Raspberry Pi Power & Cooling Mods: 11 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

On hieman kiusallista myöntää, että minulla on kymmenen Vadelma Pis -laitetta tekemässä erilaisia töitä ympäri taloa, mutta sanoin, että olen juuri ostanut toisen, joten ajattelin, että olisi hyvä idea dokumentoida ja jakaa Pi -standardimuutokset Instructable -muodossa.

Lisään nämä modit useimpiin Pis -laitteisiini - ne mahdollistavat minkä tahansa Raspberry Pi -mallin virran saamisen varavirtalähteestä, joka muuten olisi vain jumissa laatikossa - muutoin ei -toivotun virtalähteen käyttäminen voi säästää muutaman pennin ja tämä järjestely voi myös tarjota hyödyllisen teholähteen muille laitteille, kuten releille. Jäähdytysmoduuli vaikeuttaa näytön ja kameran liitäntöjen käyttöä, mutta voi pysäyttää Pi -kaasun takaisin, kun ylikellotetaan tai suoritetaan prosessorin intensiivistä työtä. Pääsyä GPIO -liittimeen ei yleensä estetä, mutta tuuletin on sijoitettava varovasti…

Olen jakanut Instructablein kahteen osaan luettavuuden helpottamiseksi - Osa 1 kattaa virtalähteen muutoksen, osa 2 jäähdytyspuhaltimen ja jäähdytyselementit. Osan 2 mahdollinen uutuus on 12 voltin tuulettimen käyttö, joka saa virtaa jännitesäätimen 5 voltin ulostulosta. 12 V: n tuulettimen käyttö tällä tavalla tarjoaa jäähdytyksen pienellä kohinalla - ominaisuus, jota tarvitaan, kun RasPiä käytetään (OSMC -mediakeskuksena) olohuoneessamme, koska kumppanini voi kuulla tapin putoamisen hyvin, käytännöllisesti katsoen mitä tahansa etäisyyttä haluat mainita….

Huomaa, että olen yrittänyt korostaa yksityiskohtia niin laajalle lukijakunnalle kuin mahdollista, mutta joitain elektroniikan perustaitoja tarvitaan, kuten juottaminen, yleismittarin käyttö jne. Pahoittelen siksi, jos seuraava lukee liian yksinkertaisesti tai olettaa liikaa - Kaikki rakentavat kommentit ovat tietenkin erittäin tervetulleita!

Vaihe 1: Osa 1 Virtalähteet: Työkalut ja osat

Osat:

• (Raspberry Pi ja kotelo) - läpinäkyvä kotelo helpottaa näitä modifikaatioita, mutta läpinäkymätön kotelo ei ole esteenä.
• Junk -laatikko AC -DC -virtalähde, vähimmäislähtöteho 18 W, 9–30 V DC.*
• LM2596 DC-DC-kytkentä Säädettävä askeljännitteen säädin Buck-muunnin (saatavana eBayssa useilta eri myyjiltä)
• DC -virtalähteen pistokeliitäntä naaraspaneelin kiinnitysliitin 5,5 x 2,1 mm tai mikä tahansa mitä tarvitset yllä olevan virtalähteen sovittamiseen. Tämä on kuitenkin yleisin. (eBay, useita myyjiä)
• Uhrautuva mikro -USB -tyypin B -johto (roskakori) TAI
• 1-kertainen mikro-USB-tyypin B 5-nastainen urosliitosliitin (eBay, useita myyjiä)
• Kaksi 150 mm pituista monisäikeistä laitejohtoa (esim. Kuparikaiutinjohtoa).
• Kaksi eristettyä seisonta-aluetta (lyhyet biro-kotelon pituudet tekevät erinomaisista seisokkeista, jos roskapostissasi ei ole niitä)
• Kaksi 2,8 mm: n itsekelausruuvia (roskakori) - näiden on oltava vain niin kauan kuin tarvitaan, jotta lanka kulkee kotelon läpi - käytin 12 mm: n pituisia ruuveja.
• 2,5 mm: n ID -lämpökutistin ja 1/4 tuuman ID: n lämpöhalkaisija (katso vaihe 5) (eBay, useita myyjiä).

Työkalut:

• Juotosrauta ja monisäikeinen juote.
• Yleismittari, joka pystyy mittaamaan vastuksen ja tasavirtajännitteen.
• Lämpöpistooli (kutistumiseen)
• Kuuma liimapistooli (ei tarvita, jos käytetään uhrautuvaa USB -johtoa)
• Hieno merkkikynä
• 1,5 mm ja 2,5 mm HSS -poranterät ja pora.
• Langanleikkuri ja irrotin.

