Raspberry Pi Power & Cooling Mods: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Kicsit kínos beismerni, hogy tíz málna Pis különféle munkákat végez a ház körül, de ez azt mondta, hogy most vettem egy másikat, ezért úgy gondoltam, jó ötlet lenne dokumentálni és megosztani a szokásos Pi módosításaimat Instructable -ként.

Ezeket a modokat a legtöbb Pis -hez adom hozzá - lehetővé teszik a Raspberry Pi bármely modelljének tartalék tápegységről történő táplálását, amely egyébként csak a fiókban ragadna -, ha más módon nem kívánt tápegységet használ, néhány fillért spórolhat meg és ez az elrendezés hasznos áramforrást is nyújthat más eszközök, például relék számára. A hűtési mód megnehezíti a kijelző és a kameracsatlakozók használatát, de megállíthatja a Pi fojtószelep visszakapcsolását, ha túlhajtott vagy processzorigényes munkát végez. A GPIO csatlakozóhoz való hozzáférés általában nem akadályozott, de a ventilátort óvatosan kell elhelyezni …

Az Instructable -t két részre osztottam az olvashatóság megkönnyítése érdekében - az 1. rész a tápegység módosítását, a 2. rész egy hűtőventilátort és hűtőbordákat tartalmaz. A 2. rész lehetséges újdonsága a feszültségszabályozó 5 V egyenáramú kimenetéről táplált 12 V egyenáramú ventilátor használata. A 12 V -os ventilátor ilyen módon történő használata egy kis hűtést biztosít, csökkentett zajjal, erre a funkcióra akkor van szükség, amikor a RasPi -t használják (OSMC médiaközpontként) a nappalinkban, mivel a párom hallja a csap leesését, gyakorlatilag bármilyen távolságot meg kell említeni….

Kérjük, vegye figyelembe, hogy megpróbáltam a részleteket a lehető legszélesebb olvasóközönségre kiterjeszteni, de bizonyos alapvető elektronikai ismeretek szükségesek, például forrasztás, multiméter használata stb. Elnézést kérek, ezért ha az alábbiakban túl egyszerűen olvasható, vagy túl sokat feltételez - minden építő jellegű észrevételt természetesen nagyon szívesen fogadunk!

1. lépés: 1. rész Tápellátási módok: Eszközök és alkatrészek

Alkatrészek:

• (A Raspberry Pi és tok) - az átlátszó tok megkönnyíti ezeket a modokat, de az átlátszatlan tok nem zárja le a megjelenést.
• A szemétfiók váltakozó áramú egyenáramú tápegysége, minimális kimeneti teljesítmény 18 W, 9–30 V DC.*
• LM2596 DC-DC kapcsoló állítható léptető feszültségszabályozó Buck Converter (elérhető az eBay-en több különböző eladótól)
• Egyenáramú tápegység csatlakozóaljzat női panelre szerelhető csatlakozó 5,5 x 2,1 mm, vagy bármi, amire szüksége van a fenti tápegység illesztéséhez. Bár ez a leggyakoribb. (eBay, több eladó)
• Áldozatos mikro USB B típusú vezeték (szemétdoboz) VAGY
• 1 db mikro USB B típusú 5 tűs férfi forrasztó jack csatlakozó (eBay, több eladó)
• Két 150 mm hosszú többszálas berendezés huzal (pl. Réz hangszóróhuzal).
• Két szigetelt állvány (a rövid hosszúságú biro tok kiválóan megállja a helyét, ha nincs a szemétdobozban)
• Két 2,8 mm átmérőjű önmetsző csavar (szemétdoboz) - ezeknek csak annyi ideig kell lenniük, amennyi szükséges ahhoz, hogy a menet menjen keresztül a tokon - én 12 mm hosszú csavarokat használtam.
• 2,5 mm -es azonosítójú hűtőborda és 1/4 hüvelykes azonosítójú hűtőzsák (lásd az 5. lépést) (eBay, több eladó).

Eszközök:

• Forrasztópáka és többmagos forrasztópáka.
• Multiméter, amely képes ellenállás és egyenfeszültség mérésére.
• Hőpisztoly (a hő zsugorodásához)
• Forró ragasztópisztoly (nem szükséges, ha áldozatos USB -kábelt használ)
• Finom jelölő toll
• 1,5 mm -es és 2,5 mm -es HSS fúrók és fúrók.
• Drótvágó és levágó.

