Raspberry Pi: vystříhání se podpětí je celkem náročné

[Pit]

Al blok chladic mam,problem teploty nejsou , deje se to jiz od startu

[Reklama]

[Michal Šiman]

Zhruba 300 kusů, ano opravdu zhruba 300kusu, raspberry typu 3cokoliv máme po baráku s originál napajeci rpi. Něco s neotiginal ale 5.1V/2.5A - periferie obvykle čtečka čárových kódů a v gpio buzzer a nebo v USB HID / Burton převodníky a všechno ok. Problémy s napájením nemame. Používáme originál raspbian žádné úpravy a k tomu scripty v Pythonu případně chronium. Zobrazujeme HTML přehrávané videa ukazujeme obrázky. Všechno ok.kdyby jste s tím nedělali kraviny tak vám to taky bude fungovat jak má ;-) rpi prostě funguje skvele. Ale nemůžete po něm chtít něco na co není stavěný. To je vše. PS: 4ku jsem ještě moc nezkoušel, nemá pro nás zatím cenu. Ale první testy ukázali že až to bude nutné bude fungovat u nás stejně dobře ... PS: jediná použitelná karta je SanDisk 16GB, všechny ostatní = problémy.

[Petr M]

Takže, pro elektro teoretiky:
1) NAPĚTÍ je ekvivalent tlaku. PROUD je ekvivalent průtoku. VÝKON je napětí * proud, ODPOR je napětí / proud.
2) Neudržíš tlak, pokud je v potrubí velký průtok a vázne zásobování (= poddimenzovaná nabíječka).
3) Pokud je tlak moc velký, zvětší se průtok.
4) Když se ještě víc zvýší tlak, něco rupne.

A dál už zkušenosti z praxe:
5) Málo kdo umí správně dimenzovat pojistku. Mám zkušenost, že si konstruktér řekne "No tak je tam 24V, bere to 100W, 100/24, tam bude 4A". Jenomže právě tohle je blbě. Kde je impedance smyčky, charakteristika pojistky a ztráty na ní? (pojistka je vložený topení, co při překročení danýho výkonu po danou dobu shoří - z  ztráty rostou s kvadrátem proudu).
6) Málo kdo správně počítá vedení, většinou dají by voko třeba 8A/mm^2, jenomže takhle to na malým napětí ani s pojistkou moc nefunguje (protože dimenzování vedení je dáno zdrojem, spotřebičem a jištěním, ne tekoucím proudem).
7) Pojistka na desce typu RPi je naprosto k ničemu, jenom přidává problémy. Platí to i o polyfuse, dokonce o hodně víc (větší odpor, ale o to delší reakční doba).
Konektory jsou svině. Posledně, když jsem dělal záložní zdroj s LiFePO4, tak blbá svorkovnice na desce, podle výrobce na 20A, při 15A reálně protopila 0.7W!!! Však se za to při pohledu infrakamerou červenala hanbou. Musel jsem zdvojit kontakty. Mikro USB je konstruováno na USB2, tzn. max. 0.5A při 5V (mimo výrobu v PRC tam bývá i nějaká rezerva). Pitomci, co konstruují RPi, mají tendenci přes to tahat 2.5A. Tak si to porovnej, co to asi udělá...

Btw, nevím z hlavy, kolik je tam paralelně napájecích kontaktů, ale jeden pin zlacenýho hřebínku rozteče 2.54mm v pohodě dá 2.5A. A s tím se už dá něco dělat (v porovnání s mikroUSB je to rozhodně výhra), i když ani to v reálu není moc velká hitparáda... :/

[mikesznovu]

Můžeš zkusit zdvojit přívody na GPIO , 5v je hned vedle. A země tam je všeljak porůznu

https://pinout.xyz/#

[radioing]

Vybodněte se na napájecí uUSB konektor a připojte se přes GPIO header. Dělám to tak od počátku a nikdy s tím nebyl žádný problém. Dost často používám jednořadé zlacené dutinky 7x1, kterými přivedu 2 x 5 V, 2 x GND a ještě vytáhnu sériák TxD a RxD (vše sudé piny 2 až 14).
Ta PTC pojistka mezi uUSB a interními 5 V je nesmysl, který už museli vykopnout ve čtvrté verzi. Pojistka má za studena (23 deg.) worst case odpor až 0,1 ohmu. Při jednom ampéru už ale studená určitě nebude, její R roste, a může na ní být úbytek několik desetin voltu.
Dobře, pojistka může vratně chránit proti přepólování na uUSB, protože je za ní zapojena unidir TVS dioda SMBJ5.0A, takže se za pár vteřin pojistka tripne a tím RPi odpojí dřív, než umře na teplo SMBJčko - ale ještě jsem neviděl přepólovaný uUSB kabel. Proti přepólování na GPIO headru chrání už jen to SMBJčko, které se bohužel při dostatečně dimenzovaném zdroji (>2..3 A) a opožděné reakci uživatele protaví a musíte ji vyměnit (nebo vyhodit).
Proti přepětí ze zdroje to už vůbec nechrání, protože jenom break down napětí toho SMBJčka při 10 mA je až 7 voltů, a to už může být pro některé věci na USB portech konec. Myslím, že i ten EXAR, co na RPi dělá z 5 V 3V3 atd. má maximum rating 6 V, takže se může poroučet taky. Tohle řeším tak, že používám zdroje s vlastní ochranou proti přepětí (některé SMPS od Meanwellu to třeba mají), nebo používám externí crowbar s TL431, a ať se zdroj stará.