*Huomautuksia virtalähteen valinnasta:

Tärkeitä parametreja ovat lähtöjännite ja teho. Sinun on annettava LM2596 -säätimelle noin kolme volttia enemmän tuloa kuin tarvitset ulostulossa, joten Pi: n tarvitsemalle 5 voltin ulostulolle tarvitset noin 8 volttia tuloon. Suosittelen varmuuden vuoksi hieman enemmän, joten yllä oleva 9v: n minimi. Suurin jännite, jota voit käyttää, on noin 35 V joissakin tämän säätimen malleissa ja korkeampi toisissa. Pysyisin max 30v.

Virtalähteen on myös kyettävä tarjoamaan riittävästi virtaa Pi: lle (katso tästä Pi -mallien nykyiset vaatimukset). Linkissä kerrotaan, että tarvitset virtalähteen, joka pystyy tuottamaan vähintään 2,5 A.

Jotta voisit selvittää mitä tarvitset, laske Pi: n vetämä teho ja ota huomioon säätimen muunnoshäviöt (esim. Pi 3 tarvitsee 5v @ 2,5A, joten sen tehontarve on 5 x 2,5 = 12,5 W. Kerro tämä 1,1: llä säätimen häviöiden huomioon ottamiseksi ja saat 12,5 x 1,1 = 13,75 W. Kun tämä luku on saavutettu, ei ole koskaan hyvä korostaa virtalähdettä käyttämällä sitä 100%: n kyvyllä, joten lisäisin vähintään 30%: n marginaalin, jotta se ei kuumene liikaa ja vanhenee ennenaikaisesti.

Jotta asiat olisivat helpompia kaikille, tässä on virransyötön vähimmäisvaatimukset eri jännitteille yllä olevien laskelmien perusteella:

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

(Jälkimmäinen sisältyy täydellisyyteen)

Vaihe 2: Kotelon merkitseminen

Aseta säädin kuvan osoittamalla tavalla. Syöttötyynyjen on oltava kotelon samalla puolella kuin Pi: n virtaliitin.

Jos asennat myös tuulettimen, aseta se kuvan osoittamalla tavalla. Huomaa, että voit parhaimmillaan käyttää vain kolmea tuulettimen neljästä ruuvinreiästä, koska kotelon aukot ovat usein tiellä. Huomaa myös, että tämä tuuletinmoduuli ei sovellu, jos sinun on käytettävä kamera- tai näyttöliitäntöjä (ellet käytä uutta johdotusreititystä).

Varmista, että säätimen kiinnitysreikä, joka on lähellä kotelon reunaa, on Pi: n kahden USB -pistorasian välisen raon yläpuolella (jotta kiinnitysruuvi ei likaannu - katso kuva 4 asennetusta säätimestä, josta näet ruuvin on sijoitettu).

Käytä hienoa pysyvää merkintää merkitsemään kotelon kahden säätimen kiinnitysreiän sijainti ja haluttaessa tuulettimen kiinnitysreiät ja tuulettimen ilmavirran reikä.

Vaihe 3: Poraa kotelo

Ota kotelon yläosa ja käännä se ylösalaisin puukappaleeksi.

Käytä hienoa (1,5 mm) poraa porata esireikä, jossa se on merkitty viimeisessä vaiheessa.

Laajenna yksi reikistä 2,5 mm: n poralla ja tarkista, että valittu itsekelausruuvi voidaan ruuvata sisään ilman liikaa vaivaa. Levennä reiän kokoa tarvittaessa.

Kun olet tyytyväinen reiän kokoon, poraa toinen sopivaksi.

Vaihe 4: Asenna säädin

Asenna säädin seisokkien ja itsekelausruuvien avulla valokuvien mukaisesti. Huomaa ruuvin sijainti kahden USB -liitäntäpinon välissä.

Vaihe 5: Johdotus

Juotta laitejohto tasavirtalähteen pistorasiaan ja eristä lämpökiristimen holkilla kuvan mukaisesti. Olettaen, että sinulla on vakiovirtalähde, jossa positiivinen jännite on sisemmässä liittimessä, juota punainen johto lyhyeen ja musta johto pitkäksi (tämä olettaa, että pitkä tunniste on kytketty pistorasian ulkoreunaan - käytä kuitenkin yleismittaria tarkistamiseen). Jos napaisuus on päinvastainen, juota punaiset ja mustat johdot vastakkaisiin tunnisteisiin.

