Raspberry Pi Power & Cooling Mods: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:26

Ashtë pak e turpshme të pranosh që ke dhjetë Raspberry Pis që bëjnë punë të ndryshme në shtëpi, por kjo tha, unë sapo bleva një tjetër kështu që mendova se do të ishte një ide e mirë të dokumentoja dhe të ndaja modifikimet e mia standarde Pi si një Instructable.

Unë i shtoj këto modalitete në shumicën e Pisit tim - ato lejojnë që çdo model i Raspberry Pi të mundësohet nga një furnizim me energji rezervë i cili përndryshe do të mbërthehej në një sirtar - të qenit në gjendje të përdorni një furnizim me energji të padëshiruar përndryshe do t'ju kursejë disa qindarka dhe ky aranzhim mund të sigurojë gjithashtu një burim të dobishëm energjie për pajisjet e tjera siç janë stafetat. Modaliteti i ftohjes e bën përdorimin e lidhësve të ekranit dhe kamerës më të vështirë, por mund të ndalojë rënien e Pi kur mbingarkohet ose ndërmerr punë intensive të procesorit. Qasja në lidhësin GPIO normalisht nuk pengohet, por ju duhet ta vendosni ventilatorin me kujdes…

Unë e kam ndarë Instructable në dy pjesë për të lehtësuar lexueshmërinë - Pjesa 1 mbulon modifikimin e furnizimit me energji elektrike, Pjesa 2 shtimin e një ventilatori ftohës dhe ngrohje. Risia e mundshme e pjesës 2 është përdorimi i një tifozi 12v dc i mundësuar nga dalja 5v dc e rregullatorit të tensionit. Përdorimi i një tifozi 12v në këtë mënyrë është të sigurojë një sasi të vogël të ftohjes me zhurmë të zvogëluar, një veçori që nevojitet kur RasPi përdoret (si një qendër mediatike OSMC) në dhomën tonë të jetesës, pasi partneri im mund të dëgjojë një rënie të kunjit nga pusi, praktikisht çdo distancë që ju intereson të përmendni….

Ju lutemi vini re se jam përpjekur të paraqes detajet për të mbuluar sa më shumë lexuesin që të mundem, por disa aftësi themelore elektronike janë të nevojshme, të tilla si bashkimi, përdorimi i një multimetri etj. Unë kërkoj falje, nëse në vijim lexohet shumë thjesht ose supozohet shumë - çdo dhe të gjitha komentet konstruktive janë sigurisht shumë të mirëpritura!

Hapi 1: Pjesa 1 Modalitetet e Furnizimit me Energji: Mjete dhe Pjesë

Pjesët:

• (Një Raspberry Pi dhe kasa) - një kuti transparente i bën këto modalitete më të lehta, por një rast i errët nuk është një ndalues i shfaqjes.
• Një sirtar junk furnizimi me energji elektrike në DC, fuqia minimale e daljes 18W, 9v DC deri në 30v DC.*
• LM2596 DC-DC Switching Adjustable Step Down Voltage Regulator Buck Converter (e disponueshme në eBay nga shumë shitës të ndryshëm)
• Furnizuesi me energji elektrike Foleja Jack Foleja e panelit për femra Konektor 5.5 x 2.1mm ose çfarëdo që ju nevojitet për të përshtatur furnizimin me energji më lart. Kjo është sidoqoftë më e zakonshme. (eBay, shitës të shumtë)
• Një sakrifikues mikro USB tip B (kuti junk) OSE
• Lidhës mikro USB i shkrirjes 1-çëshe për mikro USB të tipit B 5-pin (eBay, shitës të shumtë)
• Dy gjatësi prej 150 mm tela të pajisjeve me shumë fije (p.sh.) tela altoparlantësh bakri.
• Dy dalje të izoluara (gjatësia e shkurtër e kutisë së biros bën dalje të shkëlqyera nëse nuk keni asnjë në kutinë tuaj të hedhurinave)
• Dy vida me diametër 2.8 mm (kuti junk) - këto duhet të jenë vetëm për aq kohë sa nevojitet që fija të kalojë nëpër kasë - kam përdorur vida të gjata 12 mm.
• Ngrirja e nxehtësisë e ID 2.5 mm & tkurrja e nxehtësisë e ID 1/4 "për t'iu përshtatur (shih hapin 5) (eBay, shitës të shumtë).

