Raspberry Pi Power & Cooling Mods: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

کمی خجالت آور است که بپذیرم ده Raspberry Pis مشغول انجام کارهای مختلف در خانه هستند ، اما گفته می شود ، من یکی دیگر خریدم ، بنابراین فکر کردم ایده خوبی است که تغییرات استاندارد Pi خود را به عنوان یک دستورالعمل ثبت و به اشتراک بگذارم.

من این حالت ها را به اکثر Pis های خود اضافه می کنم - آنها اجازه می دهند هر مدلی از Raspberry Pi از منبع تغذیه اضافی تغذیه شود که در غیر این صورت فقط در کشو گیر می کند - استفاده از منبع تغذیه ناخواسته در غیر این صورت باید چند پنی در شما صرفه جویی کند. و این ترتیب همچنین می تواند منبع مفید مفیدی برای دستگاه های دیگر مانند رله ها باشد. حالت خنک کننده استفاده از اتصالات صفحه نمایش و دوربین را دشوارتر می کند ، اما می تواند در صورت اورکلاک یا انجام کارهای فشرده پردازنده ، عقب انداختن Pi را متوقف کند. دسترسی به کانکتور GPIO معمولاً مانعی ندارد ، اما باید فن را با دقت قرار دهید …

من دستورالعمل ها را برای سهولت خواندن به دو قسمت تقسیم کرده ام - قسمت 1 شامل اصلاح منبع تغذیه ، قسمت دوم شامل یک فن خنک کننده و هیت سینک است. تازگی احتمالی قسمت 2 استفاده از فن 12 ولت DC است که از خروجی 5 ولت DC تنظیم کننده ولتاژ تغذیه می کند. استفاده از فن 12 ولت در این راه این است که مقدار کمی خنک کننده با کاهش سر و صدا ایجاد کند ، ویژگی ای که هنگام استفاده از RasPi (به عنوان مرکز رسانه ای OSMC) در اتاق نشیمن ما مورد نیاز است ، زیرا شریک من می تواند یک قطره پین از چاه را بشنود. ، تقریباً هر مسافتی را که دوست دارید ذکر کنید….

لطفاً توجه داشته باشید که من سعی کرده ام تا جایی که می توانم جزئیات را به گونه ای تنظیم کنم که بتواند مخاطب را تحت پوشش قرار دهد ، اما برخی از مهارت های اولیه الکترونیکی مانند لحیم کاری ، استفاده از مولتی متر و غیره ضروری است ، بنابراین اگر موارد زیر خیلی ساده خوانده می شود یا بیش از حد فرض می شود ، عذرخواهی می کنم. - همه و همه نظرات سازنده البته بسیار استقبال می شود!

مرحله 1: قسمت 1 حالت های منبع تغذیه: ابزارها و قطعات

قطعات:

• (یک Raspberry Pi و یک کیس) - یک قاب شفاف این حالت ها را آسان تر می کند اما یک قاب مات جلوی نمایش نمی گیرد.
• کشوی ناخواسته منبع تغذیه AC به DC ، حداقل توان خروجی 18W ، 9v DC تا 30v DC.*
• LM2596 DC-DC Switching Adjustable Step Down Voltage Buck Converter (در eBay از چندین فروشنده مختلف موجود است)
• منبع تغذیه DC سوکت جک سوکت زن پنل اتصال 5.5 x 2.1 میلی متر یا هر آنچه شما نیاز دارید تا منبع تغذیه بالا را متناسب کند. هر چند این رایج ترین است. (eBay ، فروشندگان متعدد)
• یک سرور میکرو USB نوع B (جعبه آشغال) OR
• اتصال سوکت جک لحیم کاری مردانه USB Type B 5 پین (eBay ، فروشنده های متعدد)
• دو طول 150 میلی متر سیم تجهیزات چند رشته ای (به عنوان مثال) سیم بلندگوی مسی.
• دو استند آف عایق بندی شده (در صورتی که در جعبه آشغال خود نداشته باشید ، کوتاه بودن قاب بیرو باعث ایجاد استندهای عالی می شود)
• دو پیچ خودکار 2.8 میلی متری (جعبه آشغال) - اینها فقط باید به اندازه ای باشد که برای عبور نخ از قاب مورد نیاز است - من از پیچ های 12 میلی متری استفاده کردم.
• کاهش حرارتی ID 2.5 میلی متری و کاهش حرارتی 1/4 اینچی ID (به مرحله 5 مراجعه کنید) (eBay ، فروشندگان متعدد).

