Mod Kuasa & Penyejukan Raspberry Pi: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Agak memalukan untuk mengakui mempunyai sepuluh Raspberry Pis melakukan pelbagai pekerjaan di sekitar rumah tetapi mengatakan, saya baru saja membeli yang lain jadi saya fikir adalah idea yang baik untuk mendokumentasikan dan berkongsi pengubahsuaian Pi standard saya sebagai Instructable.

Saya menambahkan mod ini ke sebahagian besar Pis saya - mereka membenarkan mana-mana model Raspberry Pi dihidupkan dari bekalan kuasa ganti yang sebaliknya hanya akan tersekat di laci - kerana dapat menggunakan bekalan kuasa yang tidak diingini akan menjimatkan beberapa wang anda dan susunan ini juga dapat memberikan sumber kuasa yang berguna untuk peranti lain seperti relay. Mod penyejukan menjadikan penggunaan paparan dan penyambung kamera menjadi lebih sukar tetapi dapat menghentikan pendaratan Pi kembali ketika overclock atau melakukan kerja intensif pemproses. Akses ke penyambung GPIO biasanya tidak terhalang tetapi anda mesti meletakkan kipas dengan berhati-hati…

Saya telah membahagikan Instructable kepada dua bahagian untuk memudahkan pembacaan - Bahagian 1 merangkumi pengubahsuaian bekalan kuasa, Bahagian 2 penambahan kipas penyejuk dan heatsink. Kemungkinan baru bahagian 2 adalah penggunaan kipas 12v dc yang dikuasakan dari output 5v dc pengatur voltan. Penggunaan kipas 12v dengan cara ini adalah untuk menyediakan moda penyejukan dengan kebisingan yang berkurang, ciri yang diperlukan ketika RasPi digunakan (sebagai pusat media OSMC) di ruang tamu kami kerana pasangan saya dapat mendengar penurunan pin dari sumur, hampir setiap jarak yang anda ingin sebutkan….

Harap maklum bahawa saya telah mencuba perincian untuk merangkumi seberapa banyak pembaca yang saya dapat, tetapi beberapa kemahiran asas elektronik diperlukan, seperti pematerian, menggunakan multimeter dan lain-lain. Saya meminta maaf kerana jika berikut membaca terlalu sederhana atau menganggap terlalu banyak - mana-mana dan semua komen yang membina tentunya sangat dialu-alukan!

Langkah 1: Bahagian 1 Mod Bekalan Kuasa: Alat & Bahagian

Bahagian:

• (A Raspberry Pi dan casing) - casing lutsinar menjadikan mod ini lebih mudah tetapi casing legap bukan penyekat persembahan.
• Laci sampah AC ke DC, kuasa output minimum 18W, 9v dc hingga 30v dc. *
• LM2596 DC-DC Switching Adjustable Step Down Voltage Regulator Buck Converter (tersedia di eBay dari pelbagai penjual yang berbeza)
• DC Power Supply Jack Socket Female Panel Mount Connector 5.5 x 2.1mm atau apa sahaja yang anda perlukan agar sesuai dengan bekalan kuasa di atas. Ini adalah yang paling biasa. (eBay, banyak penjual)
• Plumbum mikro USB jenis B yang berkorban (kotak sampah) ATAU
• 1-off micro USB Type B 5-Pin Male Soldering Jack Socket Connector (eBay, pelbagai penjual)
• Dua wayar peralatan pelbagai helai sepanjang 150mm (contohnya) wayar pembesar suara tembaga.
• Dua pendirian bertebat (sarung biro panjang pendek menjadikan penyangga yang sangat baik jika anda tidak mempunyai kotak sampah)
• Dua skru 2.8mm yang mengetuk sendiri (kotak sampah) - ini hanya selagi diperlukan untuk benang melewati casing - saya menggunakan skru sepanjang 12mm.
• Heatshrink 2.5mm ID & heatshrink ID 1/4 "sesuai (lihat langkah 5) (eBay, banyak penjual).

Alat:

• Pateri solder & multicore.
• Multimeter mampu mengukur rintangan dan voltan dc.
• Pistol haba (untuk penyusutan haba)
• Pistol gam panas (tidak diperlukan jika menggunakan plumbum USB yang berkorban)
• Pena penanda halus
• Bor dan gerudi HSS 1.5mm dan 2.5mm.
• Pemotong wayar dan penari telanjang.

