Raspberry Piの電力制限


回答:


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Piの所要電力

財団は、700mAから3.0Aの範囲のさまざまなモデルに対する推奨事項を持っています。

これらは非常に寛大で、すべてのモデルはまともな1A電源で動作します。Apple5W電源からWiFi /キーボード/マウス/ HDMIでPi3を実行できます。USBペリフェラルでは追加の電流が必要になる場合があり、推奨される電源によりこれらが考慮されます。

電源は5±0.25Vを供給すべきであり、多くの場合、電流定格を記載しています。これは、出力が定格電圧を下回ることなく安全に引き出せる最大電流です。(もちろん、Pi小売店で販売されているものを含め、非常に多くの電源が実際に公開された定格を満たしていません。多くのPSU(ダミー負荷)をテストしました。 Apple 5W iPad Power Adapterを除き、現在

多くのユーザーは、より高い定格の電源を使用することで「供給電力が過剰になる」ことを心配しています。Piは必要なだけの電流を消費しますが、ヒューズによって制限されるため、2.5A(Pi3)または2A(Pi2 / B +)を超える電流を使用することはできません。(以前のモデルのポリヒューズは小さかった-おそらく1.1A)。

新しいPi(3/2 / B +)には、4.63±0.07Vでトリガーする電圧モニターチップ(APX803)があります。Pi3B +はMxL7704チップを使用して電力を管理しますが、これには同じ公称トリガーポイントがあります。これは、赤色の電源LEDを制御します。

赤色の電源LED点灯していない場合、これは供給電圧が不十分であることを意味します。(新しいPiには電源回路が適切に設計されており、入力電圧が仕様を下回っていても機能し続ける可能性があります。これは周辺機器にも当てはまらない場合があります)。GUIには、電圧が不十分な場合に右上に表示される虹色のインジケータ(稲妻に置き換えられました)がありました。これには3秒のタイマーがあり、LEDが点灯しているように見えても表示される場合があります。

注: Pi3B + の赤い電源LEDは、ソフトウェアによって制御されるためSDカード/ USBキーに最新のファームウェアがある場合にのみ機能します。それ以外の場合は意味がありません。

安価なUSBサプライ品には注意が必要です。これらの多くは、電圧調整が非常に不十分です。

最新のスマートフォンの多くは、通常の最大USB 500mAよりも多くの電流を消費するように設計されています。電話メーカーは、非標準的な手段または新しいUSB充電器仕様を採用することで、より高い電流を許容しますが、電圧を3.6Vに下げることを可能にする、より高い電流の充電器を供給します。これらはスマートフォンの充電には問題ありませんが、Piのような電圧に敏感なデバイスには適していません。負荷の軽いPiでは正常に動作するように見える場合がありますが、多くの周辺機器が接続されている場合は動作しない場合があります。

問題がある場合(低電圧インジケータ、または信頼性の低い周辺機器)これは、より高い電流/アンペア(定格)が必要であることを意味しません。ご使用の電源が電流を供給できないことはほとんどありません。必要な電圧を維持しながら必要な電流を供給することはできません。

品質の悪いケーブルを使用してPiに接続すると、電源がどれほど優れていても、問題が発生します。μUSBケーブルの多く(大部分?)はデータを運ぶように設計されており、非常に細い配線をしています。これにより、ケーブルは薄く、軽く、安価になりますが、電力には不向きです。仕様を維持するには、0.25V @ 1Aのループ抵抗に対応する0.25V未満の電圧降下が必要です。スマートフォンを充電するために設計されたケーブルがおそらく最善の策であり、常に可能な限り短いケーブルを使用します。

残念ながら、保証された仕様の高品質ケーブルのソースはないようです(私は自分で作ることを余儀なくされました)。Micro USBプラグを少量調達することはできませんでしたが、eBayで多くの売り手を見つけましたMicro USB 5 Pin Male Plug T Port Socket。独自のストレインリリーフを提供する必要がありますが、23 / .011mmスピーカーケーブル(最大1.5mに適しています)と組み合わせることで、良好な接続が実現します。LEDストリップ用の5Vスイッチ電源ドライバーアダプターの1つと結合して、複数のPiに電力を供給します。

USBポートからどれだけの電流を引き込むことができますか?