[Reklama]

[radioing]

Jo, ještě jedna věc. Pokud vám RPi indikuje podpětí, potom to znamená, že na 5V napájecí větvi vám alespoň krátkodobě padá napětí pod 4,57 V (+0,08/-0,05 V) v případě toho Exaru (RPi 3B). Exar umí jet už od cca 4 V, takže existuje hw patch (drátová propojka), která i při napětí pod 4,57 V zamezí indikaci undervoltage při napájení z uUSB, a tedy i následnému throttlingu CPU. Nicméně než lepit propojku na PCB RPicka a dělat ho ještě více nestabilním, tak je lepší to opravdu napájet přes GPIO header pořádným zdrojem.

[Pavouk106]

Ve finále ani nepotřebuješ adaptér, kterej je schopnej dodat hodně ampérů. Já provozoval RPi3 z iPhone nabíječky (originál), která má na sobě 5V/1A. RPi si nebralo víc než 700mA.

Ale blesku jsem se zbavil až kabelem za 300Kč. Je asi 1,5-1,7 metru dlouhej, nějakej opletenej Sony. Na tu dýlku paradoxně ztrácí minimum (oproti jiným i mnohem kratším kabelům) a je tlustej jako prase. Taky dodnes tak nějak drží tvar po vyndání z krabice... Takže se nebojim, že by v něm nebylo dost mědi.

Nicméně máš pravdu, napětí se bude ztrácet na konektorech. Protio je lepší sehnat zdroj, kterej dává víc napětí, cca 5.1-5.15V. Když pak vezmeš v úvahu ztráty, tak bys měl být ok. I kdyby nebyly ztráty žádný, RPi si s 5.15V poradí bez problémů.

Bohužel na takovej zdroj přijddeš až doma, kde ho můžeš proměřit. Paradoxně se mi na tohle ověřily zdroje za 130Kč z Lidlu, který dávají 4,9V bez jakýkoliv zátěže, ale jakmile jim osolíš (něco připojíš), vyletí na víc než 5,1V. Taky dovedou držet výkon, nejsou to levný šmejdy. Teda levný jsou, ale ne šmejdy

[PanVP]

Vysvětlení pro pomalejší

Příklad:
Vezmu zdoj 200W a budu z něj napájet počítač - pojede (většina domácích PC bez externí grafiky má spotřebu ~100W).
Vezmu stejnou sestavu, zapojím do ní grafiku, která si sama řekně o 300W a ejhle, mám problém!

Co z toho plyne?
Pokud k malině připojíte srágory (klávesnice, myši, USB disky, cokoliv), musíte navýšit ampéry zdroje.
Ta pojistka je oproti elektrickým žroutům naprosto směšná.

Co se stane, když pro malinu použiju 2A zdroj místo 3A?
Každý zdroj je nějak tvrdý, když z mizerného zdroje ždímu víc, než umí dodat, začne padat napětí.
Hezky to vysvětlil Petr M. Žádný zdroj není absolutně tvrdý, ale může se tak jevit.
Když vezmu zdroj nabízející 5V / 10A a budu z něj sát jen 3A, tak se napětí 3A..3.1A...2.9A...3A nebude vůbec měnit a zdroj bude vypadat tvrdý jako skála.

Co se stane, když použiju zdroj 3A a k malině nabuším další příslušenství?
Může se stát, že zdroj nebude schopný dávat dost proudu a začne klesat napětí.
Takže, jako první doporučuji vyzkoušet 5A zdroj. A přečíst si příspěvek od Petr M

Ještě jednou pro ty pomalejší
Mám zdroj 5V, který dává max 2A:
Napětí naprázdno: možná 5.5V
Připojím malinu a budu sát 2A:
Napětí zdroje možná 5.1V
Připojím klávesnici a myš: 5.0V
Připojím žravý bazmek (hooodně čínská kamera, hooodně žravý USB disk...) 4.7V a mám blesk.