*Megjegyzések a tápegység kiválasztásával kapcsolatban:

A legfontosabb paraméterek a kimeneti feszültség és teljesítmény. Az LM2596 szabályozónak körülbelül három voltos feszültséget kell biztosítania a bemenetén, mint amennyi a kimeneten szükséges, így a Pi által igényelt 5 voltos kimenethez körülbelül 8 volt szükséges a bemeneten. Javasolnék egy kicsit többet, hogy biztos legyek, ezért a fenti 9V minimum. A maximális feszültség, amelyet használhat, a szabályozó egyes modelljeinél körülbelül 35 volt, másoknál magasabb. Maradok a 30V -nál.

A tápegységnek képesnek kell lennie arra is, hogy elegendő áramot biztosítson a Pi -nek (lásd a Pi különböző típusaira vonatkozó jelenlegi követelményeket). A link azt mondja, hogy olyan tápegységre van szüksége, amely képes legalább 2,5 A tápellátásra egy Pi 3 esetében. Az LM2596 azonban kapcsolószabályozó, ezért ennél kevesebb áramra van szüksége, amíg a megadott feszültség arányosan magasabb.

Ahhoz, hogy megtudja, mire van szüksége, számítsa ki a Pi által felvett teljesítményt, és vegye figyelembe a szabályozó konverziós veszteségeit (pl.) A Pi 3 -nak 5 V @ 2,5 A -ra van szüksége, így teljesítményigénye 5 x 2,5 = 12,5 W. Szorozzuk meg ezt 1,1 -gyel, hogy figyelembe vegyük a szabályozó veszteségeit, és 12,5 x 1,1 = 13,75 W -ot kapunk. Amikor elérjük ezt a számot, soha nem jó ötlet hangsúlyozni a tápegységet 100% -os kapacitással, ezért legalább 30% -os tartalékot adok hozzá annak biztosítására, hogy ne legyen túl meleg és idő előtt lejárjon.

Annak érdekében, hogy mindenki könnyebbé tegye a dolgokat, itt a minimális tápellátási áramkövetelmények a különböző feszültségekhez a fenti számítások alapján:

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

Pi B+ és 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

(Ez utóbbit a teljesség kedvéért tartalmazza)

2. lépés: Az eset kijelölése

Helyezze el a szabályozót az ábrán látható módon. A bemeneti párnáknak a tok oldalán kell lenniük, mint a Pi tápcsatlakozójának.

Ha ventilátort is szerel, helyezze az ábrán látható módon. Ne feledje, hogy legjobb esetben csak a ventilátor négy csavarfurata közül hármat használhat, mivel a tok kivágása gyakran akadályba ütközik. Azt is vegye figyelembe, hogy ez a ventilátor -mod nem megfelelő, ha a kamera vagy a kijelző csatlakozóit kell használnia (kivéve, ha új vezetékvezetést használ).

Győződjön meg arról, hogy a szabályozó szerelőnyílása a ház széléhez legközelebb van a Pi két USB -csatlakozókötege közötti rés fölött (hogy a rögzítőcsavar ne sérüljön meg - lásd a 4. lépést a szerelt szabályozó fényképéhez, ahol láthatja a csavar helyét) van elhelyezve).

Finom, állandó jelölővel jelölje meg a házon lévő két szabályozó rögzítőfuratának helyét, és ha szükséges, a ventilátor rögzítőfuratait és a ventilátor légáramlására szolgáló lyukat.

3. lépés: Fúrja le a tokot

Fogja meg a tok tetejét, és fordítsa fejjel lefelé egy fadarabra, hogy támogassa.

Finom (1,5 mm) fúróval fúrjon egy kísérleti lyukat, ahol az utolsó lépésben meg van jelölve.

2,5 mm-es fúróval szélesítse ki az egyik lyukat, és ellenőrizze, hogy a kiválasztott önmetsző csavar túl nagy erőfeszítés nélkül csavarható-e be. Szükség esetén bővítse a lyuk méretét.

Ha elégedett a lyuk méretével, fúrja ki a másikat, hogy megfeleljen.

4. lépés: Szerelje fel a szabályozót

Szerelje fel a szabályozót az állványok és az önmetsző csavarok segítségével, a fényképeken látható módon. Jegyezze meg a csavar helyzetét a két USB csatlakozóköteg között.

5. lépés: huzalozás

Forrasztja a berendezés vezetékét az egyenáramú tápegység csatlakozóaljzatába, és szigetelje a hűtőborda hüvelyével az ábrán látható módon. Feltételezve, hogy van egy szabványos tápegysége, ahol a pozitív feszültség a belső csatlakozón van, forrasztja a piros vezetéket a rövid címkéhez és a fekete vezetéket a hosszú címkéhez (ez feltételezi, hogy a hosszú címke az aljzat külső részéhez van csatlakoztatva - használjon multimétert az ellenőrzéshez). Ha a polaritás megfordul, forrasztja a piros és fekete vezetékeket az ellenkező címkékhez.