Mjetet:

• Hekur për saldim dhe saldim me shumë bërthama.
• Multimetër i aftë për të matur rezistencën dhe tensionin DC.
• Armë ngrohëse (për tkurrjen e nxehtësisë)
• Armë me zam të nxehtë (nuk nevojitet nëse përdorni një plumb USB sakrifikues)
• Stilolaps shënues i mirë
• Stërvitje dhe stërvitje HSS 1.5 mm dhe 2.5 mm.
• Prerës dhe zhveshës i telave.

*Shënime në lidhje me zgjedhjen e furnizimit me energji:

Parametrat e rëndësishëm janë tensioni dhe fuqia e daljes. Ju duhet t'i siguroni rregullatorit LM2596 afërsisht tre volt më shumë në hyrjen e tij sesa keni nevojë në dalje, kështu që për daljen 5v të nevojshme nga Pi, keni nevojë për rreth 8v në hyrje. Unë do të rekomandoja pak më shumë për të qenë të sigurt, kështu që minimumi 9v më lart. Tensioni maksimal që mund të përdorni është rreth 35v për disa modele të këtij rregullatori, më i lartë për të tjerët. Unë do t'i përmbahesha maksimumit 30V.

Furnizimi me energji gjithashtu duhet të jetë në gjendje të sigurojë rrymë të mjaftueshme për Pi (shiko këtu për kërkesat aktuale për modele të ndryshme të Pi). Lidhja thotë se keni nevojë për një furnizim me energji të aftë për të dhënë një minimum prej 2.5A për një Pi 3. Megjithatë, LM2596 është një rregullator komutues, kështu që keni nevojë për më pak rrymë se kjo për sa kohë që voltazhi që ofroni është proporcionalisht më i lartë.

Për të përcaktuar atë që ju nevojitet, llogaritni fuqinë e tërhequr nga Pi dhe merrni parasysh humbjet e konvertimit në rregullator (p.sh.) një Pi 3 ka nevojë për 5v @ 2.5A, kështu që kërkesa e tij për fuqi është 5 x 2.5 = 12.5W. Shumëzojeni këtë me 1.1 për të marrë parasysh humbjet në rregullator dhe merrni 12.5 x 1.1 = 13.75W. Duke arritur në atë shifër, nuk është kurrë një ide e mirë të theksoni një furnizim me energji duke e përdorur atë në aftësinë 100%, kështu që unë do të shtoja të paktën një diferencë prej 30% për të siguruar që nuk do të nxehet shumë dhe nuk skadon para kohe.

Për t'i bërë gjërat më të lehta për të gjithë, këtu janë kërkesat minimale aktuale të furnizimit me energji elektrike për tensione të ndryshme bazuar në llogaritjet e mësipërme:

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

(Ky i fundit përfshihet për plotësinë)

Hapi 2: Shënimi i rastit

Vendoseni rregullatorin siç tregohet. Fletët hyrëse duhet të jenë në të njëjtën anë të kutisë si lidhësi i fuqisë Pi.

Nëse po montoni gjithashtu një tifoz, vendoseni atë siç tregohet. Vini re se në rastin më të mirë do të jeni në gjendje të përdorni vetëm tre nga katër vrimat e vidave të ventilatorit pasi daljet e rastit janë shpesh në rrugën e duhur. Gjithashtu vini re se ky modul i ventilatorit është i papërshtatshëm nëse keni nevojë të përdorni lidhëset e kamerës ose ekranit (përveç nëse përdorni një kurs të ri të instalimeve elektrike).

