Raspberry Pi Power & Cooling Mods: 11 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ito ay isang maliit na nakakahiya upang aminin sa pagkakaroon ng sampung Raspberry Pis na gumagawa ng iba't ibang mga trabaho sa paligid ng bahay ngunit sinabi iyon, Bumili lang ako ng isa pa kaya naisip kong isang magandang ideya na idokumento at ibahagi ang aking karaniwang mga pagbabago sa Pi bilang isang Maituturo.

Idinagdag ko ang mga mod na ito sa karamihan ng aking Pis - pinapayagan nila ang anumang modelo ng Raspberry Pi na pinalakas mula sa isang ekstrang suplay ng kuryente na kung hindi man ay mai-stuck lamang sa isang drawer - ang paggamit ng isang kung hindi man ginustong suplay ng kuryente ay dapat makatipid sa iyo ng ilang mga pennies at ang pag-aayos na ito ay maaari ring magbigay ng isang kapaki-pakinabang na mapagkukunan ng lakas para sa iba pang mga aparato tulad ng mga relay. Ginagawa ng pinapalamig na mod ang paggamit ng display at mga konektor ng camera na mas mahirap ngunit maaaring pigilan ang Pi throttling pabalik kapag overclocked o undertaking processor na masinsinang gawain. Ang pag-access sa konektor ng GPIO ay hindi normal na hadlangan ngunit kailangan mong iposisyon nang mabuti ang tagahanga …

Hinati ko ang Instructable sa dalawang bahagi upang madali ang kakayahang mabasa - Bahagi ng 1 ang takbo ng pagbabago ng suplay ng kuryente, Bahagi 2 ang pagdaragdag ng isang fan ng paglamig at heatsinks. Ang posibleng pagiging bago ng bahagi 2 ay ang paggamit ng isang 12v dc fan na pinalakas mula sa 5v dc output ng voltage regulator. Ang paggamit ng isang 12v fan sa ganitong paraan ay upang magbigay ng isang modicum ng paglamig na may nabawasan na ingay, isang tampok na kinakailangan kapag ginamit ang RasPi (bilang isang media center ng OSMC) sa aming sala habang naririnig ng aking kasosyo ang isang patak ng pin mula sa mahusay, halos anumang distansya na mahalaga sa iyo upang banggitin….

Mangyaring tandaan na sinubukan kong ibigay ang detalye upang masakop ang malawak na isang mambabasa hangga't makakaya ko ngunit ang ilang mga pangunahing kasanayan sa electronics ay kinakailangan, tulad ng paghihinang, paggamit ng isang multimeter atbp. Humihingi ako ng paumanhin kung gayon kung ang sumusunod ay masyadong nagbasa o masyadong ipinapalagay - Anumang at lahat ng nakabubuo na mga komento ay syempre maligayang pagdating!

Hakbang 1: Bahagi 1 Mga Power Supply Mod: Mga Tool at Bahagi

Mga Bahagi:

• (Isang Raspberry Pi at case) - isang transparent na kaso ang ginagawang mas madali ang mga mod na ito ngunit ang isang opaque na kaso ay hindi isang show-stopper.
• Isang junk drawer AC sa DC power supply, minimum na output power 18W, 9v dc hanggang 30v dc. *
• LM2596 DC-DC Switching Adjustable Step Down Voltage Regulator Buck Converter (magagamit sa eBay mula sa maraming iba't ibang mga nagbebenta)
• DC Power Supply Jack Socket Female Panel Mount Connector 5.5 x 2.1mm o anumang kailangan mo upang magkasya sa power supply sa itaas. Gayunpaman, ito ang pinaka-karaniwan. (eBay, maraming nagbebenta)
• Isang pang-sakripisyo na micro USB type B lead (junk box) O
• 1-off micro USB Type B 5-Pin Male Soldering Jack Socket Connector (eBay, maraming nagbebenta)
• Dalawang 150mm haba ng kawad ng multi-strand na kagamitan (hal.) Wire wire na nagsasalita.
• Dalawang insulated na stand-off (maiikling haba ng biro case na gumawa ng mahusay na mga stand-off kung wala kang anumang sa iyong junk box)
• Dalawang 2.8mm dia self-tapping screws (junk box) - ang mga ito ay dapat na hangga't kinakailangan para mapasa ng thread ang kaso - Gumamit ako ng 12mm mahabang mga turnilyo.
• 2.5mm ID heatshrink at 1/4 "ID heatshrink upang umangkop (tingnan ang hakbang 5) (eBay, maraming nagbebenta).

