ตัวบ่งชี้การปิดระบบ Raspberry Pi: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

เป็นวงจรที่ง่ายมากสำหรับแสดงสถานะการทำงานของ raspberry pi (ต่อไปนี้จะเรียกว่า RPI)

อาจมีประโยชน์เมื่อคุณเรียกใช้ RPI แบบไม่มีหัว (ไม่มีจอภาพ)

บางครั้งฉันกังวลว่าเมื่อใดที่ถึงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการปิดเครื่องโดยสมบูรณ์หลังจาก RPI ปิดเครื่อง

ดังนั้นวงจรนี้จึงทำขึ้นเพื่อแจ้งเวลาที่เหมาะสมในการปิดเครื่อง

นอกจากนี้ยังสามารถแสดงให้คุณเห็น RPI ที่ทำงานโดยหัวขาดซึ่งกำลังทำอะไรบางอย่าง.. อย่างน้อยก็ทำให้ LED สองสีกะพริบ

(แนะนำวงจร)

วงจรนี้สร้างขึ้นจาก LED multi-vibrator ทั่วไปที่เรียกว่าไฟกระพริบ LED

จากไฟกระพริบ LED ฉันกำลังเพิ่มคุณสมบัติต่อไปนี้เพื่อทำให้ตัวบ่งชี้การปิด RPI (ต่อไปนี้เป็นตัวบ่งชี้)

- การใช้ opto-coupler เพื่อเชื่อมต่อกับ RPI (เพราะฉันต้องการแยกวงจรนี้อย่างสมบูรณ์ด้วย RPI ในแง่ของแหล่งจ่ายไฟ จริงๆ แล้วฉันมีประสบการณ์ไม่ดีในการเขียน RPI ด้วยการเดินสาย)

- อะแดปเตอร์แปลงไฟ USB Type-B ใช้สำหรับวงจรนี้เชื่อมต่อกับที่ชาร์จโทรศัพท์มือทั่วไปซึ่งมีความพร้อมใช้งานสูงและจ่ายไฟ 5V ได้อย่างแม่นยำ

ฉันคิดว่าการใช้แหล่งพลังงานภายนอกสามารถลดปัญหา (เช่น การต่อสายดินด้วย RPI การเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูงกับ GPIO อย่างผิดพลาด) และ RPI ที่มีภาระน้อยกว่า

แม้ว่าวงจรนี้จะค่อนข้างง่าย แต่ฉันกำลังวางแผนที่จะพัฒนาวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นในภายหลังซึ่งกำลังดึงกระแสที่ค่อนข้างสำคัญจาก GPIO

ขั้นตอนที่ 1: แผนผัง

นี่คือแผนผังของวงจร INDICATOR

คุณอาจสังเกตเห็นวงจรไฟกระพริบ LED ยอดนิยมและพื้นฐานรวมอยู่ในแผนผัง INDICATOR

เพื่อให้ INDICATOR ทำงานได้อย่างถูกต้อง การกำหนดค่าต่อไปนี้ควรรวมอยู่ใน “/boot/config.txt”

dtoverlay=gpio-poweroff, active_low, gpiopin=24

การกำหนดค่า RPI OS นี้ทำให้ GPIO pin 24 ไปที่ระดับสูงเมื่อ RPI กำลังบูทเครื่อง จากนั้นจึงลดต่ำลงเมื่อการปิดระบบเสร็จสิ้น

ดังนั้น คุณสามารถปิด RPI ได้อย่างปลอดภัยเมื่อไฟ LED สองสีหยุดกะพริบและดับลง

ภาพด้านบนแสดงไฟ LED สองสีกะพริบเมื่อบูต RPI

ถึงตอนนี้ ฉันกำลังอธิบายภาพรวมของวงจร INDICATOR และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน

มาเริ่มทำสิ่งนี้กันเถอะ

ขั้นตอนที่ 2: การเตรียมชิ้นส่วน

เนื่องจากฉันมีทรานซิสเตอร์ PNP ค่อนข้างมากในคลังของฉัน ทรานซิสเตอร์ PNP ส่วนใหญ่จึงถูกใช้เพื่อสร้างตัวบ่งชี้

- ทรานซิสเตอร์ PNP: 2N3906 x 2, BD140 x 1

- ออปโตคัปเปลอร์: PC817 (พานาโซนิค)

- ตัวเก็บประจุ: 22uF 20V x 2

- ตัวต้านทาน: 220ohm x 3 (ขีดจำกัดกระแส), 2.2K (การควบคุมการสลับของ BD140) x 1, 100K (การกำหนดอัตราการกะพริบของ LED), 4.7K (อินพุตสัญญาณ RPI กลับด้าน)

- LED สองสี x 1 (ต้องใช้ชนิดแคโทดทั่วไป)

