車内のRaspberry Piのシャットダウンコントローラー

前の質問に続いて、Raspberry Piのシャットダウンコントローラーを作成しようとしています。Raspberry Piはバッテリーから電源を供給する必要がありますが、イグニッションがオフになったことをPiが検出した後に電源を切る必要があります。

PiはACCラインから3.3Vフィードを受け取ります（ACCラインから7805を介して5Vを受け取る他のコンポーネントがあるため、より良い提案がない限り、分圧器を使用して3.3Vにステップダウンします-I 'また、5V CMOS I / Oを使用するuPD6708を駆動するため、別の2ラインで5Vから3.3Vに降圧する必要があります）。

RPiで実行されているソフトウェアは、おそらくRPiがシャットダウンするとGPIOピンがすべてローになると、GPIOピンの1つをハイに設定します。そのため、イグニッションがオンであるか、GPIOピンがハイである限り、Q1はリレーをオンにしてRPiの電源をオンに維持する必要があります。

1000uFのキャップとある種のトランス/インダクタを備えた3つのヒューズキットを持っているので、12Vバッテリーと12Vアクセサリラインのそれぞれでそれらの1つを使用することもできます。

このシャットダウンコントローラーは、スタンバイで50uAのみを消費すると主張しています-開始するCMOS 4071 ORゲートを使用した場合、読んだものから、トランジスタを飽和させるためにORゲートからより多くの電流が必要になります-そうですか？

このサブ回路の要件に加えて、3.3Vから5Vおよび5Vから3.3Vの5ラインをレベルシフトする必要があることに留意して、OR1、Q1、RLY1および/または変更はありますか？

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

@Connor Wolfの提案に従う私の試みは次のとおりです。

• R1とC3は、RPiが適切にシャットダウンできるように選択する必要があります
• C1を追加したのは、イグニッションがオフになってからリレーが切り替わるまでに少し時間がかかることをイメージしているからです。 555、リレーに加えて、コンデンサ

^{この回路をシミュレートする}

@Nickは、もっと簡単かもしれないと示唆しています-このように？市販の12V-5V 1A USB電源（またはそれらのペア）を使用できるように、ダイオードを削除しようとしました。555データシートには、3.3V（最大ソース100mA？このページには200mA と出力されます）が出力されることが記載されています 。RPiはACCラインを3.3Vで読み取り、シャットダウンするタイミングを決定します。

^{この回路をシミュレートする}

ワンショットタイマー回路を使用しても機能しますが、より簡単なソリューションを使用できると思います。この回路を見てください。

明確にするために、「VBAT」はバッテリーが接続されている限り常にオンになっている12Vソースです。ただし、「ACC」は、イグニッションがオンの場合、またはキーが「アクセサリー」に設定されている場合にのみオンになる12Vソースです。RPiへの電力を制御するためだけに5Vリレーを使用するのではなく、図のように標準の12V自動リレーを使用してください。この方法では、すべてがバッテリーから切断されるため、無駄な電力はありません（電源がオンのときのコイル電流を除く）。

コイルの片側は常に12Vに接続されています。反対側は、NチャネルFET（Q1）を介してグランド（シャーシ）に接続されています。図ではMOSFETが使用されていますが、コイル電流をシンクできる任意のFETを使用できます。「ACC」の電源がオンになると、Q1がオンになり、コイルがアースに接続され、スイッチが作動します。これにより、使用する予定の5Vレギュレーション回路（ヒートシンク、スイッチングDC-DCコンバーター、前述のUSB電源などを備えたシンプルな7805レギュレーター）に電力が供給されます。

ダイオードD2は、コンデンサがQ1にのみ放電でき、通常またはShottkyにできるようにするためにあります。バッテリからの過電圧および電流保護には、おそらく他の方法を使用する必要があります。

「ACC」電圧を分圧器に通して、RPi用の3.3V信号を作成できます。この電圧レベルには注意してください。12Vの自動バッテリーは実際には14V DCに近いことを考慮してください。この信号がHIである限り、RPiは電源がオンであることを認識しています。明らかに、このGPIOピンは、内部プルアップを無効にして入力として設定する必要があります。「ACC」をオフにすると、RPiはピンのLO信号を確認してシャットダウンを開始します。

「ACC」電圧がオフになると、コンデンサC1は非常に長い間電荷を保持し、抵抗R1を介して放電します。コンデンサの電圧がQ1のゲートしきい値を下回ると、スイッチがオフになり、リレーコイルがグランドから切断され、周辺回路から電力が除去されます。「ロジックレベルMOSFET」がQ1に使用される場合、C1電圧がかなり低くなるまでオンのままになります。NTD4960（データシート）を使用してこの回路をテストしましたが、C1が約2Vになるまで約15秒間オンのままでした。時間を増やすには、容量値を増やします。

正直なところ、あなたはこれをよく考え過ぎていると思います。

個人的には、車がオフになったことをきっかけに、1〜2分のワンショットを使用します。

車の電源を切ると、ワンショットが発生し、リレーがタイムアウトするまで閉じたままにします。あなたがする必要があるのは、ラズベリーパイが車がオフになってから1、2分以内にシャットダウンすることを確認することです。これは、車のスイッチ電源からの入力を監視することで簡単にできるはずです。

このようなシステムの最大の利点は、ソフトウェアがクラッシュした場合（そうでない場合ではなく）、とにかくシャットダウンするため、バッテリー切れに巻き込まれないことです。ワンショットは非常にシンプルでなければなりません。555または小さなマイクロプロセッサ（Olinが提案するような）を使用できます。
もう1つの良い点は、設計を適切に行うと、システムがカーバッテリーから自動的に切断され、静止電流が絶対に0になることを保証できることです。

固定遅延方式には、RPiが実際にシャットダウンするのに必要な時間を知らないという問題があります。Piにシャットダウンを通知するボタンを押して、必要な時間をかけて正常な正常なシャットダウンに必要な操作を実行し、GPIO信号をプッシュボタン回路に戻してシャットダウンすることをお勧めしますパワー。これにより、RPiはSDカードを安全にシャットダウンするなどの操作に必要な時間を確保できます。回路はあまり複雑にする必要はありません。簡単な回路を見ることができます

http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/raspberry-pi/on-off-power-controller

Webサイトでは、回路の動作について説明しています。

4本の単三充電式電池を使用してください。それらからPiに電力を供給し、車のバッテリーから充電します。

1 GPIOを使用して、イグニッションがオンかオフかをPiに伝えます。

準備ができたらシャットダウンします。