ابزارها:

• لحیم کاری و لحیم کاری چند هسته ای.
• مولتی متر با قابلیت اندازه گیری مقاومت و ولتاژ DC
• تفنگ حرارتی (برای کاهش حرارت)
• تفنگ چسب داغ (در صورت استفاده از سیم USB قربانی مورد نیاز نیست)
• قلم نشانگر زیبا
• مته و مته HSS 1.5 میلی متر و 2.5 میلی متر.
• دستگاه برش و سیم برنده.

*نکاتی در مورد انتخاب منبع تغذیه:

پارامترهای مهم ولتاژ و توان خروجی هستند. شما باید تنظیم کننده LM2596 را تقریباً سه ولت بیشتر از ورودی خود در ورودی آن ارائه دهید ، بنابراین برای خروجی 5 ولت مورد نیاز Pi ، شما حدود 8 ولت به ورودی نیاز دارید. من برای اطمینان بیشتر کمی بیشتر را توصیه می کنم ، بنابراین حداقل 9v در بالا. حداکثر ولتاژی که می توانید استفاده کنید برای برخی از مدل های این رگولاتور حدود 35 ولت است و برای برخی دیگر بیشتر است. من حداکثر به 30 ولت می چسبم

منبع تغذیه همچنین باید بتواند جریان کافی را برای Pi تأمین کند (برای الزامات فعلی مدلهای مختلف Pi به اینجا مراجعه کنید). پیوند می گوید که شما به منبع تغذیه ای نیاز دارید که بتواند حداقل 2.5A برای Pi 3 ارائه دهد. با این حال ، LM2596 یک تنظیم کننده سوئیچینگ است ، بنابراین تا زمانی که ولتاژ ارائه شده شما نسبتاً بیشتر باشد ، به جریان کمتری از این جریان احتیاج دارید.

برای برآوردن آنچه نیاز دارید ، توان کشیده شده توسط Pi را محاسبه کرده و تلفات تبدیل در رگولاتور را در نظر بگیرید (به عنوان مثال) Pi 3 به 5v @ 2.5A احتیاج دارد ، بنابراین قدرت مورد نیاز آن 5 2.5 2.5 = 12.5W است. این عدد را در 1.1 ضرب کنید تا ضررهای تنظیم کننده را در نظر بگیرید و 12.5 x 1.1 = 13.75W دریافت می کنید. با رسیدن به این رقم ، هرگز ایده خوبی نیست که منبع تغذیه را با استفاده از 100٪ قابلیت تأکید کنید ، بنابراین حداقل 30٪ حاشیه اضافه می کنم تا اطمینان حاصل شود که خیلی گرم نمی شود و زودتر از موعد منقضی می شود.

برای سهولت کار برای همه ، در اینجا حداقل نیازهای منبع تغذیه برای ولتاژهای مختلف بر اساس محاسبات بالا آمده است:

Pi 3: 9v / 2A ؛ 12 ولت / 1.5 آمپر ؛ 15v / 1.2A ؛ 19 ولت / 0.9 آمپر ؛ 26 ولت / 0.7 آمپر ؛ 30 ولت / 0.6 آمپر

Pi B+ & 2B: 9v / 1.5A ؛ 12 ولت / 1.1 آمپر ؛ 15v / 0.9A ؛ 19 ولت / 0.7 آمپر ؛ 26 ولت / 0.5 آمپر ؛ 30 ولت / 0.4 آمپر

Pi Zero & Zero W: 9v / 1.0A ؛ 12 ولت / 0.7 آمپر ؛ 15v / 0.6A ؛ 19 ولت / 0.5 آمپر ؛ 26 ولت / 0.3 آمپر ؛ 30 ولت / 0.3 آمپر

(مورد دوم برای کامل بودن گنجانده شده است)

مرحله 2: علامت گذاری مورد

تنظیم کننده را مطابق شکل قرار دهید. پدهای ورودی باید همان طرف کانکتور برق Pi باشد.