Mga tool:

• Panghinang at panghinang na multicore.
• Ang multimeter na may kakayahang sukatin ang paglaban at boltahe ng dc.
• Heat gun (para sa pag-urong ng init)
• Mainit na baril ng pandikit (hindi kinakailangan kung gumagamit ng isang sakripisyo na USB lead)
• Fine marker pen
• 1.5mm at 2.5mm HSS drill bits at drill.
• Wire cutter at stripper.

* Mga tala tungkol sa pagpili ng supply ng kuryente:

Ang mga mahahalagang parameter ay ang output boltahe at lakas. Kailangan mong ibigay ang LM2596 regulator na may humigit-kumulang na tatlong volts higit pa sa input nito kaysa sa kailangan mo sa output, kaya para sa output na 5v na kailangan ng Pi, kailangan mo ng 8v sa input. Inirerekumenda ko ang kaunti pa upang matiyak, samakatuwid ang minimum na 9v sa itaas. Ang maximum na boltahe na maaari mong gamitin ay nasa paligid ng 35v para sa ilang mga modelo ng regulator na ito, mas mataas para sa iba. Gusto kong manatili sa 30v max.

Ang suplay ng kuryente ay kailangang makapagbigay ng sapat na kasalukuyang sa Pi (tingnan dito para sa kasalukuyang mga kinakailangan para sa iba't ibang mga modelo ng Pi). Sinasabi ng link na kailangan mo ng isang suplay ng kuryente na may kakayahang maghatid ng isang minimum na 2.5A para sa isang Pi 3. Gayunpaman, ang LM2596 ay isang switching regulator, kaya't kailangan mo ng mas kaunting kasalukuyang kaysa dito hangga't ang boltahe na ibibigay mo ay proporsyonal na mas mataas.

Upang magawa ang kailangan mo, kalkulahin ang kuryente na iginuhit ng Pi at isinasaalang-alang ang mga pagkalugi sa conversion sa regulator (hal. Ang isang Pi 3 ay nangangailangan ng 5v @ 2.5A, kaya ang kinakailangan sa kuryente nito ay 5 x 2.5 = 12.5W. I-multiply ito ng 1.1 upang isaalang-alang ang mga pagkalugi sa regulator at nakakuha ka ng 12.5 x 1.1 = 13.75W. Pagdating sa figure na iyon, hindi magandang ideya na mai-stress ang isang supply ng kuryente sa pamamagitan ng paggamit nito sa 100% na kakayahan, kaya't magdagdag ako ng hindi bababa sa isang 30% na margin upang matiyak na hindi ito magiging sobrang init at ma-expire nang maaga.

Upang gawing mas madali ang mga bagay para sa lahat, narito ang minimum na kasalukuyang mga kinakailangan sa supply ng kuryente para sa iba't ibang mga voltase batay sa mga kalkulasyon sa itaas:

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

(Ang huli ay kasama para sa pagkakumpleto)

Hakbang 2: Pagmarka sa Kaso

Posisyon ang regulator tulad ng ipinakita. Ang mga input pad ay dapat na kapareho ng kaso ng konektor ng kuryente ng Pi.

Kung umaangkop ka rin sa isang tagahanga, iposisyon ito tulad ng ipinakita. Tandaan na pinakamahusay na magagamit mo lamang ang tatlo sa apat na butas ng fan ng fan dahil ang case cut out ay madalas na nasa daan. Tandaan din na ang fan mod na ito ay hindi angkop kung kailangan mong gamitin ang camera o ipakita ang mga konektor (maliban kung gumagamit ka ng isang pag-ripa ng mga kable na nobela).