Sigurohuni që vrima e montimit të rregullatorit më afër skajit të kutisë është e pozicionuar mbi hendekun midis dy pirgave të prizës USB të Pi (kështu që vida e montimit të mos dëmtojë - shihni hapin 4 për një fotografi të rregullatorit të montuar, ku mund të shihni se ku vida është i pozicionuar).

Përdorni një shënues të mirë të përhershëm për të shënuar pozicionin e dy vrimave të montimit të rregullatorit në kasë dhe, nëse dëshironi, vrimat e montimit të ventilatorit dhe një vrimë për rrjedhën e ajrit të ventilatorit.

Hapi 3: Stërviteni Rastin

Merrni pjesën e sipërme të kutisë dhe kthejeni atë përmbys mbi një copë druri për mbështetje.

Përdorni një stërvitje të mirë (1.5 mm) për të shpuar një vrimë pilot aty ku është shënuar në hapin e fundit.

Përdorni një stërvitje 2.5 mm për të zgjeruar njërën nga vrimat dhe kontrolloni që vida e zgjedhur e vetë-përgjimit mund të vidhoset pa shumë përpjekje. Zgjeroni madhësinë e vrimës nëse është e nevojshme.

Pasi të jeni të kënaqur me madhësinë e vrimës, shponi tjetrën që i përshtatet.

Hapi 4: Montoni Rregullatorin

Montoni rregullatorin duke përdorur fiksimet dhe vidhat e vetë-përgjimit siç tregohet në fotografi. Vini re pozicionin e vidës midis dy pirgjeve të lidhësve USB.

Hapi 5: Instalimet elektrike

Ngjitni tela të pajisjes në prizën e furnizimit me energji elektrike DC dhe izoloni me mëngën e zvogëlimit të nxehtësisë siç tregohet. Duke supozuar se keni një furnizim standard me energji elektrike ku tensioni pozitiv është në lidhësin e brendshëm, lidhni tela të kuq në etiketë të shkurtër dhe tela të zezë në etiketë të gjatë (kjo supozon se etiketa e gjatë është e lidhur me pjesën e jashtme të prizës - përdorni një multimetër për të kontrolluar). Nëse polariteti është i kundërt, ngjitni telat kuq e zi në etiketat e kundërta.

Shtyjeni skajin tjetër të telave nën tabelën e rregullatorit dhe ngjiteni në tamponët e hyrjes së rregullatorit siç tregohet (përsëri, e kuqe në +ve, e zezë në -ve).

Nëse keni një prizë sakrifikuese të mikro USB, priteni atë në mënyrë që të keni rreth 180 mm kabllo të lidhur me skajin e mikro USB. Duke përdorur një copë teli të hollë dhe multimetrin tuaj në modalitetin e rezistencës, identifikoni se cili tel është i lidhur me kontaktet pozitive dhe negative të lidhësit mikro USB (shih më lart për një diagram). E kuqja dhe e zeza janë ngjyrat e zakonshme të përdorura në lidhëset USB për lidhjet +ve dhe -ve (ndonjëherë të shënuara përkatësisht 'Vcc' dhe 'Gnd'). Pritini telat e tjerë (zakonisht të bardhë dhe jeshil) të shkurtër. Rrëshqisni një copë mëngë të zvogëlimit të nxehtësisë mbi ta dhe mbështjellësin e jashtëm dhe tkurreni në vend.

Shtyjeni fundin e prerë nën rregullatorin, hiqini dhe kallaji telat kuq e zi dhe ngjitini ato përkatësisht në jastëkët e daljes së +ve & -ve të rregullatorit.

Nëse jeni të guximshëm (si wot I woz), krijoni lidhjen tuaj USB duke përdorur një lidhës të zhveshur. Ngjitini telat në jastëkët e lidhësit USB siç tregohet, mbuloni nyjet me një shtresë të hollë zam të nxehtë dhe kur të vendosen, kaloni mëngën 1/4 të zvogëlimit të nxehtësisë siç tregohet.