Nyomja a vezetékek másik végét a szabályozókártya és a forrasztás alatt a szabályozó bemeneti párnáihoz, ahogy az ábrán látható (ismét piros, +ve, fekete, -ve).

Ha áldozatos mikro USB -kábellel rendelkezik, vágja el úgy, hogy körülbelül 180 mm -es kábel legyen csatlakoztatva a mikro -USB -csatlakozóhoz. Egy finom huzaldarabbal és multiméterével ellenállás módban határozza meg, melyik vezeték csatlakozik a mikro -USB -csatlakozó pozitív és negatív érintkezőihez (lásd a fenti ábrát). A piros és a fekete a szokásos színek, amelyeket az USB -vezetékeknél használnak a +ve és -ve kapcsolatokhoz (néha „Vcc” és „Gnd” jelöléssel). Vágja rövidre a többi vezetéket (általában fehér és zöld). Csúsztasson rájuk és a külső burkolatra egy darab hőszárító hüvelyet, és zsugorodjon a helyén.

Nyomja a vágott végét a szabályozó alá, csíkozza és ónozza a piros és fekete vezetékeket, és forrasztja őket a szabályozó +ve & -ve kimeneti párnáihoz.

Ha bátor (például wot I woz), készítsen saját USB -kábelt egy csupasz csatlakozó segítségével. Forrasztja a vezetékeket az USB csatlakozó párnákhoz az ábrán látható módon, fedje le az illesztéseket egy vékony réteg forró ragasztóval, és ha meg van állítva, csúsztassa át az 1/4 hüvelykes hőtömlő hüvelyt az ábrán látható módon.

Zsugorítsa össze a hüvelyt a hőpisztollyal, és a ragasztó húzódáscsökkentőként fog működni (remélhetőleg!).

Mint fent, csúsztassa a huzal másik végét a szabályozó és a forrasztó alá a kimeneti párnákhoz.

Mindig jó ötlet kétszer ellenőrizni a csatlakozások polaritását - a multiméter és néhány vékony vezeték segítségével ellenőrizze, hogy az USB -tűk megfelelően vannak -e csatlakoztatva a szabályozóhoz.

6. lépés: A feszültség beállítása

Mielőtt a szabályozó kimenetét a Pi -hez csatlakoztatná, a kimeneti feszültséget be kell állítani.

Csatlakoztassa a tápegységet a szabályozó egyenáramú bemeneti aljzatához, és kapcsolja be. Van egy kék LED a szabályozón, amely azonnal világít. Ha nem, és/vagy füstszagot áraszt, kapcsolja le a kapcsolatot, és (ha én vagyok) szégyenében lehajtja a fejét. Lehet, hogy megúszod, de ha volt egy kis füst, az nem jelzi jól. Gondosan ellenőrizze a vezetékeket, javítsa ki és próbálja újra. Remélhetőleg a LED bekapcsol …

Egy kis csavarhúzóval állítsa be a potenciométert a szabályozón (a kék doboz sárgaréz csavarral a tetején), amíg a multiméter egy picit 5.1v alá nem mutat. Az óramutató járásával ellentétes irányban csökkenti a feszültséget, és gyakran több fordulatot vesz igénybe, mint gondolná, hogy megváltozzon a feszültség - ne essen kétségbe, ha néhány fordulat szükséges a hatás eléréséhez.

Kapcsolja ki az áramellátást, és csatlakoztassa a szabályozó kimenetét a Pi -hez. Készen áll a cselekvésre!

7. lépés: 2. rész - Hűtőventilátor és hűtőborda hozzáadása - Eszközök és alkatrészek

Alkatrészek:

• 12V DC 0,12A 50mm x 50mm x 10mm hüvelycsapágy ventilátor (eBay, több eladó)
• 3 db 15 mm-es 2,8 mm-es OD önmetsző csavar (szemétdoboz)
• 2 db szilárd réz öntapadós hűtőborda a Raspberry Pi számára (eBay, több eladó)

Eszközök:

• Fret fűrész vagy elektromos Dremel típusú szerszám sorja típusú vágóval
• 1,5 mm -es és 2,5 mm -es fúrószárak és fúró
• Forrasztópáka és forrasztópáka
• Drótvágók és sztripper.
• Forró ragasztópisztoly (a hűtőbordák helyén tartásához)

8. lépés: A ventilátor lyukainak kivágása

A 2. lépésben a tokon lévő jelölések segítségével fúrja ki a három rögzítő lyukat ugyanúgy, mint a szabályozóhoz (azaz) fúrjon próbafuratokat az 1,5 mm -es fúróval, és szélesítse ki az egyik lyukat a 2,5 mm -es fúróval. Ellenőrizze az önmetsző csavarok illeszkedését, és ha minden rendben van, fúrja ki a másik két lyukat. Ellenkező esetben szükség szerint bővítse ki a lyukakat.

