Chỉ báo tắt máy Raspberry Pi: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Đây là mạch rất đơn giản để hiển thị trạng thái hoạt động của raspberry pi (Sau đây gọi là RPI).

Có thể nó hữu ích khi bạn chạy RPI không đầu (không có màn hình).

Đôi khi tôi lo lắng khi nào là thời điểm thích hợp để tắt nguồn hoàn toàn sau khi RPI tắt.

Do đó, mạch này được tạo ra để thông báo thời điểm ngắt điện thích hợp.

Ngoài ra nó có thể hiển thị cho bạn RPI chạy không đầu đang làm gì đó.. ít nhất là làm cho đèn LED hai màu nhấp nháy.

(Giới thiệu mạch)

Mạch này được làm dựa trên bộ rung đa năng LED rất phổ biến nên được gọi là đèn LED nhấp nháy.

Dựa trên đèn LED nhấp nháy, tôi đang thêm tính năng sau để tạo chỉ báo tắt máy RPI (Sau đây gọi là CHỈ SỐ).

- Sử dụng opto-coupler để giao tiếp với RPI (Bởi vì tôi muốn cách ly hoàn toàn mạch này với RPI về mặt nguồn điện. Thực tế là tôi gặp khó khăn khi ghi RPI với dây cứng)

- Bộ chuyển đổi nguồn USB Type-B được sử dụng cho mạch này đang kết nối với bộ sạc điện thoại cầm tay thông thường rất khả dụng và cung cấp chính xác 5V

Tôi cho rằng việc sử dụng nguồn điện bên ngoài có thể giảm thiểu sự cố (ví dụ: nối đất với RPI, kết nối nhầm điện áp cao với GPIO) và RPI ít gây gánh nặng hơn.

Mặc dù mạch này khá đơn giản nhưng tôi đang có kế hoạch phát triển những mạch phức tạp hơn sau này, những mạch này đang thu hút dòng điện khá lớn từ GPIO.

Bước 1: Sơ đồ

Đây là sơ đồ của mạch INDICATOR.

Bạn có thể nhận thấy mạch nhấp nháy LED rất phổ biến và cơ bản được đưa vào sơ đồ INDICATOR.

Để làm cho INDICATOR hoạt động bình thường, cấu hình sau phải được đưa vào “/boot/config.txt”.

dtoverlay = gpio-poweroff, active_low, gpiopin = 24

Cấu hình hệ điều hành RPI này làm cho chân GPIO 24 lên mức cao khi RPI khởi động và sau đó xuống mức thấp khi quá trình tắt hoàn tất.

Do đó, bạn có thể tắt nguồn RPI một cách an toàn khi nhấp nháy của đèn LED hai màu bị dừng và tắt.

Hình trên cho thấy LEDblinking hai màu khi khởi động RPI.

Cho đến nay, tôi đang giải thích tổng quan về mạch INDICATOR và mục đích sử dụng.

Hãy bắt đầu làm điều này.

Bước 2: Chuẩn bị các bộ phận

Vì tôi có khá nhiều bóng bán dẫn PNP trong kho của mình, chủ yếu là bóng bán dẫn PNP được sử dụng để làm INDICATOR.

- Bóng bán dẫn PNP: 2N3906 x 2, BD140 x 1

- Bộ ghép nối quang: PC817 (Panasonic)

- Tụ điện: 22uF 20V x 2

- Điện trở: 220ohm x 3 (giới hạn dòng), 2,2K (điều khiển chuyển mạch của BD140) x 1, 100K (xác định tốc độ nhấp nháy của đèn LED), 4,7K (đầu vào tín hiệu RPI đảo ngược)

- Đèn LED hai màu x 1 (yêu cầu loại catốt chung)

- Bo mạch đa năng có kích thước lỗ 25 (W) x 15 (H) (Bạn có thể cắt bất kỳ kích thước nào của bo mạch đa năng để vừa với mạch INDICATOR)

- Dây thiếc (Tôi sẽ lấy ví dụ chi tiết trong “Phần 2: tạo bản vẽ PCB” để sử dụng phần này)

- Ngắt micro USB loại B

- Cáp (cáp dây đơn màu xanh và đỏ)

- Bất kỳ bộ sạc điện thoại cầm tay nào đầu vào 220V và đầu ra 5V (đầu nối USB loại B)

- Đầu ghim (5 chân)

Không có thành phần kỳ lạ nào được sử dụng cho INDICATOR và có thể bạn có thể dễ dàng mua tất cả các bộ phận từ bất kỳ cửa hàng điện tử nào trên internet ngoại trừ dây thiếc.

Tôi đã mua cái này từ Farnell đã bỏ từ lâu (có thể hơn 10 năm)

Tôi không chắc là nó vẫn có sẵn để đặt hàng.

Nhưng đừng lo lắng, bạn có thể sử dụng bất kỳ dây kích thước 24 SWG nào dẫn dòng điện để thay thế.

Hoặc đơn giản hơn bạn có thể sử dụng dây đơn thông thường mà không cần sử dụng dây thiếc.

Đầu ra micro USB loại B được sử dụng để kết nối bộ sạc điện thoại cầm tay làm nguồn điện.

Trước khi bắt đầu tạo INDICATOR, tôi sẽ giải thích sơ đồ giao diện giữa RPI và INDICATOR thông qua opto-coupler.

Khi RPI được khởi động, đầu ra của GPIO 24 trở nên CAO bằng cách cài đặt config.txt.

Do cấu hình mạch đảo ngược tín hiệu với đầu ra của bộ ghép quang và điện trở 4,7K, tín hiệu đầu vào của INDICATOR trở nên THẤP.