اگر شما هم فن نصب می کنید ، آن را مطابق شکل قرار دهید. توجه داشته باشید که در بهترین حالت فقط می توانید از سه سوراخ پیچ چهار فن استفاده کنید زیرا برش های قاب اغلب در راه است. همچنین توجه داشته باشید که در صورت نیاز به استفاده از اتصالات دوربین یا نمایشگر (مگر اینکه از مسیریابی جدید سیم کشی استفاده کنید) این حالت فن نامناسب است.

اطمینان حاصل کنید که سوراخ نصب تنظیم کننده در نزدیکی لبه مورد در بالای شکاف بین دو پریز USB Pi قرار دارد (بنابراین پیچ نصب خراب نمی شود - برای عکس تنظیم کننده نصب شده در مرحله 4 که می توانید محل پیچ را ببینید ، مرحله 4 را ببینید. موقعیت دارد)

از یک نشانگر دائمی خوب برای نشان دادن موقعیت دو سوراخ نصب تنظیم کننده بر روی قاب و در صورت تمایل ، سوراخ های نصب فن و یک سوراخ برای جریان هوای فن استفاده کنید.

مرحله 3: مورد را حفاری کنید

قسمت بالای کیف را برداشته و برای تکیه گاه آن را روی یک تکه چوب وارونه کنید.

از یک مته خوب (1.5 میلی متری) برای ایجاد یک سوراخ خلبان در جایی که در آخرین مرحله مشخص شده است استفاده کنید.

از یک مته 2.5 میلی متری برای بزرگتر کردن یکی از سوراخ ها استفاده کنید و بررسی کنید پیچ انتخاب شده بدون ضربه زیاد می تواند پیچیده شود. در صورت لزوم اندازه سوراخ را گسترده کنید.

هنگامی که از اندازه سوراخ راضی هستید ، یکی دیگر را متناسب با آن سوراخ کنید.

مرحله 4: تنظیم کننده را نصب کنید

همانطور که در عکس ها نشان داده شده است تنظیم کننده را با استفاده از پیچ های ایستاده و خود ضربه بزنید. به موقعیت پیچ بین دو دسته اتصال USB توجه کنید.

مرحله 5: سیم کشی

سیم تجهیزات را به سوکت منبع تغذیه DC لحیم کرده و مطابق شکل با آستین کوچک کننده عایق بندی کنید. با فرض اینکه منبع تغذیه استانداردی دارید که ولتاژ مثبت در اتصال داخلی است ، سیم قرمز را به برچسب کوتاه و سیم سیاه را به برچسب بلند لحیم کنید (این فرض می کند که برچسب بلند به قسمت خارجی سوکت متصل شده است - هر چند از یک مولتی متر برای بررسی استفاده کنید). اگر قطبیت برعکس شد ، سیم های قرمز و سیاه را به برچسب های مقابل بچسبانید.

سر دیگر سیمها را زیر برد رگولاتور فشار دهید و مطابق شکل به پدهای ورودی تنظیم کننده لحیم کنید (دوباره قرمز تا +ve ، سیاه تا -ve).

اگر سیم میکرو USB قربانی دارید ، آن را قطع کنید تا حدود 180 میلی متر کابل به انتهای میکرو USB متصل شوید. با استفاده از یک قطعه سیم خوب و مولتی متر خود در حالت مقاومت ، مشخص کنید که کدام سیم به مخاطبین مثبت و منفی کانکتور micro USB وصل شده است (برای نمودار به بالا مراجعه کنید). قرمز و مشکی رنگهای معمولی هستند که در اتصالات USB برای اتصالات +ve و -ve استفاده می شوند (گاهی اوقات به ترتیب "Vcc" و "Gnd" مشخص می شوند). سیمهای دیگر (معمولاً سفید و سبز) را کوتاه کنید. یک تکه آستین کوچک کننده را روی آنها و غلاف بیرونی بکشید و در جای خود جمع کنید.

انتهای برش را زیر رگولاتور فشار دهید ، سیمهای قرمز و مشکی را بچسبانید و قلع بزنید و آنها را به ترتیب به پدهای خروجی +ve & -ve تنظیم کننده لحیم کنید.

اگر شجاع هستید (مانند wot I woz) ، با استفاده از یک کانکتور برهنه ، USB USB خود را ایجاد کنید. سیمها را مطابق شکل به پدهای اتصال USB بچسبانید ، مفاصل را با یک لایه نازک از چسب حرارتی بپوشانید و وقتی تنظیم شد ، آستین 1/4 اینچی حرارتی را مانند تصویر روی آن بکشید.