A fűrész vagy a Dremel alternatívája segítségével vágja le a műanyag lyukat, hogy lehetővé tegye a ventilátor légáramlását. Szükség esetén tisztítsa meg a széleket egy reszelővel (ha tapasztalataim szerint bármi is megy, az elektromos kéziszerszám használata elkerülhetetlenül olvadt műanyagot hoz létre, amelyet a tisztítás fájdalmas - ezért inkább a bosszantó fűrészt választom).

Tegye fel a ventilátort a rögzítési furatokhoz, és óvatosan csavarja be az önmetszőket. A ventilátort a címkével lefelé kell felszerelni, így a légáram a Pi -be irányul. Azt is eligazítanám, hogy a vezetékek ne legyenek közvetlenül a szabályozó szomszédságában, így van egy laza vezeték a játékhoz.

Forgassa kézzel a ventilátort, hogy ellenőrizze, nincs -e valami elkapva.

9. lépés: A ventilátor bekötése

Az a tapasztalatom, hogy az alkatrészlistában szereplő típus egyetlen rajongója kivételével magától elindult, amikor 5V DC -ről táplálják. Ebben az esetben azt tapasztaltam, hogy a ventilátor 12 V egyenáramú működtetése körülbelül öt percig meglazította, és ezután rendben volt 5 V -on. A különböző gyártók ventilátorai azonban eltérően viselkedhetnek, ezért előfordulhat, hogy manuálisan kell elindítani a ventilátort - ezután rendben kell lennie, és tovább kell működnie. Ha ez nem így van, akkor is lehetősége van a ventilátor bekötésére a szabályozó bemenetére mindaddig, amíg ez a feszültség 9–12 V, és el tudja fogadni a zaj növekedését.

Vágja le a ventilátor csatlakozóját, hogy elegendő vezeték legyen a szabályozóhoz. A sárga huzalt tovább vághatja, mivel nem használják ezt a fajta alkalmazást. Használjon egy kis darab hüvelyet az ábrán látható módon, hogy szigetelje és tartsa távol az útját. Vezesse át a ventilátor vezetékét a szabályozó és a forrasztó alatt a kimeneti párnákhoz (pirosról pozitívra, feketéről negatívra).

10. lépés: A hűtőbordák hozzáadása

Elég sok információ található az interneten arról, hogy hová (és mikor) kell hűtőbordákat hozzáadni a Raspberry Pis -hez. Az alábbi lépések az én személyes elképzeléseim.

Amennyire össze tudom gyűjteni, a Raspberry Pi Alapítványon keresztül az a tanács, hogy nem kell hűtőbordákat hozzáadni a Pi bármelyik modelljéhez, kivéve, ha túlhajtja őket. Azonban azt tapasztaltam, hogy a Pi 3 meglehetősen felforrósodik, amikor H265-ös videókat próbál lejátszani, és ha nem hűtik le, akkor az önfenntartás során visszafojthatja a gázt.

Ilyen körülmények között a Broadcom SoC (a Pi felső felületén lévő nagy chip) lesz a legmelegebb, ezért érdemes hűtőt meríteni. Néhány tanács nyomán, amelynek forrását jelenleg nem találom, az alsó oldalon lévő RAM -chipet is hűtem. Nem foglalkozom a kisebb LAN -chipekkel, mivel úgy tűnik, nem melegszik fel annyira.

Tehát az üzleti életben - húzza le a fedőcsíkot a hűtőbordáról, és óvatosan helyezze a SoC chip tetejére. A forró ragasztópisztoly segítségével óvatosan adjon hozzá néhány csepp ragasztót a hűtőborda mindkét oldalán, az ábrán látható módon. Sok Pis -t használok az oldalán, így egy idő után a hűtőbordák lecsúsznak - a ragasztó segít megelőzni ezt. Eddig a ragasztó nem lágyult meg annyira, hogy elveszítse integritását (120 ° C körül olvad, tehát nem szabad!)

A hűtőborda rögzítése a RAM -chipre ugyanaz, kivéve, ha le kell vágnia a ház alsó részén található rácsot, hogy elegendő hely legyen. Ne feledje, hogy nem fog kilépni a tok határain.

11. lépés: Nincs 11. lépés

… És ennyi.

Remélem, ez az Instructable hasznosnak és/vagy informatívnak bizonyul.

Ha bármilyen hibát észlel, kérjük, tudassa velem, és szívesen módosítok ennek megfelelően.