Työnnä johtojen toinen pää säätökortin ja juotteen alle säätimen syöttötyynyihin kuvan osoittamalla tavalla (jälleen punaisesta +ve: hen, mustasta -ve).

Jos sinulla on uhrautuva mikro -USB -johto, leikkaa se siten, että mikro -USB -päähän on kytketty noin 180 mm: n kaapeli. Käytä hienoa lankapalaa ja yleismittaria vastustilassa ja tunnista, mikä johto on kytketty mikro -USB -liittimen positiivisiin ja negatiivisiin koskettimiin (katso yllä oleva kaavio). Punainen ja musta ovat tavallisia värejä, joita käytetään USB -johdoissa +ve- ja -ve -yhteyksissä (joskus merkitty 'Vcc' ja 'Gnd'). Katkaise muut johdot (yleensä valkoinen ja vihreä) lyhyiksi. Liu'uta pala lämpökutistusholkkia niiden ja ulkovaipan päälle ja kutista paikalleen.

Työnnä leikattu pää säätimen alle, kuori ja tina punaiset ja mustat johdot ja juota ne säätimen +ve & -ve -lähtötyynyihin.

Jos olet rohkea (kuten wot I woz), muodosta oma USB -johto paljaalla liittimellä. Juotta johdot USB -liitäntätyynyihin kuvan osoittamalla tavalla, peitä liitokset ohuella kuumaliimalla ja liu'uta 1/4 -tuumainen lämpökutistusholkki kuvan mukaisesti.

Kutista holkki lämpöpistoolilla ja liima toimii vedonpoistajana (toivottavasti!).

Kuten edellä, liu'uta johtimen muut päät säätimen ja juotteen alle ulostulotyynyille.

On aina hyvä tarkistaa liitäntöjen napaisuus - käytä yleismittaria ja ohutta johtoa varmistaaksesi, että USB -nastat on kytketty oikein säätimeen.

Vaihe 6: Jännitteen asettaminen

Ennen kuin kytket säätimen lähdön Pi: hen, lähtöjännite on asetettava.

Kytke virtalähde säätimen tasavirtatuloliitäntään ja kytke se päälle. Säätimessä on sininen LED, jonka pitäisi syttyä välittömästi. Jos näin ei tapahdu ja/tai savua haisee, katkaise yhteys ja (jos olet minä) ripusta häpeäsi. Saatat päästä eroon siitä, mutta jos savua on ollut, se ei ole hyvä. Tarkista johdot huolellisesti, korjaa ja yritä uudelleen. Toivottavasti LED syttyy kuitenkin …

Säädä pienellä ruuvimeisselillä säätimen potentiometriä (sininen laatikko, jossa on messinkiruuvi yläosassa), kunnes yleismittari näyttää hieman alle 5,1 V. Vastapäivään jännite pienenee ja jännitteen muutos kestää usein enemmän kuin odotit - älä epätoivo, jos vaikutuksen näkyminen kestää muutaman kierroksen.

Katkaise virta ja kytke säätimen lähtö Pi: hen. Olet valmis toimintaan!

Vaihe 7: Osa 2 - Tuulettimen ja jäähdytyselementtien lisääminen - Työkalut ja osat

Osat:

• 12V DC 0,12A 50mm x 50mm x 10mm hihalaakeri -tuuletin (eBay, useita myyjiä)
• 3-off 15 mm 2,8 mm OD-itsekelausruuvit (roskakori)
• 2-kertainen kiinteä kupari itseliimautuva jäähdytyselementti Raspberry Pi: lle (eBay, useita myyjiä)

Työkalut:

• Fret-saha tai sähköinen Dremel-tyyppinen työkalu, jossa on poraterä
• 1,5 mm ja 2,5 mm poranterät ja pora
• Juotin ja juote
• Langanleikkurit ja irrotin.
• Kuuma liimapistooli (jäähdytyselementtien pitämiseksi paikoillaan)

Vaihe 8: Leikkaa tuulettimen reiät

Poraa kolme kiinnitysreikää vaiheessa 2 tehtyjen kotelon merkintöjen avulla samalla tavalla kuin säätimelle (eli) poraa ohjausreiät 1,5 mm: n poralla ja levennä yksi reikistä 2,5 mm: n poralla. Testaa itsekelausruuvien sopivuus ja poraa kaksi muuta reikää, jos kaikki on kunnossa. Muussa tapauksessa laajenna reikiä tarpeen mukaan.