با استفاده از اسلحه گرم آستین را کوچک کنید و چسب به عنوان یک کاهش دهنده فشار عمل می کند (امیدوارم!).

همانطور که در بالا ذکر شد ، انتهای دیگر سیم را زیر تنظیم کننده بکشید و به پدهای خروجی لحیم کنید.

همیشه ایده خوبی است که قطبیت اتصالات خود را دوبار بررسی کنید - از مولتی متر و سیم نازک برای بررسی صحت اتصال پین های USB به تنظیم کننده استفاده کنید.

مرحله 6: تنظیم ولتاژ

قبل از اتصال خروجی تنظیم کننده به Pi ، ولتاژ خروجی باید تنظیم شود.

منبع تغذیه را به سوکت ورودی DC تنظیم کننده متصل کرده و آن را روشن کنید. یک LED آبی روی تنظیم کننده وجود دارد که باید فوراً روشن شود. اگر این کار را نمی کند و/یا بوی دود می آید ، ارتباط را قطع کنید و (اگر من من هستید) سر خود را از شرمندگی پایین بیاورید. ممکن است با آن کنار بیایید ، اما اگر دودی وجود داشته باشد ، به خوبی نمی تواند تظاهر کند. سیم کشی خود را با دقت بررسی کنید ، اصلاح کنید و دوباره امتحان کنید. امیدوارم LED روشن شده باشد…

با استفاده از یک پیچ گوشتی کوچک ، پتانسیومتر را روی رگولاتور (جعبه آبی با پیچ برنجی در بالا) تنظیم کنید تا زمانی که مولتی متر کمی زیر 5.1 ولت را بخواند. جهت ولتاژ در جهت عقربه های ساعت ولتاژ را کاهش می دهد و اغلب بیش از آنچه انتظار دارید چرخش می کند تا ولتاژ تغییر کند - اگر چند دور برای مشاهده اثر طول کشید ، ناامید نشوید.

منبع تغذیه را خاموش کرده و خروجی تنظیم کننده را به Pi وصل کنید. شما آماده عمل هستید!

مرحله 7: قسمت 2 - افزودن فن خنک کننده و هیت سینک - ابزارها و قطعات

قطعات:

• 12v DC 0.12A 50mm x 50mm x 10mm بلبرینگ فن (eBay ، فروشندگان متعدد)
• 3 پیچ 15 میلیمتری 2.8 میلیمتری OD خودکار (جعبه آشغال)
• 2 عدد سینک ظرفشویی مس مستحکم برای رزبری پای (eBay ، فروشندگان متعدد)

ابزارها:

• اره برقی یا ابزار برقی از نوع Dremel با برش از نوع سوراخ دار
• مته و مته 1.5 و 2.5 میلی متری
• لحیم کاری و لحیم کاری
• دستگاه برش و سیم برنده.
• تفنگ چسب داغ (برای نگه داشتن سینک های گرمکن در محل خود)

مرحله 8: برش سوراخ برای فن

با استفاده از علامت های مورد در مرحله 2 ، سه سوراخ نصب را همانند سوراخ های تنظیم کننده (به عنوان مثال) با مته 1.5 میلی متری سوراخ کنید و یکی از سوراخ ها را با مته 2.5 میلی متری پهن کنید. تناسب پیچ های خودکار را امتحان کنید و اگر همه چیز خوب بود ، دو سوراخ دیگر را سوراخ کنید. در غیر این صورت ، سوراخ ها را در صورت لزوم باز کنید.

با استفاده از اره براق یا جایگزین Dremel ، سوراخ پلاستیکی را بردارید تا جریان هوا در فن انجام شود. در صورت لزوم لبه ها را با یک فایل تمیز کنید (در صورتی که تجربه من مورد استفاده قرار گیرد ، استفاده از یک ابزار برقی ناگزیر پلاستیک ذوب شده ای ایجاد می کند که تمیز کردن آن دردآور است - از این رو من ترجیح می دهم به یک اره نازک ترجیح دهم).

