Raspberry Pi – full diagram (completo) GPIO info USB

Está procurando informação mais detalhada sobre o Raspberry Pi?

Que tal o esquema elétrico do Modelo B? (Modelo A tem algumas diferenças)

http://www.raspberrypi.org/wp-content/uploads/2012/10/Raspberry-Pi-R2.0-Schematics-Issue2.2_027.pdf

http://www.speedyshare.com/r8dZz/download/Raspberry-Pi-R2.0-Schematics-Issue2.2-027.pdf

Alimentação?

E para saber exatamente qual é a tensão de trabalho do Raspberry Pi?

Tenha em mente que os C.I.s principais estão sendo alimentados por reguladores de tensão, isso garante a estabilidade, por outro lado a entrada de alimentação esperada deve ser pela porta USB de um computador ou uma fonte compatível, é aí que deve-se prestar atenção.

Já li em alguns sites e até em arquivos de documentos de pessoas que talvez não entendam muito de eletronica, que pode até conectar diretamente pilhas na entrada de alimentação, mas isso está errado! Pode ocasionar desde mau funcionamento até danos nos dispositivos ligados no circuito de 5V.

A porta USB tem uma especificação padronizada e estas características devem ser herdadas pelos dispositivos que se aproveitam ou dependem deste tipo de porta.

Para maior fidelidade nas informações, obtenha as especificações diretamente do site usb.org, depois de baixar, descompacte o arquivo zip e abra o documento usb_20.pdf (Revision 2.0 April 27, 2000) na página 175 em “7.2.2 Voltage Drop Budget” tem orientações sobre uma série de parametros de tensão, observe essa e outras características nos documentos:

http://www.usb.org/developers/docs/usb20_docs/usb_20_031114.zip

No site do fabricante do Raspberry Pi, tem uma recomendação muito interessante e para maior segurança é bom seguir:

“USB Output Power

The resetable fuses protecting the USB outputs have been removed. This feature was implemented on some later revision 1.0 PCBs by replacing the fuses with links; revision 2.0 permanently implements this modification. It is now possible to reliably power the RPI from a USB hub that back feeds power, but it is important that the chosen hub cannot supply more than 2.5A under fault conditions.”

http://www.raspberrypi.org/archives/1929

Em outras palavras, a versão B está sem fusíveis rearmaveis de proteção, e o Raspberry Pi pode ser alimentado pelo HUB (que tenha fonte externa) mas este não deve fornecer mais de 2.5A em caso de problemas como curtocircuito.

Neste mesmo artigo, do link citado acima, tem outras informações como explicação da expectativa de uso do conector P5 e mais uma outra informação importante:

“Warning: If used to permanently mount the PCB – do not over tighten screws or drill out to fit larger screws, as this will lead to damage to the PCB.”

Ou seja: Não aumente o diametro do furo de fixação, porque isso poderá danificar alguma trilha da placa e vai ocasionar danos ao circuito! Embora seja um pequeno furo, procure obter parafusos compatíveis que garantam a fixação e integridade da placa.

Quanto aos pinos de GPIO:

No link logo abaixo da imagem, tem as especificações das entradas e saídas da GPIO, uma informação interessante é que o chip Broadcom BCM2835 incorpora um núcleo do processador ARM1176, e diversos outros módulos.

Saída?

Uma característica importante deve ser atentamente observada: A somatoria dos pinos da GPIO (de qualquer conector P1, P5 ou outro) em estado ativo, ou seja que estejam configurados como saída e fornecendo corrente, não devem consumir mais do que os 50 mA informados e não deve passar de 16 mA por pino.

Para evitar problemas como sobreaquecimento ou sobrecarga do regulador, das trilhas (que são finíssimas)  ou até do chip de GPIO e com isso causar danos ao circuito, recomenda-se utilizar buffer ou driver de saída.

Diversos são os meios de fazer um buffer ou driver de saída, como por exemplo:

– com transistores de uso geral como os de 100mA BC548 (NPN) e BC558 (PNP), também tem os de mais de 500mA BC337 (NPN) e BC327 (PNP);

– com C.I. dedicado como o ULN2803 (que internamente é composto de transistores, veja o circuito equivalente no seu datasheet). Também pode ser empregado C.I. de famílias de portas lógicas como o 74LS373 ou seu similar melhorado o 74LS573.

Para reduzir ainda mais o consumo nos pinos GPIO, poderia ser utilizado C.I.s serial/paralelo, como por exemplo o 74LS595 ou o 74Ls164, destes dois exemplos o primeiro é mais completo.

E não se esqueça de que a tensão e trabalho é de 3V3, e não são tolerantes a 5V. Para usar a GPIO como entrada e conectar um sinal de valor de tensão diferente, faça a adaptação de patamar de tensão corretamente com C.I.s dedicados ou com resistores em configuração de divisor de tensão. Note que o pino de GPIO é ‘protegido’ com diodos reversamente polarizados e conectados ao pino de 3V3 e GND, mas isso acarreta ainda mais problemas, em vez de danificar o pino, vai danificar todo modulo da GPIO, por isso não passe do limite, se não vai queimar.

Entrada?

Uma outra dica, que talvez tenha passado despercebida pela maioria das pessoas que postam suas utilidades com o Raspberry Pi:

É possível ativar ‘Pull Up’ e ‘Pull Down’ para os pinos configurados como entrada! Observe a imagem mais acima do circuito equivamente da GPIO, está lá o resistor no ‘meio’.

Traduzindo, o resistor que ‘puxa’ para o 5V ou para o GND já ‘existe’ internamente na GPIO, basta dar a instrução em linha de código na programação, e assim não é necessário um fio extra e um resistor externo. procure melhor a instrução para seu código, pois existem diversas linguagens de programação, mas cada uma com sua sintaxe.

S.O.?

Quanto ao sistema operacional, lembre-se de que assim como acontece de um arquivo corromper-se e o computador não ligar mais (não dar boot) pode acontecer isso também com o Raspberry PI, ele é um tipo de computador e deve ser desligado corretamente, a instrução de desligamento encerra diversos aplicativos e desmonta partições do cartão SD, ou outro dispositivo de armazenamento.

Portanto se sua aplicação fica ligada diretamente na rede elétrica, sugiro que providencie um sistema de nobreak ou uma pequena bateria (recarregável) que garanta a alimentação para o tempo de desligamento enquanto um comando (entrada na GPIO) de falta de energia pede para desligar o S.O. seguramente.

Temperatura?

Quanto ao aquecimento dos componentes, observe a imagem acima, para evitar que os componentes sofram com o excesso de calor, recomenda-se que seja adicionado um dissipador de calor ‘heat sink’ nos principais C.I.s acesse o link (incorporado a figura) para maiores detalhes.

Terminando, em sites pela internet já existem diversas pessoas pedindo ajuda para resolver danos no Raspberry Pi, e para não tornar-se mais um na estatística é melhor estar bem informado e não ‘fingir’ que o circuito eletronico vai ‘aguentar’, porque informática e eletronica ‘andam de mãos dadas’ e para esta ultima que é também uma ciencia exata, tem apenas dois estados possíveis: funcionar ou não funcionar (só espera-se que tudo não vire uma fumaça!).

Bom é isso, espero que estas linhas ajudem alguém a manter seu Raspberry Pi funcionando por mais tempo, e que cada vez mais as informações estejam disponíveis, compartilhe!

Boa sorte!!!

One Response to Raspberry Pi – full diagram (completo) GPIO info USB

  1. EverPi disse:

    Nice, pra completar só faltou o mapa de componentes http://raspmap.tsar.in

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