- บอร์ดอเนกประสงค์ ขนาดรู 25(W) x 15(H) (คุณสามารถตัดบอร์ดสากลขนาดใดก็ได้เพื่อให้พอดีกับวงจร INDICATOR)

- ลวดดีบุก (ฉันจะยกตัวอย่างรายละเอียดใน “ส่วนที่ 2: การวาด PCB” สำหรับการใช้งานส่วนนี้)

- USB type-B micro break-out

- สายเคเบิล (สายเดี่ยวธรรมดาสีแดงและสีน้ำเงิน)

- ที่ชาร์จมือถือแบบใดก็ได้ อินพุต 220V และเอาต์พุต 5V (ขั้วต่อ USB Type B)

- หัวเข็ม (5 ขา)

ไม่มีการใช้ส่วนประกอบที่แปลกใหม่สำหรับ INDICATOR และบางทีชิ้นส่วนทั้งหมดสามารถซื้อได้อย่างง่ายดายจากร้านค้าออนไลน์ทางอินเทอร์เน็ต ยกเว้นลวดดีบุก

ฉันซื้ออันนี้มาจาก Farnell เลิกนานแล้ว (อาจจะมากกว่า 10 ปี)

ไม่แน่ใจว่ายังมีให้สั่งซื้ออยู่ไหม

แต่ไม่ต้องกังวล คุณสามารถใช้ลวดขนาด 24 SWG ใด ๆ ก็ได้ซึ่งนำกระแสไฟฟ้าแทน

หรือคุณสามารถใช้สายเดี่ยวทั่วไปโดยไม่ต้องใช้ลวดดีบุก

USB type-B micro break-out ใช้สำหรับเชื่อมต่อเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือเป็นแหล่งพลังงาน

ก่อนที่จะเริ่มสร้าง INDICATOR ฉันจะอธิบายรูปแบบอินเทอร์เฟซระหว่าง RPI และ INDICATOR ผ่าน opto-coupler

เมื่อ RPI บูตขึ้น เอาต์พุตของ GPIO 24 จะกลายเป็น HIGH โดยการตั้งค่า config.txt

เนื่องจากการกำหนดค่าวงจรกลับด้านสัญญาณด้วยขั้วเอาต์พุตของ opto-coupler และตัวต้านทาน 4.7K สัญญาณอินพุตของ INDICATOR จะต่ำ

เนื่องจากสัญญาณอินพุตต่ำ (แรงดันไฟฟ้าอินพุตใกล้ถึง 0V) ทรานซิสเตอร์ BD140 PNP กำลังดำเนินการ (เปิดอยู่)

เมื่อเปิดทรานซิสเตอร์ PNP วงจรไฟกระพริบ LED (ซึ่งเป็นโหลดสำหรับทรานซิสเตอร์) จะเริ่มทำงาน

ขั้นตอนที่ 3: การสร้าง PCB Drawing

ตามที่อธิบายรูปแบบการทำงานของ INDICATOR เรามาเริ่มสร้างวงจรกัน

ก่อนทำการบัดกรีบางอย่างบนบอร์ดอเนกประสงค์ การเตรียมการวาดแบบ PCB ต่อไปนี้จะช่วยลดความผิดพลาดได้

ฉันใช้จุดจ่ายไฟเพื่อค้นหาแต่ละส่วนบนกระดานสากล และสร้างรูปแบบการเดินสายระหว่างชิ้นส่วนต่างๆ ด้วยลวดดีบุกดังแสดงในภาพวาด PCB ด้านบน

ลวดดีบุกที่กล่าวถึงข้างต้นใช้สำหรับทำลวดลายลวด PCB ที่แสดงเป็นเส้นสีชมพู น้ำเงิน และแดงในภาพวาด

แต่อย่างที่บอกไป คุณสามารถใช้ได้เฉพาะสายเคเบิลแบบธรรมดาเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดดังแสดงในภาพด้านล่าง

แต่อย่างที่คุณเห็น มันดูน่าเกลียดเล็กน้อยและระมัดระวังในการต่อส่วนประกอบแต่ละส่วนเพื่อป้องกันข้อผิดพลาด (ใช้หัวเข็มแทน USB type-B micro break-out)

ฉันแนะนำให้ใช้ลวดดีบุกเพื่อให้ผลลัพธ์มีรูปลักษณ์ที่ประณีตเล็กน้อยและแก้ไขข้อผิดพลาดได้ง่ายขณะบัดกรี