پنکه را به سوراخ های نصب منتقل کرده و دستگاه های چسبنده را با دقت پیچ کنید. فن باید با برچسب پایین نصب شود ، بنابراین جریان هوا به داخل Pi هدایت می شود. من همچنین می خواهم آن را طوری تنظیم کنم که سیم کشی بلافاصله در مجاورت رگولاتور نباشد ، بنابراین شما باید کمی سیم ضعیف بازی کنید.

فن را به صورت دستی بچرخانید تا مطمئن شوید هیچ چیز جلب کننده نیست.

مرحله 9: سیم کشی فن

تجربه من این است که همه طرفداران به جز یک نوع در لیست قطعات به تنهایی هنگامی که از 5v DC استفاده می کنند شروع به کار کردند. در آن صورت متوجه شدم که فن را از 12 ولت DC به مدت حدود پنج دقیقه شل کرده و پس از آن در 5 ولت خوب است. با این حال ، طرفداران سازنده مختلف ممکن است رفتار متفاوتی داشته باشند ، بنابراین ممکن است مجبور شوید که فن را به صورت دستی راه اندازی کنید - سپس باید خوب باشد و به کار خود ادامه دهید. اگر اینطور نیست ، هنوز می توانید فن را به ورودی رگولاتور وصل کنید تا زمانی که این ولتاژ 9 ولت تا 12 ولت باشد و می توانید افزایش نویز را بپذیرید.

اتصال فن را قطع کنید و سیم کشی کافی برای رسیدن به تنظیم کننده باقی بماند. می توانید سیم زرد را بیشتر به عقب برش دهید زیرا در این نوع کاربردها استفاده نمی شود. مطابق شکل از یک تکه آستین کوچک استفاده کنید تا عایق بندی شده و از راه دور نگه داشته شود. سیم کشی فن را زیر رگولاتور قرار دهید و به پدهای خروجی آن (قرمز به مثبت ، سیاه به منفی) لحیم کنید.

مرحله 10: افزودن Heatsinks

اطلاعات زیادی در مورد اینکه کجا (و چه زمان) می توان هیت سینک را به Raspberry Pis اضافه کرد وجود دارد. مراحل زیر برداشت شخصی من است.

تا آنجا که می توانم جمع آوری کنم ، توصیه از طریق Raspberry Pi Foundation این است که شما واقعاً نیازی به افزودن هیت سینک به هر مدل Pi ندارید مگر اینکه آنها را اورکلاک کنید. با این حال ، من متوجه شده ام که Pi 3 هنگام تلاش برای پخش فیلم های H265 بسیار گرم می شود و اگر خنک نشود ، می تواند در حین محافظت از خود به عقب برود.

در این شرایط ، Broadcom SoC (تراشه بزرگ در سطح بالای Pi) داغترین می شود ، بنابراین ارزش گرم کردن دارد. به دنبال توصیه هایی که در حال حاضر منبع آنها را پیدا نمی کنم ، تراشه RAM را نیز در قسمت زیر گرم می کنم. من با تراشه LAN کوچکتر اذیت نمی شوم زیرا به نظر نمی رسد آنقدر داغ شود.

بنابراین ، برای تجارت - نوار روکش را از روی بخاری جدا کرده و با دقت آن را روی تراشه SoC قرار دهید. با استفاده از تفنگ چسب داغ ، چند قطعه چسب را در دو طرف هیت سینک مانند تصویر اضافه کنید. من مقدار زیادی از Pis خود را در کنار آنها استفاده می کنم ، بنابراین پس از مدتی هیت سینک ها از بین می روند - چسب به جلوگیری از این امر کمک می کند. تا به امروز چسب به اندازه کافی نرم نشده است تا یکپارچگی خود را از دست بدهد (در حدود 120 درجه سانتی گراد ذوب می شود ، بنابراین نباید!)

روش نصب هیت سینک روی تراشه RAM یکسان است با این تفاوت که باید قسمتی از گریل را در قسمت زیرین قاب جدا کنید تا فضای کافی ایجاد شود. توجه داشته باشید که از مرز مورد خارج نمی شود.

مرحله 11: مرحله 11 وجود ندارد

…همینه که هست.

امیدوارم این دستورالعمل مفید و آموزنده باشد.

در صورت مشاهده هرگونه خطا و غیره لطفاً به من اطلاع دهید و من با کمال میل مطابق آن ویرایش می کنم.