* Catatan mengenai pilihan bekalan kuasa:

Parameter penting adalah voltan dan kuasa output. Anda perlu menyediakan pengatur LM2596 dengan lebih kurang tiga volt pada inputnya daripada yang anda perlukan pada output, jadi untuk output 5v yang diperlukan oleh Pi, anda memerlukan sekitar 8v pada input. Saya akan mengesyorkan sedikit lagi untuk memastikan, maka minimum 9v di atas. Voltan maksimum yang boleh anda gunakan ialah sekitar 35v untuk beberapa model pengatur ini, lebih tinggi untuk yang lain. Saya akan berpegang pada maksimum 30v.

Bekalan kuasa juga perlu dapat memberikan arus yang cukup kepada Pi (lihat di sini untuk keperluan semasa untuk model Pi yang berbeza). Pautan mengatakan bahawa anda memerlukan bekalan kuasa yang mampu memberikan minimum 2.5A untuk Pi 3. Namun, LM2596 adalah pengatur beralih, jadi anda memerlukan arus lebih sedikit daripada ini selagi voltan yang anda berikan berkadar lebih tinggi.

Untuk menyelesaikan apa yang anda perlukan, hitung kuasa yang ditarik oleh Pi dan ambil kira kerugian penukaran dalam pengatur (mis.) Pi 3 memerlukan 5v @ 2.5A, jadi keperluan kuasanya adalah 5 x 2.5 = 12.5W. Gandakan ini dengan 1.1 untuk mengambil kira kerugian dalam pengatur dan anda mendapat 12.5 x 1.1 = 13.75W. Setelah mencapai angka itu, tidak pernah menjadi idea yang baik untuk menekankan bekalan kuasa dengan menggunakannya pada kemampuan 100%, jadi saya akan menambah sekurang-kurangnya margin 30% untuk memastikan ia tidak akan menjadi terlalu panas dan berakhir sebelum waktunya.

Untuk menjadikan semuanya lebih mudah bagi semua orang, berikut adalah keperluan arus bekalan minimum untuk voltan berbeza berdasarkan pengiraan di atas:

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

(Yang terakhir disertakan untuk kelengkapan)

Langkah 2: Menandakan Kes

Posisikan pengatur seperti yang ditunjukkan. Pad input harus sama sisi casing dengan penyambung kuasa Pi.

Sekiranya anda juga memasang kipas, letakkan seperti yang ditunjukkan. Perhatikan bahawa paling baik anda hanya dapat menggunakan tiga dari empat lubang skru kipas kerana pemotongan casing sering menghalangi. Perhatikan juga bahawa mod kipas ini tidak sesuai jika anda perlu menggunakan kamera atau penyambung paparan (melainkan jika anda menggunakan penghalaan kabel baru).

Pastikan lubang pemasangan pengatur yang paling dekat dengan tepi casing berada di atas celah di antara dua soket soket USB Pi (supaya skru pemasangan tidak busuk - lihat langkah 4 untuk foto pengatur yang dipasang di mana anda dapat melihat di mana skru diposisikan).

Gunakan penanda tetap halus untuk menandakan kedudukan dua lubang pemasangan pengatur pada casing dan, jika mahu, lubang pemasangan kipas dan lubang untuk aliran udara kipas.

Langkah 3: Latih Kes

Ambil bahagian atas casing dan terbalik ke atas sekeping kayu untuk mendapatkan sokongan.

Gunakan gerudi halus (1.5mm) untuk mengebor lubang juruterbang yang ditandakan pada langkah terakhir.

Gunakan gerudi 2.5mm untuk melebarkan salah satu lubang dan periksa skru mengetuk sendiri yang dipilih boleh disekat tanpa terlalu banyak usaha. Lebar ukuran lubang jika perlu.

Setelah anda puas dengan ukuran lubang, gerakkan yang lain sesuai.

Langkah 4: Pasang Regulator

Pasang pengatur menggunakan skru penyekat dan penoreh sendiri seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Perhatikan kedudukan skru di antara dua timbunan penyambung USB.

Langkah 5: Pendawaian

Pateri wayar peralatan ke soket bekalan kuasa dc dan lindungi dengan lengan pemanas seperti yang ditunjukkan. Dengan andaian anda mempunyai bekalan kuasa standard di mana voltan positif berada pada penyambung dalaman, pasangkan wayar merah ke tanda pendek dan wayar hitam ke tanda panjang (ini mengandaikan teg panjang disambungkan ke bahagian luar soket - gunakan multimeter untuk memeriksa sekalipun). Sekiranya kekutuban diterbalikkan, pasangkan wayar merah dan hitam ke tanda bertentangan.