Pi(3/2 / B +)USB電流は、電流制限電源スイッチ(AP2553?)(U13)を介して供給されますが、これは公開されている回路図には示されていません。

USB周辺機器の最大消費電流は、Pi(2 / B +)の最大USB電流が600 / 1200mAであることを示しています。Pi3の制限は1200mAです。以前のモデルは500mAを主張しています。

2 / B +のデフォルトは600mAで、で設定max_usb_current=1することで2倍にできます/boot/config.txt

BモデルのUSBハブはUSB仕様に準拠していないようで、電流を制限しません。個々のポートは、ネゴシエーションに関係なく、全体の最大制限と適切な電力供給に依存して、500 mAを超える電力を供給できます。

拡張ヘッダーの3.3Vピンはどのくらいの電流を供給できますか?

Pi 3.3Vレールは50mAを供給すると広く想定されていますが、これは最近のPiモデルについて公式に文書化されていません。オリジナルのPiにはオンボードのリニアレギュレータが搭載されていましたが、B +以降には、より多くの電力を供給できるスイッチモードレギュレータが搭載されています。レギュレータチップ(3.3Vと1.8Vの両方を供給する)の定格は1Aです。Pi3B +、Pi3A +、およびPi4で使用されるMxL7704 PMICの定格は1.5Aです。

メンバーによるテストでは、最大800mAを使用できることが示されています-適切な電源が必要です。

GPIO制限の最適な推定のためのGPIOの電気的仕様

5Vピンはどのくらいの電流を供給できますか?

これに対する簡単な答えはありません。大まかに計算できます。
ポリヒューズ定格(PI3で2.5A)と電源定格の最小値
Pi自体に必要な電流(Pi3で最大750mA、これは頻繁に使用すると増加します)、
USB周辺機器の電流、
カメラモジュール(最大250mA装着)、
HDMIポート(〜50mA)が
少なく、ディスプレイ(装着の場合)が
少なく、外部デバイスに供給される3.3V電流が少ない(GPIOを含む)。

拡張ヘッダーからPiに電力を供給できますか?

拡張コネクタを介して給電する理由はたくさんあります。たとえば、バッテリー電源を使用したり、単一電源から複数のPiに給電したりします。適切なエンジニアリング手法を適用する場合、リスクはありません。実際、Foundation Hats Masterには、このような接続に関する推奨事項と最小要件があります。

「GPIO(sic)ヘッダーピン2,4およびGNDを介して5Vを供給することにより、Piに電力を供給することができます。許容される入力電圧範囲は5V±5%です。 1.3A circumstancesどのような状況でも、電源を3.3Vピンに接続しないでください。」

注:Hats Masterは新しいモデル用に更新されており、推奨される回路が含まれています。

を使用してPi Zeroいる場合、ゼロには保護回路がないため、パワーセーフティダイオードの使用はおそらく不要です。

技術的な詳細

のリリースにPi3B+続いて、以前のモデルに関するコメントを含む電源回路の説明がありました。J2ヘッダーのPENピン(RUNの隣)は、電源モジュールのグローバルイネーブルに接続されています。この値を低くすると、Pi電流が数mAに減少します。

Piの電源構成を理解することに興味がある人は、Raspberry Pi3 Schematicを参照してください。他のモデルの回路図が利用可能です。この種のことに慣れている人にとっても、これは少し怖いかもしれません。Raspberry Pi B +の説明はかなり読みやすく、 似ています。H5V供給HDMI出力。