Khi tín hiệu đầu vào là THẤP (điện áp đầu vào trở nên gần 0V), bóng bán dẫn PNP BD140 đang dẫn (bật).

Khi bóng bán dẫn PNP được bật, mạch nhấp nháy LED (được tải cho bóng bán dẫn) bắt đầu hoạt động.

Bước 3: Vẽ PCB

Khi sơ đồ hoạt động của INDICATOR được giải thích, chúng ta hãy bắt đầu tạo mạch.

Trước khi hàn một thứ gì đó trên bo mạch đa năng, việc chuẩn bị loại bản vẽ PCB sau sẽ rất hữu ích để giảm thiểu sai lầm.

Tôi đang sử dụng power-point để định vị từng bộ phận trên bảng mạch đa năng và tạo các kiểu đi dây giữa các bộ phận bằng dây thiếc như trong hình vẽ PCB ở trên.

Dây thiếc được đề cập ở trên được sử dụng để làm các mẫu dây PCB được mô tả như các đường màu hồng, xanh lam và đỏ trong bản vẽ.

Nhưng như tôi đã đề cập, bạn chỉ có thể sử dụng cáp dây đơn thông thường để kết nối tất cả các thành phần như trong hình dưới đây.

Nhưng như bạn thấy, nó có vẻ hơi xấu và cẩn thận khi đi dây từng thành phần để tránh bất kỳ sai sót nào. (Sử dụng đầu ghim thay vì đầu ra micro USB loại B)

Tôi khuyên bạn nên sử dụng dây thiếc để làm cho đầu ra có giao diện tinh tế hơn một chút và dễ sửa lỗi trong khi hàn.

VÂNG! Mọi thứ đã sẵn sàng và hãy bắt đầu thực hiện.

Bước 4: Hàn

Tôi sẽ chỉ giải thích các bước quan trọng trong số tất cả các bước hàn.

Vui lòng tham khảo các bài đăng khác trong các trang web có thể hướng dẫn về kiến thức cơ bản về hàn.

Đầu ra micro USB loại B có thể được gắn trên bo mạch đa năng bằng cách sử dụng đầu 5 chân.

Mỗi bộ phận sẽ được lắp vào bảng phổ dụng tại vị trí như được mô tả trong bản vẽ PCB.

Hãy cẩn thận về cách bố trí chân của PC817 trong khi hàn bộ ghép quang.

Để đi dây cho từng thành phần, đôi khi sử dụng dây thiếc được yêu cầu để kết nối hai phần nằm ở khoảng cách xa nhau trên PCB.

Khi bạn xem xét kỹ mô hình đi dây giữa bộ thu của BD140 và bộ phát của bóng bán dẫn 2N3906 ở phía dưới cùng của PCB, đường màu cam kết nối với đường màu hồng.

Ngoài ra, đường màu cam được cắt ngang bởi đường màu hồng nối giữa điện trở 2,2K và cơ sở của BD140.

Thực ra đoạn dây nhỏ hình chữ “U” là đoạn dây màu cam như trong hình bên dưới.

Và mô hình đường dài màu hồng giữa các bóng bán dẫn được kết nối bằng cách sử dụng dây thiếc hình thẳng.

Vì dây thiếc hình chữ “U” được chèn trên PCB, nó không chạm vào đường màu hồng từ 2,2K đến đế của bóng bán dẫn BD140.

Các đường dài màu hồng khác được kết nối với dây kim tuyến thẳng.

Tương tự như vậy, tất cả các thành phần khác có thể được kết nối với nhau.

PCB đã hoàn thành hàn được hiển thị trong hình dưới đây.

Bước cuối cùng, đèn LED hai màu phải được kết nối với PCB hoàn chỉnh.

Đối với mặt trên của đèn LED hướng về phía mặt trước, đoạn PCB nhỏ được sử dụng như trong hình bên dưới.

Đoạn PCB nhỏ gắn đèn LED hai màu được hàn vuông góc (90 độ) với PCB chính.

Bước 5: Giao diện CHỈ SỐ với RPI

Khi quá trình hàn hoàn tất, mạch INDICATOR phải được kết nối với RPI.

Ngoài ra, cấu hình Hệ điều hành RPI cũng nên được thêm vào tệp”/boot/config.txt”.

Các chân GPIO 24 (18) và Ground (20) được kết nối với RPI như trong hình bên dưới.

Vì chỉ có giao diện opto-coupler được kết nối nên cần có hai bộ cấp nguồn.

Bộ chuyển đổi nguồn điện màu trắng hiển thị trong hình trên là bộ sạc điện thoại cầm tay thông thường cung cấp 5V.

Màu đen hiển thị ở phía bên phải là nguồn điện 5V / 3A RPI.

Để cấu hình GPIO 24 để kích hoạt INDICATOR, thiết lập sau phải được đưa vào /boot/config.txt như trong hình bên dưới.

Bước 6: Vận hành INDICATOR

Khi kết thúc đấu dây và hoàn tất cấu hình, chỉ cần khởi động lại RPI bằng lệnh “sudo reboot now”.

Sau đó, INDICATOR bắt đầu nhấp nháy trong khi khởi động.

Tôi cho rằng có thể GPIO 24 đang kích hoạt ở mức chạy 1 vì phiên putty vẫn không hiển thị lời nhắc đăng nhập trong khi nhấp nháy mới bắt đầu.

Khi mọi thứ đều ổn, bạn có thể thấy đèn LED hai màu nhấp nháy trong khi RPI đang chạy.

Tất nhiên nhấp nháy sẽ dừng lại khi bạn bắt đầu tắt máy, chẳng hạn như sử dụng lệnh “sudo shutdown –h 0”.

Khi dừng nhấp nháy, bạn có thể tắt nguồn RPI một cách an toàn.

Thưởng thức….