A teď "tvrdý zdroj", který umí dodat až 10V
Napětí naprázdno: možná 5.5V
Připojím malinu a budu sát 2A: Napětí zdroje možná 5.1V
Připojím klávesnici a myš: 5.1V
Připojím žravé příslušenství: 5.0V

Dobrý kabel (nemusí být za 300) je základ, dobrý kabel se dá pořídit za kilo Kč.
=Bomba+slevy&sort=5]https://www.mironet.cz/prislusenstvi-pro-mobilni-telefony/datove-kabely+fc24781/?EXPT=&pn10658[]=Bomba+slevy&sort=5

Jako základ potřebuješ slušný kabel, ale tím podstatným je zdroj, který dá 5V a 5A...může na sobě mít napsáno 5V a 3A, ale ve skutečnosti dokáže dát až 5V a 5A. Resp. jeho charakteristika je v rozmezí 1-3A velmi tvrdá.
Šuntový zdroj na sobě může mít napsáno 5V a 51114614647 TerazillionůA, ale když je uvnitř laciný čínský šunt 2A, tak je to prostě jen zdroj s blábolovým popisem.

Proč to vlastně píšu....

[PanVP]

Hodil by se edit, byl jsem na WC a než jsem se vrátil, už se to nedá upravit.

A teď "tvrdý zdroj", který umí dodat až 10V

Mělo být samozřejmě 10A

Atd...

Mimochodem Rovnák vs Ohýbák:
Vezmu zdroj, který je měkoučký jako bačkůrka, jak z něj začnu sát výkon (řekněme ampéry) začne mu padat napětí.
= na tu ohnutou charakteristiku potřebuji rovnák = tak to napojím na GPIO header a trochu to narovnám.

Jenže s tvrdým zdrojem žádný rovnák nepotřebujete.
Osvědčilo se mi RPIčka napájet z USB hubíku s vlastním (dostatečným) napájením.
Do RPI je připojený jen hub, příslušenství je píchnuté do hubu.
Výhoda toho zapojení je v tom, že přes ten malý usb konektor (který je mimochodem velmi podceňovaný), taháte jen napájení pro malinu a kartu.

[Pavouk106]

Dobrý kabel (nemusí být za 300) je základ, dobrý kabel se dá pořídit za kilo Kč.
=Bomba+slevy&sort=5]https://www.mironet.cz/prislusenstvi-pro-mobilni-telefony/datove-kabely+fc24781/?EXPT=&pn10658[]=Bomba+slevy&sort=5

Jako základ potřebuješ slušný kabel, ale tím podstatným je zdroj, který dá 5V a 5A...může na sobě mít napsáno 5V a 3A, ale ve skutečnosti dokáže dát až 5V a 5A. Resp. jeho charakteristika je v rozmezí 1-3A velmi tvrdá.
Šuntový zdroj na sobě může mít napsáno 5V a 51114614647 TerazillionůA, ale když je uvnitř laciný čínský šunt 2A, tak je to prostě jen zdroj s blábolovým popisem.

Jo, souhlas, nemusí to být kabel za tři kila. Jen že tenhle konkrétní kabel pro mě prostě fungoval :-) Stejně tak mi fungoval kabel od slušný powerbanky. Ale i na tom bylo při ohybu cítit, že to uvnitř není jen pár měděných vlásků. Dobrej kabel koupíš i za kilo, ale problém je, že dokud ho nemáš alespoň v ruce, abys ho zkusil ohnout, nebo ještě lépe změřit úbytek napětí, tak vlastně nevíš, jestli takovej kabel bude dobrej.

Samozřejmě, že zdroj se musí odvíjet i od příslušenství, proto RPi Foundation doporučuje k RPi4 3A zdroj (ale ne čínskej šmejd). Ve finále to ale dokáže běžet i z dobrýho slabšího zdroje (tady nemám čísla, z 1A jsem to nezkoušel). Je to jak píšeš, záleží na tom, jak tvrdej ten zdroj bude. Tvrdej 2A zdroj bude stačit úplně v pohodě na RPi4 a základní příslušenství (klávesnice, myš, dost možná menši LCD displej napájenej z USB), ale už nemusí na USB HDD.

Někdy je docela smutný sledovat "2A" zdroj, kterej se zátěží 1A padá pod 4,9V. Proto mě překvapily ty laciný z Lidlu - mají nížší napětí, dokud není odběr, pak si ho navýší - což je pravej opak, než by člověk čekal :-) Holt asi úplně nešetřili, když mají zabudovanou takovou zpětnou vazbu.