簡単な言葉による説明:-

Power InμUSBコネクタからは、ポリヒューズと理想ダイオードを経由5Vして、拡張ヘッダーの5Vレールを提供し、以下を含むPiにすべての電力を供給します。

  • 提供するデュアル降圧コンバータ(PAM2306)3V31V8
  • (公称1.2V)5V_COREを生成するMOSFET とステップダウンコンバーター(RT8088A)を介してVDD_CORE。これは、元のPiのSOCによって実行されました。
  • 電圧モニターチップ(APX803)
  • H5VHDMI用の電源スイッチ(RT9741)

注B +およびPi2では、APX803電圧モニターチップと同様に、「PWR」LEDがGPIOピンに接続されていました。これにより、Piは低電圧を検出するか、LEDを制御します。

Pi3「PWR」LEDを制御するMOSFETはAPX803(オープンドレイン)に直接接続されているため、電圧が低い場合は常にオフになりますが、そうでない場合は、それを低くする(およびLEDをオフにする)ことができますプログラム。最新のRaspbian(カーネル4.9を使用)は/sys/class/leds/led1、Pi3のPWR LEDを制御するために使用できるアクセスを復元したようです。
最近のカーネルvcgencmd get_throttled、低電圧を示すビット0をサポートしています


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非常に軽度の不満:4項では、「より高い定格の供給には利点がありません」を選択しました。初心者のユーザーは、定格2.5Aの電源を長時間使用して2.5Aを実行することにより、やや警戒感のあるトーストを感じることがあります。「より高い定格の供給ではPiにメリットはありません」に修正する価値があるかもしれません。
-goobering

@gooberingあなたのポイントがわかりません。私は多くの(ほとんど?)の電源がそれらの公表仕様を満たしていない(と私はすでに、「仕様」についての私の皮肉を表現)することを同意するが、PIは間違いだろう、NOTかかわらず、供給、2.5A以上のものを提供します。たぶん、実際に 2.5Aを超える電力を供給する電源には何のメリットもないと言って欲しいのでしょうか?
ミリウェイズ

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利点は、Piではなく電源だけです-長期間にわたって最大定格で電源を稼働させると、早期故障と(通常)比較的高い温度を招きます。特に、高温は少し気になる場合があります。少しの余裕を残すために電源をオーバースペックにすると、疲労が軽減され、寿命が少し長くなります。
-goobering

@goobering 2.5Aの定格の電源は、ライブ定格の電源を供給できるはずです。
クリスチャン

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@クリスチャン:たぶん...しかし、私は彼らのスペックの中で「評価された人生」をリストすることはほとんどありません。また、この電源が定格電流より少ないものを供給するためだけに必要な場合、それはより長く続きます。熱は殺し、より多くの熱はより早く殺します。
シーマス

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Raspberry Pi Foundationの推奨事項は、常に5Vプラスまたはマイナス0.25Vでした。

実際には、Piは3.3Vを超えて6V未満まで動作します。個人的には、電圧を5.8V未満に制限します。

もちろん、Piに接続するものの電圧範囲はより制限されている場合があります。

5Vおよび3V3レールからの最大消費電流は、Piのバージョンと電力供給方法に依存します(microUSBを介して電力供給される場合は、Pi Zero以外にポリヒューズが取り付けられます)。

拡張ヘッダーを介して電力を供給する場合は、5Vと接地ピンを使用します。


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この答えは、彼が何をするのか分からない人にとってはかなり広範で危険です。はい、より高い電圧が必要な場合があります。しかし、Piを運転しないでください!高すぎると破損します!通常、安価なUSBケーブルでの電圧降下を克服してPiに電力を供給するには、より高い電圧が必要です。低電圧はPi自体に損傷を与えることはありませんが、高負荷でドロップアウトや再起動を引き起こし、ファイルシステムに損傷を与える可能性があります。
-kwasmich

GPIOピンを介した電源供給が最も信頼性が高いことは間違いありませんが、ヒューズなどのセキュリティ対策をバイパスする場合は、さらに注意する必要があります。
-kwasmich
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