Чому штифти Pi GPIO використовують / дають 3,3 В, а не 5 В?

26

Я давно знаю, що люди НЕ повинні ставити більше 3,3 В на штифти GPIO. Вони також видають 3,3 В, коли високі.

Я провів деякі дослідження, і, здається, ніхто насправді не турбувався просити. Майже всі вони говорять про максимальний струм.

Якщо я постачаю Pi з 5В, чому шпильки GPIO не мають 5В?

Шпильки Arduino більш-менш слідують за вхідною (або V _CC ) напругою. Якщо це 5V модель, штифти використовують 5V. Якщо це 3.3V модель, вона використовує 3.3V. Все, що вище, було б більш-менш смаженим.

_{^{Я, мабуть, повинен запитати Бродком про це.}}

gpio power

— PNDA
джерело

Як зазначає Джоан, твердження "Ардуїно шпильками більш-менш слідкуйте за вхідними напругами" є помилковим. Вхідні напруги Arduino змінюються, а штифти регулюються. Для моделі 5В для правильного функціонування потрібно використовувати принаймні 5В вхід. Також варто зазначити, що MC! = SoC, хоча є подібності, і останній термін є різновидом неоднозначного / концептуального.

— золотинки

@goldilocks Уточнено. Я мав на увазі VCC.

— ПНДА

2

"Якщо я постачаю Pi 5В, чому шпильки GPIO не мають 5В?" - З тієї самої причини Arduino GPIO не має 12В толерантності, навіть якщо ви живите плату 12В.

— JimmyB

1

Я думаю, що заголовок і зміст були просто занадто SEO-дружніми.

— PNDA

30

Вказуються чіпи ATMega Operating Voltage: ̶ 1.8 - 5.5V. Якщо ви читаєте глибше, робоча швидкість залежить від напруги. Вони працюють на 3,3 В, але вам потрібно обмежити тактову частоту. ArduinoКоманда імовірно вибрав 5V через доступність систем , які використовують це (спадщина TTL).

SOC, який використовується на Pi, працює на 3,3 В (а також вимагає пару менших напруг). Вони на порядок складніші за ATMega і працюють зі значно більшими швидкостями (~ 1 ГГц проти 16 МГц). Як і більшість складних систем, що працюють при меншій напрузі, дозволяють працювати з більшою швидкістю при меншому споживанні електроенергії (і, отже, тепла).

Я підозрюю, що частина процесора та графічний процесор працюють на джерелах 1,8 В та 1,2 В, а 3,3 В - для периферійних пристроїв. SD-карта також працює на 3,3 В.

Pi (особливо пізніші моделі) мають складні перетворювачі потужності, які подають багато напруг, необхідних при великих струмах. 5В потрібен, тому що це стандарт USB (і наявність готових джерел живлення).

— Milliways
джерело

19

Чому б це не було справжнім питанням?

— самотній човен

Arduino V (вхід-низький) - 0 - v1,8 a V (вхід-високий) - 3v - 5v

— wajatimur

1

@loneboat Я на твій бік.

— ПНДА

5

@ PandaLion98 Справжня відповідь полягає в тому, що саме так створена система. Тоді я продовжив пояснювати, чому це створено саме так. Це було відносно "я провів деякі дослідження, і, здається, ніхто насправді не намагався запитати" - ніхто більше не питає, бо це очевидно. Насправді, як я пояснював в інших постах, наведення 5В на штифт GPIO навряд чи спричинить шкоду (не те, що я рекомендую) за умови обмеження струму - що, звичайно, знижує напругу.

— Міллівей

11

Коротка відповідь - «Тому що це так і розроблено».

Дещо довша відповідь - «Вони не зробили це 5В толерантним, оскільки це було б дорого». Ніхто насправді масово не виробляє 5В периферійних пристроїв (включаючи USB, який має 3,3 В лінії передачі даних). Зробити 5В толерантних штифтів IO зробить мікросхему дорожчою та, ймовірно, трохи повільнішою, додавши при цьому близьке до нульового значення.

Ви повинні розуміти, що RPi не є типовим додатком для мікросхем Broadcom, тому мікросхеми оптимізовані для 99% випадків використання. Витратити 2 долари, щоб зробити всі штирі 5-толерантними має сенс для RPi, але ці $ 2 - це надмірно висока ціна, якщо врахувати решту 99%.

— Дмитро Григор’єв
джерело

0

Невже Пі не відповідає такому ж шаблону?

Всі поточні Pis є 3V3 моделями, тому він використовує 3V3 GPIO.

Вхідна напруга Pi встановлюється на фіксованому рівні 5В.

Arduino дозволяють діапазон вхідних напруг, 3,3 В - 12 В, як правило, для моделей 3V3, 6V - 20V, як правило, для 5V моделей.

— Жанна
джерело

1

Вхідна напруга Pi встановлюється на фіксованому рівні 5В. походить від USB-периферії. Сам Pi SoC використовує 3V3 через регулятор напруги.

— Ghanima

1

@Ghanima ... і вимоги HDMI. Жодне з них не стосується Arduino. SOC Pi використовує 3V3, 2V5 та 1V8.

— joan

1

Ти правий. Хоча нижчі напруги генеруються на мікросхемі.

— Ghanima

-1

Малиновий пі має 2 постійні 3v3 штифти, які постійно увімкнено, 2 постійних 5 вольтних штифтів , багато 3v3 гпіо-шпильок і 5 заземлених штифтів. Новіші версії мають все це, але з ще 3-ма GND (заземленими шпильками) та ще більшими шпильками gpio.

— Такокат 4642
джерело

4

Це справді не стосується питання.

— Ghanima

-2

3,3 вольт - це логічний рівень cmos (новіший), а 5 вольт - старший стандарт ttl.

— Террі Барбер
джерело

5

Це просто неправда. Напруги логічного рівня не суворо відповідають технології ланцюга. Насправді пристрої на базі CMOS працюють на різних рівнях напруги, включаючи напруги 5В, 3В3 і нижчі. Приклад: в той час як Arduinos мають 5-логічний логічний рівень, вони не є TTL, а CMOS (наприклад, ATMegas є CMOS), дивіться також тут

— Ghanima

3

Знаменита сім'я 4000 CMOS працює від 3 до 15 В. Дивіться специфікацію , сторінка 2.

— Дмитро Григорьев

Майже правдивий, але дещо інший, рівень логіки базується на дизайні виготовлення воріт або CMOS, або TTL. Логічний рівень Arduino трохи відрізняється від стандартних CMOS і TTL.

— wajatimur

@wajatimur Не існує такого поняття, як "Стандарт логічного рівня CMOS".

— Дмитро Григор’єв

@DmitryGrigoryev Загальноприйнята специфікація CMOS може бути більш точною.

— wajatimur