lado hacia el borde. Puede verlo en el diseño en http://www.raspberrypi.org/final-pcb-artwork/ - El pin número 1 desciende por una vía, debajo del centro del fusible y luego hacia el borde).

— Zack
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En algunas situaciones, se espera que alimente el RPi a través del encabezado de pin 26/40, específicamente los pines físicos 2 + 4 (+ 5V) pin 6 + otros (tierra). Por ejemplo, tengo un RPi 1B que ha estado funcionando durante un par de años y que funciona con una unidad UPiS de versión básica que es un UPS de PiModules, ahora prácticamente imposible de obtener pero reemplazado por el PICO más sofisticado, aunque sospecho que esa unidad ahora absorbe energía a través de esos mismos pines cuando el RPi se alimenta normalmente {para cargar la celda LiPo a bordo} y luego solo lo proporciona cuando actúa como fuente de respaldo ...

— SlySven
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