Tkurrni mëngën me armën e nxehtësisë dhe zamja do të veprojë si një lehtësim i tendosjes (me shpresë!).

Si më sipër, rrëshqitni skajet e tjera të telit nën rregullatorin dhe ngjiteni në jastëkët e daljes.

Alwaysshtë gjithmonë një ide e mirë të kontrolloni dyfish polaritetin e lidhjeve tuaja - përdorni multimetrin dhe disa tela të hollë për të verifikuar që kunjat USB janë lidhur siç duhet me rregullatorin.

Hapi 6: Vendosja e Tensionit

Para se të lidhni daljen e rregullatorit në Pi, tensioni i daljes ka nevojë të vendoset.

Lidhni furnizimin me energji elektrike në prizën e hyrjes së rregulluesit dc dhe ndizeni atë. Ka një LED blu në rregullator i cili duhet të ndizet menjëherë. Nëse jo dhe/ose ka një erë tymi, shkëputeni dhe (nëse jeni unë) ulni kokën nga turpi. Ju mund të largoheni me të, por nëse ka pasur tym, kjo nuk ngjall mirë. Kontrolloni me kujdes instalimet elektrike, korrigjoni dhe provoni përsëri. Shpresojmë që LED të jetë ndezur edhe pse…

Duke përdorur një kaçavidë të vogël, rregulloni potenciometrin në rregullator (kutia blu me një vidë prej bronzi në krye) derisa multimetri të lexojë një ritëm nën 5.1v. Në drejtim të kundërt të orës zvogëlon tensionin dhe shpesh merr më shumë kthesa nga sa prisni që tensioni të ndryshojë - mos e humbni shpresën nëse duhen disa kthesa për të parë një efekt.

Fikni furnizimin me energji dhe lidhni daljen e rregullatorit me Pi. Ju jeni gati për veprim!

Hapi 7: Pjesa 2 - Shtimi i një ventilatori ftohës dhe lavamanëve - mjete dhe pjesë

Pjesët:

• Tifoz mbajtës me mëngë 12v DC 0.12A 50mm x 50mm x 10mm (eBay, shitës të shumtë)
• 3 vida 15mm 2.8mm OD vetë-përgjimi (kuti junk)
• Mbytës të nxehtësisë bakri të ngurtë 2-copë për Raspberry Pi (eBay, shitës të shumtë)

Mjetet:

• Sharrë furre ose mjet elektrik i tipit Dremel me një prestar të tipit burr
• Stërvitje dhe stërvitje 1.5 mm dhe 2.5 mm
• Saldim dhe saldim
• Prerës telat dhe zhveshës.
• Armë me zam të nxehtë (për të mbajtur lavamanët në vend)

Hapi 8: Prerja e vrimave për tifozin

Duke përdorur shenjat në kutinë e bërë në hapin 2, shponi tre vrimat e montimit në të njëjtën mënyrë si për rregullatorin (dmth) vrimat pilot të stërvitjes me stërvitjen 1.5 mm dhe zgjeroni njërën nga vrimat me stërvitjen 2.5 mm. Provoni përshtatjen e vidhave të vetë-përgjimit dhe nëse gjithçka është mirë, hapni dy vrimat e tjera. Përndryshe, zgjeroni vrimat sipas nevojës.

Duke përdorur sharrën e furrës ose alternativën Dremel, hiqni vrimën plastike për të lejuar rrjedhjen e ajrit të ventilatorit. Pastroni skajet me një skedar nëse është e nevojshme (nëse përvoja ime është diçka për të shkuar, përdorimi i një mjeti elektrik krijon në mënyrë të pashmangshme plastikë të shkrirë e cila është një dhimbje për t'u pastruar - prandaj preferenca ime për një sharrë të furrës).

Ofroni tifozin në vrimat e montimit dhe vidhosni me kujdes vidhosësit vetë. Tifozi duhet të jetë i montuar me anën e etiketës poshtë, kështu që rrjedha e ajrit drejtohet në Pi. Unë gjithashtu do ta orientoja atë në mënyrë që instalimet elektrike të mos jenë menjëherë ngjitur me rregullatorin, kështu që ju keni disa tela të ngadaltë për të luajtur.