Leikkaa muovinen reikä harjasahalla tai Dremel -vaihtoehdolla, jotta tuuletin pääsee virtaamaan. Puhdista reunat tarvittaessa viilalla (jos kokemukseni on ohimennen, sähkötyökalun käyttäminen luo väistämättä sulanutta muovia, joka on tuska puhdistaa - siksi pidän parempana sahasahaa).

Aseta tuuletin asennusreikiin ja ruuvaa itsekierteet varovasti kiinni. Puhallin tulee asentaa etikettipuoli alaspäin, jotta ilmavirta ohjataan Pi: hen. Haluaisin myös suunnata sen niin, että johdotus ei ole välittömästi säätimen vieressä, joten sinulla on löysä johto pelata.

Pyöritä tuuletinta manuaalisesti tarkistaaksesi, ettei mikään tartu kiinni.

Vaihe 9: Kytke tuuletin

Kokemukseni on, että kaikki paitsi yksi osaluettelon tyyppinen tuuletin käynnistyi itsestään, kun virtalähteenä oli 5 V DC. Siinä tapauksessa huomasin, että tuulettimen käynnistäminen 12 voltin tasavirrasta noin viisi minuuttia löysäsi sen ja sen jälkeen se oli hieno 5 voltilla. Eri valmistajien tuulettimet voivat kuitenkin käyttäytyä eri tavalla, joten joudut ehkä käynnistämään tuulettimen manuaalisesti - sen pitäisi sitten olla kunnossa ja jatkaa käyttöä. Jos näin ei ole, sinulla on edelleen mahdollisuus kytkeä tuuletin säätimen tuloon, kunhan tämä jännite on 9v - 12v ja voit hyväksyä kohinan lisääntymisen.

Katkaise tuulettimen liitin ja jätä tarpeeksi johtoja päästäksesi säätimeen. Voit leikata keltaisen langan kauemmas, koska sitä ei käytetä tämän tyyppisissä sovelluksissa. Käytä pientä suojuspalaa kuvan mukaisesti eristämään se ja pitämään se poissa tieltä. Vie tuulettimen johdot säätimen ja juotteen alle sen ulostulotyynyille (punainen positiiviseen, musta negatiiviseen).

Vaihe 10: Jäähdytyselementtien lisääminen

Internetissä on melko vähän tietoa siitä, mihin (ja milloin) lisätä jäähdytyselementit Vadelma Pisiin. Alla olevat vaiheet ovat henkilökohtaisia.

Sikäli kuin voin kerätä, Raspberry Pi -säätiön kautta neuvotaan, että sinun ei todellakaan tarvitse lisätä jäähdytyselementtejä mihinkään Pi -malliin, ellet ylikellota niitä. Olen kuitenkin huomannut, että Pi 3 tulee melko kuumaksi, kun se yrittää toistaa H265-videoita, ja jos sitä ei jäähdytetä, se voi kuristaa takaisin itsesuojelussa.

Näissä olosuhteissa Broadcom SoC (suuri siru Pi: n yläpinnalla) saa kuumin, joten se kannattaa jäähtyä. Noudattamalla joitain neuvoja, joiden lähdettä en löydä tällä hetkellä, lämmitin myös alapuolella olevan RAM -sirun. En vaivaudu pienemmän LAN -sirun kanssa, koska se ei näytä kuumenevan.

Liiketoiminnan kannalta - irrota peitelevy jäähdytyselementistä ja aseta se varovasti SoC -sirun päälle. Lisää kuumalla liimapistoolilla varovasti pari liimaa jäähdytyselementin kummallekin puolelle kuvan osoittamalla tavalla. Käytän paljon minun Pis niiden sivuilla, joten jonkin ajan kuluttua jäähdytyselementit liukua pois - liima auttaa estämään tämän. Toistaiseksi liima ei ole pehmennyt tarpeeksi, jotta se menettäisi eheytensä (se sulaa noin 120 ° C: ssa, joten sen ei pitäisi!)

Menettely jäähdytyselementin asentamiseksi RAM -sirulle on sama, paitsi että sinun on leikattava pois osa kotelon alapuolella olevasta grillistä, jotta tilaa on riittävästi. Huomaa, että se ei mene kotelon rajan yli.

Vaihe 11: Vaihetta 11 ei ole

… Ja siinä se.

Toivon, että tämä ohje on hyödyllinen ja/tai informatiivinen.

Jos huomaat virheitä tms., Ilmoita siitä minulle, ja muokkaan niitä mielelläni.