Siguraduhin na ang mounting hole ng regulator na pinakamalapit sa gilid ng kaso ay nakaposisyon sa itaas ng agwat sa pagitan ng dalawang USB socket stack ng Pi (kaya't ang mounting screw ay hindi napapahamak - tingnan ang hakbang 4 para sa isang larawan ng naka-mount na regulator kung saan makikita mo kung saan ang tornilyo nakaposisyon).

Gumamit ng isang mainam na permanenteng marker upang markahan ang posisyon ng dalawang mga butas ng pag-mount ng regulator sa kaso at, kung nais, ang mga butas ng mounting ng fan at isang butas para sa fan airflow.

Hakbang 3: Mag-drill ng Kaso

Kunin ang tuktok ng kaso at baligtarin ito sa isang piraso ng kahoy para sa suporta.

Gumamit ng isang multa (1.5mm) na drill upang mag-drill ng isang butas ng piloto kung saan minarkahan sa huling hakbang.

Gumamit ng isang 2.5mm drill upang mapalawak ang isa sa mga butas at suriin ang napiling self-tapping screw na maaaring ma-screwed nang walang labis na pagsisikap. Palawakin ang laki ng butas kung kinakailangan.

Kapag masaya ka na sa laki ng butas, mag-drill ng isa pa upang umangkop.

Hakbang 4: I-mount ang Regulator

I-mount ang regulator gamit ang mga stand-off at pag-tap sa sarili ng mga tornilyo tulad ng ipinakita sa mga larawan. Tandaan ang posisyon ng tornilyo sa pagitan ng dalawang mga stack ng konektor ng USB.

Hakbang 5: Mga kable

Paghinang ng wire ng kagamitan sa socket ng suplay ng kuryente at i-insulate ang heatshrink na manggas tulad ng ipinakita. Ipagpalagay na mayroon kang isang karaniwang supply ng kuryente kung saan ang positibong boltahe ay nasa panloob na konektor, solder ang pulang kawad sa maikling tag at ang itim na kawad sa mahabang tag (ipinapalagay na ang mahabang tag ay konektado sa labas ng socket - gumamit ng isang multimeter upang suriin kahit na). Kung ang polarity ay baligtad, solder ang pula at itim na mga wire sa mga kabaligtaran na tag.

Itulak ang kabilang dulo ng mga wire sa ilalim ng board ng regulator at maghinang sa mga input pad ng regulator tulad ng ipinakita (muli, pula sa + ve, itim na -ve).

Kung mayroon kang isang sakripisyo na micro USB lead, gupitin ito upang makakuha ka ng 180mm ng cable na konektado sa micro USB end. Gamit ang isang pinong piraso ng kawad at ang iyong multimeter sa mode ng paglaban, kilalanin kung aling kawad ang nakakonekta sa positibo at negatibong mga contact ng micro USB konektor (tingnan sa itaas para sa isang diagram). Pula at itim ang karaniwang mga kulay na ginagamit sa mga lead ng USB para sa mga koneksyon sa ve at -ve (minsan minarkahan ng 'Vcc' at 'Gnd' ayon sa pagkakabanggit). Gupitin ang ibang mga wire (karaniwang puti at berde) na maikli. I-slip ang isang piraso ng heatshrink na manggas sa kanila at ang panlabas na takip at pag-urong sa lugar.

Itulak ang cut end sa ilalim ng regulator, i-strip at i-lata ang pula at itim na mga wire at solder ang mga ito sa + ve & -ve output pad ng regulator.

Kung ikaw ay matapang (tulad ng wot I woz), gumawa ng iyong sariling USB lead gamit ang isang hubad na konektor. Paghinang ng mga wire sa mga USB konektor pad tulad ng ipinakita, takpan ang mga kasukasuan ng isang manipis na layer ng mainit na pandikit at kapag itinakda, i-slip ang 1/4 heatshrink na manggas sa ipinakita.

Paliitin ang manggas gamit ang heatgun at ang pandikit ay magsisilbing isang relief relief (sana!).