Tolak hujung wayar yang lain di bawah papan pengatur dan pateri ke pad input pengatur seperti yang ditunjukkan (sekali lagi, merah ke + ve, hitam ke -ve).

Sekiranya anda mempunyai plumbum mikro USB yang mengorbankan, potong sehingga anda mempunyai kabel sekitar 180mm yang disambungkan ke hujung USB mikro. Dengan menggunakan wayar halus dan multimeter anda dalam mod rintangan, kenal pasti wayar mana yang disambungkan ke kenalan positif dan negatif penyambung USB mikro (lihat di atas untuk gambarajah). Merah dan hitam adalah warna biasa yang digunakan dalam petunjuk USB untuk sambungan + ve dan -ve (kadang-kadang bertanda 'Vcc' dan 'Gnd' masing-masing). Potong wayar yang lain (biasanya putih & hijau) pendek. Selipkan sehelai sarung pemanas air di atasnya dan sarung luar dan susut di tempatnya.

Tolak hujung pemotong di bawah pengatur, jalur dan timah wayar merah & hitam dan pateri masing-masing ke pad output pengawal + ve & -ve.

Sekiranya anda berani (seperti wot I woz), buat plumbum USB anda sendiri menggunakan penyambung kosong. Pateri wayar ke pad penyambung USB seperti yang ditunjukkan, tutup sendi dengan lapisan gam panas yang nipis dan apabila diatur, selipkan sarung pemanas 1/4 seperti yang ditunjukkan.

Kecilkan lengan dengan senapang panas dan gam akan bertindak sebagai pelepas ketegangan (mudah-mudahan!).

Seperti di atas, pasangkan hujung wayar yang lain di bawah pengatur dan pateri ke pad output.

Adalah idea yang baik untuk memeriksa polariti sambungan anda - gunakan multimeter dan beberapa wayar nipis untuk mengesahkan pin USB dipasang dengan betul ke pengatur.

Langkah 6: Menetapkan Voltan

Sebelum memasukkan output pengatur ke Pi, voltan output perlu ditetapkan.

Sambungkan bekalan kuasa ke soket input dc pengatur dan hidupkan. Terdapat LED biru pada pengatur yang harus menyala dengan segera. Sekiranya tidak dan / atau terdapat bau asap, putuskan sambungan dan (jika anda saya) gantungkan kepala dengan rasa malu. Anda mungkin akan menghindarinya tetapi jika ada asap, ia tidak baik. Periksa pendawaian anda dengan teliti, betulkan dan cuba lagi. Semoga LED menyala walaupun…

Dengan menggunakan pemutar skru kecil, sesuaikan potensiometer pada pengatur (kotak biru dengan skru tembaga di bahagian atas) sehingga multimeter membaca anak laki-laki di bawah 5.1v. Berlawanan arah jarum jam mengurangkan voltan dan selalunya mengambil lebih banyak putaran daripada yang anda jangkakan agar voltan berubah - jangan putus asa jika memerlukan beberapa putaran untuk melihat kesannya.

Matikan bekalan kuasa dan sambungkan output pengatur ke Pi. Anda sudah bersedia untuk beraksi!

Langkah 7: Bahagian 2 - Menambah Kipas Penyejuk dan Pendingin - Alat dan Bahagian

Bahagian:

• Kipas galas lengan 12v dc 0.12A 50mm x 50mm x 10mm (eBay, pelbagai penjual)
• 3-off 15mm 2.8mm OD mengetuk sendiri skru (kotak sampah)
• Singki haba pelekat sendiri tembaga pepejal 2 untuk Raspberry Pi (eBay, pelbagai penjual)

Alat:

• Alat gergaji fret atau elektrik jenis Dremel dengan pemotong jenis burr
• Bit gerudi 1.5mm dan 2.5mm dan gerudi
• Pateri dan pateri
• Pemotong wayar dan penari telanjang.
• Pistol gam panas (untuk menahan haba di tempat)

Langkah 8: Memotong Lubang Kipas

Dengan menggunakan tanda pada casing yang dibuat pada langkah 2, gerudi tiga lubang pelekap dengan cara yang sama seperti pengatur (iaitu) gerudi lubang pilot dengan gerudi 1.5mm dan melebarkan salah satu lubang dengan gerudi 2.5mm. Uji kesesuaian skru penoreh sendiri dan jika semuanya baik-baik saja, buka dua lubang yang lain. Jika tidak, luaskan lubang jika perlu.