Rrotulloni ventilatorin me dorë për të kontrolluar se nuk ka asgjë tërheqëse.

Hapi 9: Instalimi i tifozit

Përvoja ime është se të gjithë, përveç një tifoz të llojit në listën e pjesëve, filluan vetë kur mundësoheshin nga 5v dc. Në atë rast zbulova se përdorimi i ventilatorit nga 12v dc për rreth pesë minuta e liroi atë dhe më pas ishte mirë në 5v. Sidoqoftë, tifozët e prodhuesve të ndryshëm mund të sillen ndryshe, kështu që mund t'ju duhet të filloni manualisht që tifozi të shkojë - atëherë duhet të jetë në rregull dhe të vazhdojë të funksionojë. Nëse nuk është kështu, ju ende keni mundësinë e lidhjes së ventilatorit në hyrjen e rregullatorit për sa kohë që ky tension është 9v në 12v dhe ju mund të pranoni rritjen e zhurmës.

Pritini lidhësin e ventilatorit duke lënë tela të mjaftueshëm për të arritur te rregullatori. Ju mund ta shkurtoni tela të verdhë më tej pasi nuk përdoret në këtë lloj aplikimi. Përdorni një copë të vogël mëngësh siç tregohet për ta izoluar atë dhe për ta mbajtur larg nga rruga. Kaloni telat e ventilatorit nën rregullatorin dhe ngjiteni në tamponët e tij të daljes (e kuqe në pozitive, e zezë në negative).

Hapi 10: Shtimi i Heatsinks

Ka mjaft informacion në internet se ku (dhe kur) të shtoni ngrohje në Raspberry Pis. Hapat e mëposhtëm janë veprimet e mia personale.

Me aq sa mund të mblidhem, këshilla përmes Fondacionit Raspberry Pi është se nuk keni nevojë të shtoni ngrohje në çdo model Pi nëse nuk i mbingarkoni ato. Sidoqoftë, kam zbuluar se Pi 3 nxehet shumë kur përpiqet të luajë video H265 dhe nëse nuk ftohet mund të mbys mbrapsht në një veprim të vetë-ruajtjes.

Në këto rrethana, Broadcom SoC (çipi i madh në sipërfaqen e sipërme të Pi) bëhet më i nxehti, kështu që ia vlen të nxehesh. Duke ndjekur disa këshilla për të cilat nuk mund ta gjej burimin për momentin, gjithashtu ngroh çipin RAM në pjesën e poshtme. Unë nuk shqetësohem me çipin më të vogël LAN pasi nuk duket të nxehet aq shumë.

Pra, për biznesin - hiqni shiritin e kapakut nga ngrohësi dhe vendoseni me kujdes në majë të çipit SoC. Duke përdorur armën e zamit të nxehtë, shtoni me kujdes disa copa zam në secilën anë të ngrohësit, siç tregohet. Unë përdor shumë Pisin tim në anët e tyre, kështu që pas ca kohësh ngrohësit rrëshqasin - zam ndihmon në parandalimin e kësaj. Deri më sot zam nuk është zbutur aq sa duhet në përdorim për të humbur integritetin (shkrihet në rreth 120 ° C, kështu që nuk duhet!)

Procedura për montimin e një ngrohje në çipin RAM është e njëjtë, përveç se do t'ju duhet të hiqni pak nga skarë në pjesën e poshtme të kutisë për të lejuar hapësirë të mjaftueshme. Vini re se nuk do të kalojë kufirin e çështjes.

Hapi 11: Nuk ka Hapi 11

… Dhe kaq.

Shpresoj që ky Instructable të jetë i dobishëm dhe/ose informues.

Nëse vëreni ndonjë gabim etj. Ju lutem më tregoni dhe unë me kënaqësi do të redaktoj në përputhje me rrethanat.