Tulad ng sa itaas, i-slip ang iba pang mga dulo ng kawad sa ilalim ng regulator at solder sa mga output pad.

Palaging isang magandang ideya na i-double check ang polarity ng iyong mga koneksyon - gamitin ang multimeter at ilang manipis na kawad upang mapatunayan na ang mga USB pin ay wired nang tama sa regulator.

Hakbang 6: Pagtatakda ng Boltahe

Bago i-plug ang output ng regulator sa Pi, kailangan ng setting ng boltahe ng output.

Ikonekta ang suplay ng kuryente sa socket ng input ng regulator dc at i-on ito. Mayroong isang asul na LED sa regulator na dapat agad na ilaw. Kung hindi at / o mayroong isang usok ng usok, idiskonekta at (kung ikaw ako) isabit ang iyong ulo sa kahihiyan. Maaari kang makawala dito ngunit kung mayroong ilang mga usok hindi ito lumalakas nang maayos. Maingat na suriin ang iyong mga kable, iwasto at subukang muli. Sana ang LED ay dumating sa …

Gamit ang isang maliit na distornilyador, ayusin ang potensyomiter sa regulator (ang asul na kahon na may tansong tornilyo sa tuktok) hanggang sa mabasa ng multimeter ang isang tad sa ilalim ng 5.1v. Binabawasan ng anticlockwise ang boltahe at madalas itong higit na lumiliko kaysa sa inaasahan mong magbago ang boltahe - huwag mawalan ng pag-asa kung tumatagal ng ilang mga liko upang makita ang isang epekto.

Patayin ang suplay ng kuryente at ikonekta ang output ng regulator sa Pi. Handa ka na para sa aksyon!

Hakbang 7: Bahagi 2 - Pagdaragdag ng isang Cooling Fan at Heatsinks - Mga Tool at Bahagi

Mga Bahagi:

• 12v dc 0.12A 50mm x 50mm x 10mm fan fan na may dalang manggas (eBay, maraming nagbebenta)
• 3-off 15mm 2.8mm OD self-tapping screws (junk box)
• 2-off solid solid self-adhesive heat sink para sa Raspberry Pi (eBay, maraming nagbebenta)

Mga tool:

• Fret saw o de-kuryenteng tool na uri ng Dremel na may isang cutter na uri ng burr
• 1.5mm at 2.5mm drill bits at drill
• Panghinang at bakalang panghinang
• Mga cutter ng wire at stripper.
• Mainit na baril ng pandikit (upang hawakan ang mga heat sink sa lugar)

Hakbang 8: Pagputol ng Mga Butas para sa Fan

Gamit ang mga marka sa kaso na ginawa sa hakbang 2, mag-drill ng tatlong mga butas ng mounting sa parehong paraan tulad ng para sa regulator (ie) mag-drill ng mga hole ng pilot na may 1.5mm drill at palawakin ang isa sa mga butas gamit ang 2.5mm drill. Subukan ang pagkakasunud-sunod ng mga tornilyo na self-tapping at kung maayos ang lahat, i-drill ang iba pang dalawang butas. Kung hindi man, palawakin ang mga butas kung kinakailangan.

Gamit ang fret saw o alternatibong Dremel, gupitin ang butas ng plastik upang payagan ang fan airflow. Linisin ang mga gilid ng isang file kung kinakailangan (kung ang aking karanasan ay maaaring dumaan, ang paggamit ng isang tool sa kuryente ay hindi maiiwasan na lumilikha ng tinunaw na plastik na isang sakit upang malinis - samakatuwid ang aking kagustuhan para sa isang fret saw).

Ialok ang fan sa mga mounting hole at maingat na i-tornilyo sa mga self-tapper. Ang fan ay dapat na naka-mount sa gilid ng label pababa, kaya ang airflow ay nakadirekta sa Pi. Gusto ko ring iakma ito upang ang mga kable ay hindi kaagad na katabi ng regulator kaya mayroon kang ilang slack wire upang mapaglaruan.

Manu-manong paikutin ang fan upang suriin na walang nakakakuha.

