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.