I když teda zdroj zadělanej do Lidl sloupku (tři zásuvky, navrch 2x USB 2,1A asi kombinovaně, vše ve sloupku, kterej zajede do linky/stolu) mi po připojení manželčina mobilu po cca 30-60 minutách nabíjení začal "házet blesky", resp. slyšitelný jakoby výboje vysokýho (podle hlasitosti desetitisíce voltů, což je blbost, ale takhle se to zvukově projevovalo) - resetoval se, pravděpodobně kvůli přehřátí nebo prostě vysokýmu odběru, kterej způsoboval odpojení. Zdroj šlape dodnes, jen k němu nepřipojuju mobil s takovým odběrem. K rozebrání s omrknutí stavu se musím teprve dohrabat, blbě se do toho leze.

[PanVP]

JJ. Protože je těžký koupit slušný zdroj.
Cena se neodvíjí od kvality, ale od "zančky" a schopnosti "ojebat zákazníka".

Kluci doporučují třeba zdroje:
https://www.gme.cz/spinany-zdroj-mean-well-rs-25-5

[mhi]

Nevim jaka ma streva ten zdroj z GME, jestli to je stejne co prodavaji cinani za pulku ceny .. nicmene podle velikosti a podobnosti bych tipnul ze to bude na chlup stejne.

My 2 cents: ty zdroje jsou sice navrzene sikovne, mne jeden jede dokonce na pude (sic v plechove krabici) uz asi 2 roky bez nejmensich potizi. Nicmene jejich zapojeni je opravdu primitivni a primo na ne bych sofistikovanejsi elektroniku nepripojoval. Mam to vyresene tak, ze mam 12V zdroj a za nim step-down (zdroj toho napaji vic).

Alternativne vzit takovyto 5V zdroj, trimrem otocit aby daval trosku vyssi napeti a za to dat nejaky LDO + nejake kapacity okolo.

[radioing]

Přesně tento zdroj k RPi používám https://www.gme.cz/spinany-zdroj-mean-well-rs-25-5
Napájím z něj RPi a ještě třeba HDD + SSD.
Příklad topologie:
Meanwell --- Filter --- CB ------ RPi GPIO header 2x5V, 2xGND
                              \-- SSD
                              \-- HDD

Meanwell mám nastaven na 5,2 V.
Filter obsahuje pi-článek s polymerními C (2x470u) a toroidní tlumivku 22u/5A (necelých 30 miliohmu).
CB = crowbar s TL431 a thy nebo one-shot odpojení zátěže s P-MOSFETem, aktivační napětí nastaveno na 6 V (ještě filtrováno RC pro mírné potlačení ripple zdroje).
RPi napájeno přes GPIO pinheader.
SSD a HDD napájeny od CB, nikoliv z RPi. Mně to tak vyhovuje, ale při rozumné spotřebě je možné napájet i z RPi.

[PanVP]

Vím, že moje znalosti v oblasti elektroniky jsou významně nižší, než ty tvoje nebo RDaho.
A že tebou navržené řešení je o řád lepší, přesto myslím, že tenhle zdroj je menší hrůza než laciný čínský šunt za 500 Kč někde z "krásného obchodu".

[radioing]

Ještě k těm průmyslovým zdrojům v plechu. Mám jich několik od MW (koupeno v ČR - GME a jinde) a několik z Aliex, vše ve watáži do 120 W. Všechny zdroje po základním testu rozdělávám a kontroluji:
1. MW - std. zapojení s nějakým tím povětšinou 8nohým řídicím čipem, feedback přes opto, prostě klasika. Součástky slušně osazeny, dobře dimenzovány C (kap., tep, voltage, provedeni), MOSFET, tlumivka, trafo slušně provedené (odhaduji, že splňuje požadavky na izolaci, hřeje se adekvátně). PCB dobře pájen, izolační mezery OK. V podstatě jsem ani na jeden nemusel sáhnout.
2. Alik - první nákup byla blbost - šel jsem po nejnižší ceně a taky to tak dopadlo - na primáru tři tranzistory, výkonový tranzistor jen přihnutý k plechu, poddimenzovaný C a tlumivka atd. - tak na napájení LED, VA charakteristika jak kupka sena. Dal jsem Alikovi druhou šanci, ovšem nejprve jsem skouknul YT, kde některé zdroje otevírají, abych věděl, co tam je. Potom se dá vybrat v podstatě obvodově to samé, jako MW, stále za poloviční cenu (hlavně u vyšších watáží). Každopádně je potřeba rozebrat, udělat vizuální kontrolu a popřípadě vyměnit C a pořádně fixovat (dávám šroub) T a D ke chladiči, zkontrolovat PCB (izolace, PE, bezp. C).
-> Se zdroji z Alika mě to ale už přestalo bavit (dodací lhůta, nutnost otevírání), takže teď kupuji MW, ani je už neotevírám a zatím OK. V předchozí firmě jsme lepší řadu MW osazovali do komerčních produktů, co běží 24/7.