Hakbang 9: Mga kable ng Fan

Ang aking karanasan ay ang lahat maliban sa isang tagahanga ng uri sa listahan ng mga bahagi ay nagsimula nang mag-isa kapag pinalakas mula sa 5v dc. Sa kasong iyon nalaman ko na ang pagpapatakbo ng fan mula sa 12v dc sa loob ng limang minuto ay pinalaya ito at pagkatapos ay pagmultahin sa 5v. Gayunpaman, ang mga tagahanga ng iba't ibang tagagawa ay maaaring kumilos nang magkakaiba, kaya maaaring kailangan mong manu-manong simulan ang pagpunta ng fan - dapat itong maging OK at magpatuloy na tumakbo. Kung hindi ito ang kaso, mayroon ka pa ring pagpipilian ng mga kable ng fan sa input ng regulator hangga't ang boltahe na ito ay 9v hanggang 12v at maaari mong tanggapin ang pagtaas ng ingay.

Putulin ang konektor ng fan na nag-iiwan ng sapat na mga kable upang maabot ang regulator. Maaari mong i-cut pabalik ang dilaw na kawad dahil hindi ito ginagamit sa ganitong uri ng application. Gumamit ng isang maliit na piraso ng manggas tulad ng ipinapakita upang insulate ito at maiiwas sa daan. Rutain ang mga kable ng fan sa ilalim ng regulator at maghinang sa mga output pad (pula hanggang positibo, itim sa negatibo).

Hakbang 10: Pagdaragdag ng Heatsinks

Mayroong kaunting impormasyon sa internet tungkol sa kung saan (at kailan) magdagdag ng heatsinks sa Raspberry Pis. Ang mga hakbang sa ibaba ay ang aking personal na pagkuha.

Hangga't maaari akong makatipon, ang payo sa pamamagitan ng Raspberry Pi Foundation ay hindi mo talaga kailangang magdagdag ng mga heatsink sa anumang modelo ng Pi maliban kung overclocking mo sila. Gayunpaman, nalaman ko na ang Pi 3 ay naging mainit kapag sinusubukang i-play ang mga H265 na video at kung hindi pinalamig ay maaaring i-throttle pabalik sa isang gawa ng pangangalaga sa sarili.

Sa ilalim ng mga pangyayaring ito, ang Broadcom SoC (ang malaking maliit na tilad sa itaas na ibabaw ng Pi) ay nakakakuha ng pinakamainit, kaya't sulit na pag-init. Kasunod sa ilang payo na hindi ko makita ang mapagkukunan sa ngayon, ininit ko rin ang RAM chip sa ilalim. Hindi ako mag-abala sa mas maliit na LAN chip dahil mukhang hindi ito gaanong mainit.

Kaya, sa negosyo - alisan ng balat ang takip mula sa heatsink at maingat na iposisyon ito sa tuktok ng SoC chip. Gamit ang hot glue gun, maingat na magdagdag ng isang pares ng mga bloke ng kola sa magkabilang panig ng heatsink tulad ng ipinakita. Gumagamit ako ng maraming aking Pis sa kanilang panig, kaya't pagkatapos ng ilang oras ang slide ng heatsinks ay nakakatulong na maiwasan ito. Sa ngayon ang pandikit ay hindi pa lumambot ng sapat upang magamit upang mawala ang integridad (natutunaw ito sa paligid ng 120 ° C, kaya't hindi dapat!)

Ang pamamaraan para sa pag-mount ng isang heatsink sa RAM chip ay pareho maliban sa kakailanganin mong i-cut ang ilan sa grill sa ilalim ng kaso upang payagan ang sapat na puwang. Tandaan na hindi ito lalabas sa hangganan ng kaso.

Hakbang 11: Walang Hakbang 11

… at iyan iyon.

Inaasahan kong napatunayan ng Instructable na ito na kapaki-pakinabang at / o impormasyon.

Kung nakita mo ang anumang mga error atbp mangyaring ipaalam sa akin at malugod kong mai-edit nang naaayon.