Dengan menggunakan fret saw atau Dremel alternatif, potong lubang plastik untuk membolehkan aliran udara kipas. Bersihkan bahagian tepi dengan fail jika perlu (jika pengalaman saya ada masalah, menggunakan alat kuasa pasti membuat plastik cair yang menyakitkan untuk membersihkan - oleh itu pilihan saya untuk gergaji fret).

Pasangkan kipas ke lubang pemasangan dan pasangkan penyekat diri dengan berhati-hati. Kipas harus dipasang dengan label ke bawah, sehingga aliran udara diarahkan ke Pi. Saya juga akan mengarahkannya supaya pendawaian tidak berdekatan dengan pengatur sehingga anda mempunyai wayar kendur untuk dimainkan.

Putar kipas secara manual untuk memastikan tidak ada yang menarik.

Langkah 9: Pendawaian Kipas

Pengalaman saya ialah semua kecuali satu peminat jenis dalam senarai bahagian bermula dengan sendiri apabila dikuasakan dari 5v dc. Dalam kes itu, saya mendapati bahawa menjalankan kipas dari 12v dc selama kira-kira lima minit melonggarkannya dan selepas itu baik pada 5v. Walau bagaimanapun, kipas pengeluar yang berlainan mungkin berkelakuan berbeza, jadi anda mungkin harus memulakan kipas secara manual - maka mestilah OK dan terus berjalan. Sekiranya ini tidak berlaku, anda masih mempunyai pilihan untuk memasang kipas ke input pengatur selagi voltan ini 9v hingga 12v dan anda boleh menerima kenaikan bunyi.

Potong penyambung kipas sehingga pendawaian yang mencukupi dapat sampai ke pengatur. Anda boleh memotong wayar kuning ke belakang kerana ia tidak digunakan dalam jenis aplikasi ini. Gunakan sehelai lengan baju seperti yang ditunjukkan untuk melindungi dan menjauhkannya. Arahkan kabel kipas di bawah pengatur dan pateri ke pad outputnya (merah ke positif, hitam ke negatif).

Langkah 10: Menambah Heatsinks

Terdapat banyak maklumat di internet mengenai tempat (dan kapan) untuk menambahkan heatsink ke Raspberry Pis. Langkah di bawah adalah langkah peribadi saya.

Sejauh yang saya dapat, nasihat melalui Raspberry Pi Foundation adalah anda tidak semestinya perlu menambahkan heatsink ke mana-mana model Pi kecuali anda melakukan overclocking. Walau bagaimanapun, saya mendapati bahawa Pi 3 menjadi agak panas ketika cuba memainkan video H265 dan jika tidak disejukkan boleh menyebabkan tindakan memelihara diri.

Dalam keadaan seperti ini, Broadcom SoC (cip besar di permukaan atas Pi) menjadi yang paling panas, jadi itu wajar dipikirkan. Berikutan beberapa nasihat yang tidak dapat saya temukan pada masa ini, saya juga memanaskan cip RAM di bahagian bawah. Saya tidak bersusah payah dengan cip LAN yang lebih kecil kerana nampaknya tidak terlalu panas.

Jadi, untuk perniagaan - kupas penutup penutup dari pendingin dan letakkan dengan teliti di atas cip SoC. Dengan menggunakan pistol gam panas, tambahkan dengan teliti beberapa gumpalan gam di kedua-dua sisi tabung panas seperti yang ditunjukkan. Saya menggunakan banyak Pis saya di sisi mereka, jadi setelah beberapa lama heatsink tergelincir - gam membantu mengelakkannya. Setakat ini gam belum cukup lembut digunakan untuk kehilangan integriti (meleleh sekitar 120 ° C, jadi tidak seharusnya!)

Prosedur untuk memasang heatsink pada cip RAM adalah sama kecuali anda harus memotong beberapa panggangan di bahagian bawah casing untuk memberi ruang yang cukup. Perhatikan bahawa ia tidak akan melepasi batas kes.

Langkah 11: Tidak Ada Langkah 11

… dan itu sahaja.

Saya harap Instructable ini terbukti berguna dan / atau bermaklumat.

Sekiranya terdapat sebarang kesalahan, sila beritahu saya dan saya akan menyuntingnya dengan senang hati.