ตกลง! ทุกอย่างพร้อมแล้วมาเริ่มทำกันเลย

ขั้นตอนที่ 4: การบัดกรี

ฉันจะอธิบายเฉพาะขั้นตอนที่สำคัญในขั้นตอนการบัดกรีทั้งหมด

โปรดดูการโพสต์อื่น ๆ ในหน้าเว็บที่สอนได้เกี่ยวกับพื้นฐานการบัดกรี

USB type-B micro break-out สามารถติดตั้งบนบอร์ดอเนกประสงค์ได้โดยใช้หัวเข็ม 5 หัว

แต่ละส่วนจะถูกแทรกบนบอร์ดสากลในตำแหน่งตามที่ปรากฎในรูปวาด PCB

โปรดใช้ความระมัดระวังเกี่ยวกับรูปแบบพินของ PC817 ขณะทำการบัดกรีออปโตคัปเปลอร์

สำหรับการเดินสายแต่ละส่วนประกอบ บางครั้งต้องใช้ลวดดีบุกเพื่อเชื่อมต่อสองส่วนที่อยู่ห่างกันบน PCB

เมื่อคุณดูรูปแบบการเดินสายไฟอย่างระมัดระวังระหว่างตัวสะสมของ BD140 และตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ 2N3906 ที่ด้านล่างของ PCB เส้นสีส้มเชื่อมต่อกับเส้นสีชมพู

เส้นสีส้มตัดกับเส้นสีชมพูซึ่งเชื่อมต่อระหว่างตัวต้านทาน 2.2K และฐานของ BD140

อันที่จริง ส่วนของเส้นลวดขนาดเล็กรูปตัว “U” เป็นเส้นสีส้มดังรูปด้านล่าง

และลวดลายเส้นยาวสีชมพูระหว่างทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อกันโดยใช้ลวดดีบุกรูปทรงตรง

เมื่อเสียบลวดดีบุกรูปตัว "U" บน PCB จะไม่สัมผัสเส้นสีชมพูจาก 2.2K ถึงฐานของทรานซิสเตอร์ BD140

สายสีชมพูยาวอื่น ๆ เชื่อมต่อกับเส้นตรง

ในทำนองเดียวกัน ส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อถึงกันได้

PCB ที่บัดกรีเสร็จแล้วแสดงในภาพด้านล่าง

ในขั้นสุดท้าย LED สองสีควรเชื่อมต่อกับ PCB ที่เสร็จสมบูรณ์

สำหรับด้านบนของ LED ที่หันไปทางด้านหน้าจะใช้ชิ้นส่วน PCB ขนาดเล็กตามที่แสดงในภาพด้านล่าง

ชิ้นส่วน PCB ขนาดเล็กที่ติด LED สองสีถูกบัดกรีในแนวตั้งฉาก (90 องศา) กับ PCB หลัก

ขั้นตอนที่ 5: ตัวบ่งชี้ที่เชื่อมต่อกับ RPI

เมื่อบัดกรีเสร็จแล้ว ควรต่อวงจร INDICATOR กับ RPI

นอกจากนี้ ควรเพิ่มการกำหนดค่า RPI OS ในไฟล์” /boot/config.txt”

หมุด GPIO 24 (18) และกราวด์ (20) เชื่อมต่อกับ RPI ดังแสดงในภาพด้านล่าง

เนื่องจากเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซ opto-coupler เท่านั้น จึงจำเป็นต้องมีหน่วยจ่ายไฟสองชุด

อะแดปเตอร์จ่ายไฟสีขาวที่แสดงในภาพด้านบนเป็นเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือทั่วไปที่มีกำลังไฟ 5V

สีดำที่แสดงทางด้านขวาคือแหล่งจ่ายไฟ 5V / 3A RPI

ในการกำหนดค่า GPIO 24 สำหรับการเปิดใช้งาน INDICATOR ควรรวมการตั้งค่าต่อไปนี้ใน /boot/config.txt ตามที่แสดงในภาพด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 6: ตัวบ่งชี้การใช้งาน

เมื่อการเดินสายเสร็จสิ้นและการกำหนดค่าเสร็จสิ้น เพียงรีบูต RPI ด้วยคำสั่ง "sudo reboot now"

จากนั้น INDICATOR จะเริ่มกะพริบระหว่างการบูตเครื่อง

ฉันคิดว่าบางที GPIO 24 กำลังเปิดใช้งานที่ระดับรัน 1 เนื่องจากเซสชัน putty ยังไม่แสดงข้อความแจ้งการเข้าสู่ระบบในขณะที่เพิ่งเริ่มกะพริบ

เมื่อทุกอย่างเรียบร้อย คุณจะเห็น LED สองสีกะพริบในขณะที่ RPI กำลังทำงาน

แน่นอนว่าการกะพริบจะหยุดเมื่อคุณเริ่มปิดเครื่อง เช่น ใช้คำสั่ง “sudo shutdown –h 0”

เมื่อหยุดกะพริบ คุณสามารถปิด RPI ได้อย่างปลอดภัย

สนุก….