З якими значеннями min / max напруги / струму можуть впоратися шпильки gpio?


36

Я хочу почати використовувати штифти GPIO, але я переживаю за коротке замикання або використовую занадто багато амперажу та обсмажую свою рашпі. З якими найменшими та максимальними значеннями напруги та струму можуть розповсюджуватися розпіри? Яка типова напруга та струм? Наскільки чутливий рапі до короткого замикання і подібних речей?


Я бачив дошки, розроблені для того, щоб "захистити" ваші рапи:

Я не хочу дуже "розширювати" корисність моїх рапі, я просто хочу захистити її від смаження моїми GPIO шпильками. Я маю намір створити буферну схему, яка не дозволить моїм рашпі пошкодитися від експериментів із GPIO-штифтами.


Серед відповідей ви отримаєте багато диких спекуляцій. Незважаючи на те, що дані про піоні gpio обмежені, більшість сучасних ІС будуть терпіти тимчасові шорти між веденим виходом і землею, рейковою шиною, що живить його, або іншим виходом. Те, що вони часто не терплять, - це навіть коротке підключення до джерела підвищеної напруги, наприклад, 5-контактний контакт на тому ж роз'ємі.
Кріс Страттон

Для безпечності використовуйте дошку розбивки. Якщо ви не хочете купувати його, то банально створити власну схему захисту
Jivings

За умови, що ви не використовуєте протоколи надзвичайно високої швидкості, просто використання резисторів серії 1К може бути хорошим балансом захисту та простоти; будь-яке сфальсифіковане рішення присяжних (особливо, якщо у нього є активні пристрої, що вимагають живлення) ризикує ввести додаткові місця для випадкових шортів ...
Кріс Стріттон

Ви можете посилатися на це посилання elinux.org/RPi_Low-level_peripherals . це допоможе тобі.
Блискуча Фатіма

Деякі додаткові дискусії тут: electronics.stackexchange.com/questions/397388/…
Сампо

Відповіді:


33

TL; DR

  • Це 3.3В пристрій .
    • Для використання периферійних пристроїв 5В необхідний перетворювач логічного рівня .
  • Вихідні дані
    • Максимальна сума всіх штифтів 50 мА.
    • За замовчуванням макс. 8 мА на контакт. (Повертається до цієї конфігурації після скидання.)
    • Програмне забезпечення з можливістю налаштування від 2 мА до 16 мА. Не надсилайте та не мийте більше того, що ви налаштували.
    • Не керуйте ємнісними навантаженнями.
  • Вхідні дані
    • Поріг 1,8 В
    • Максимум 0,5 мА
    • Використовуйте резистор 6Kohm, щоб переконатися, що струм від джерела 3,3 В не може перевищувати 0,5 мА
      • ( 3,3 В / 6000 Ом = .00055 А )

Список літератури

від: http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28GPIO.29

Рівень напруги GPIO становить 3,3 В і не має 5В . Захист від перенапруги на платі не має - наміри полягають у тому, що люди, зацікавлені у серйозній взаємодії, використовуватимуть зовнішню плату з буферами, перетворенням рівня та аналоговим входом / виводом, а не паяти безпосередньо на основну плату.

З цим легко впоратися двонаправлений перетворювач рівня логіки .

від: http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/raspberry-pi/gpio-pin-electrical-specifications#rpi-gpio-input-voltage-and-output-current-limitations

GPIO-штифти встановлені на вхід

Це логічні штифти 3,3 вольта. Напруга біля 3,3 В інтерпретується як логічна, тоді як напруга біля нуля вольт - логічний нуль. Штиф GPIO ніколи не повинен підключатися до джерела напруги, що перевищує 3,3 В або менше 0 В, оскільки внаслідок мікропровідної пошкодження мікросхеми можуть виникати діоди підкладки вхідних штифтів (показані як паразитичні БНТ на малюнку 1). Можливо, вам знадобиться підключити їх до напруги поза межами діапазону - у таких випадках струм вхідного штифта повинен бути обмежений зовнішнім резистором до значення, що запобігає шкоді мікросхемі. Я рекомендую ніколи не вводити та не занурювати на вхідний штифт більше 0,5 мА .

Як @ AutomatedMike зазначив у коментарях, ви можете застрахувати це за допомогою резистора 2 Ком на вольт . ( 3,3 В / 6000 Ом = .00055 А )

GPIO-штифти встановлені на вихід

GPIO-шпильки Raspberry Pi досить універсальні, і ви можете змінити багато їх характеристик за допомогою програмного забезпечення. Ви можете увімкнути / вимкнути гістерезис вхідного штифта, обмежити швидкість виходу вихідного сигналу, а також керувати джерелом та можливістю потокового потоку від 2 мА до 16 мА з кроком 2 мА. Ці властивості встановлюються для блоку GPIO в цілому, а не на основі принципу "один за одним".


Щоб запобігти надмірному розсіюванню живлення в мікросхемі, не слід подавати / заточувати більше струму зі шпильки, ніж його встановлений ліміт . Отже, якщо ви встановили потужність струму в 2 мА, не витягайте з штиря більше 2 мА.


Можливість джерела / потокового струму не обмежує струм на штифт або на нього, а лише вказує максимальний струм, для якого будуть дотримані характеристики високого / низького напруги вихідного сигналу. При неправильному використанні вихідні штифти можуть бути пошкоджені надмірним струмом незалежно від запрограмованого струму джерела / мийки. Після скидання , RPi виходить з виходами GPIO, встановленими на 8 мА .


Струм, що отримується на виходах, береться від джерела живлення 3,3 В, який може забезпечити максимум 50 мА. Отже, максимум, який ви можете отримувати одночасно з усіх виходів GPIO, становить менше 50 мА . Можливо, ви зможете провести перехідні струми за межами цієї межі, оскільки вони виводяться з обхідних конденсаторів на рейці 3,3 В, але не натискайте на конверт!

Обережно:

Є додаткові міркування щодо ємнісних навантажень. Ви дійсно повинні прочитати документ, який тут сильно цитується.


5
0,5 мА здається надмірно консервативним, і зробить RPi марними для взаємодії з більшістю датчиків, які, як правило, малюють принаймні пару ма. Ці документи кажуть, що RPi налаштовано за замовчуванням для потоплення / джерела 8mA і може бути налаштовано на потоплення / джерело до 16mA.
Серін

@Cerin, ви праві, що я цитував консервативне число. Ви помітили, що ви пов’язали той самий документ, який я цитував (але без якоря)? Якщо люди хочуть штовхнути конверт, їм потрібно прочитати цей документ і дізнатися більше, ніж я тут викладаю. Я вказую їх у тому напрямку. Я просто не хочу нести відповідальність, якщо вони отримують більше 50 мА сукупно.
Бруно Броноський,

6
Фігури 8ma та 16ma стосуються штифтів, налаштованих на вихід. 0,5ma - для штифтів, налаштованих для введення. Просто переконайтеся, що між Vss та штифтом завжди є принаймні (Vss * 2Kohm) опір, тоді до входу не може надходити більше 0,5 мА
AutomatedMike

Що було б прийнятним обмеженням струму, якщо я підключую напругу більше 3,3 В на GPIO у вихідному істинному стані? (Розчин діонера Зенера в електроніці.stackexchange.com/ questions/353218/…) @AutomatedMike
Пігмаліон

Дякую за всі чудові відгуки. Я додав більше інформації до своєї відповіді.
Бруно Броноський
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.