Controller di spegnimento per Raspberry Pi in auto

In seguito alla mia domanda precedente sto provando a creare un controller di spegnimento per il mio Raspberry Pi. Il Raspberry Pi deve essere alimentato dalla batteria, ma dovrebbe spegnersi dopo che il Pi ha rilevato che l'accensione è stata disattivata.

Il Pi prenderà un'alimentazione di 3,3 V dalla linea ACC (ho altri componenti che prenderanno 5 V dalla linea ACC tramite un 7805, quindi passerò a 3,3 V utilizzando un divisore di tensione a meno che qualcuno non abbia un suggerimento migliore - I ' Guiderò anche un uPD6708 che richiede I / O CMOS a 5 V, quindi dovrà scendere da 5 V a 3,3 V su altre 2 linee).

Il software in esecuzione in RPi imposterà uno dei pin GPIO in alto, presumibilmente quando l'RPi arresta i pin GPIO si abbasserà. Quindi Q1 dovrebbe attivare il relè, mantenendo l'alimentazione dell'RPi finché l'accensione è attiva o il pin GPIO è alto.

Ho 3 kit di fusibili con un cappuccio da 1000uF e un qualche tipo di trasformatore / induttore, quindi posso anche usarne uno su ciascuna batteria da 12V e linea di accessori da 12V.

Questo controller di spegnimento afferma di assorbire solo 50uA in standby - se avessi usato un gate OR CMOS 4071 che sarebbe un inizio, ma da quello che ho letto, avresti bisogno di più corrente dal gate OR per saturare il transistor - è giusto?

Tenendo presente che devo spostare di livello 5 linee da 3,3 V a 5 V e 2 da 5 V a 3,3 V oltre ai requisiti di questo sotto-circuito, qualcuno può consigliare componenti / alternative per OR1, Q1, RLY1 e / o eventuali modifiche?

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Ecco il mio tentativo di seguire il suggerimento di @Connor Wolf.

• R1 e C3 devono essere scelti per consentire all'RPi di chiudersi correttamente
• Ho aggiunto C1 perché immagino che ci vorrà un breve momento prima che il relè si spenga dopo lo spegnimento dell'accensione - Non ho idea di quanto tempo sarà, ma suppongo che l'RPi stia attingendo a circa 700mA da il condensatore, oltre al 555 e al relè

^{simula questo circuito}

@ Nick suggerisce che potrebbe essere più semplice - come questo forse? Ho provato a rimuovere i diodi in modo da poter semplicemente utilizzare un alimentatore USB 12V-5V 1A standard (o un paio di essi). Il foglio dati 555 indica che emette 3,3 V (sorgente massima 100 mA? Questa pagina indica 200 mA ). L'RPi leggerà la linea ACC a 3.3V per determinare quando spegnerlo.

^{simula questo circuito}

Mentre l'utilizzo di un circuito timer one-shot funzionerà, penso che possa essere utilizzata una soluzione più semplice. Dai un'occhiata a questo circuito.

Per chiarimenti, "VBAT" è una fonte a 12 V che è sempre attiva fintanto che la batteria è collegata. Tuttavia, "ACC" è una sorgente a 12V che è attiva solo quando l'accensione è inserita o la chiave è impostata su "accessorio". Invece di usare un relè a 5 V solo per controllare l'alimentazione dell'RPi, perché non utilizzare un relè automatico a 12 V come mostrato. In questo modo, non vi è alcun dispendio di energia (ad eccezione della corrente della bobina mentre l'alimentazione è accesa) perché tutto sarà scollegato dalla batteria.

Un lato della bobina è sempre collegato a 12V. Il lato opposto è collegato a terra (telaio) attraverso un FET N-Channel (Q1). Mentre nel diagramma viene utilizzato un MOSFET, è possibile utilizzare qualsiasi FET in grado di assorbire la corrente della bobina. Quando "ACC" è acceso, Q1 si accenderà, collegando la bobina a terra e azionando l'interruttore. Questo a sua volta alimenterà qualsiasi circuito di regolazione 5V che prevedi di utilizzare (un semplice regolatore 7805 con dissipatore di calore, un convertitore CC-CC di commutazione, le forniture USB menzionate, ecc.).

Il diodo D2 è lì per garantire che il condensatore possa scaricarsi solo in Q1 e può essere regolare o Shottky. Altri metodi dovrebbero probabilmente essere utilizzati per la protezione da sovratensione e corrente dalla batteria.

La tensione "ACC" può essere inserita attraverso un partitore di tensione per creare un segnale 3.3V per RPi. Fai attenzione a questo livello di tensione, considerando che una batteria automatica da 12 V può davvero essere più simile a 14 V CC. Finché questo segnale è HI, l'RPi sa che è acceso. Ovviamente, questo pin GPIO dovrebbe essere impostato come input con eventuali pullup interni disabilitati. Quando "ACC" è disattivato, l'RPi dovrebbe vedere il segnale LO sul pin e iniziare il suo spegnimento.

Quando la tensione "ACC" viene disattivata, il condensatore C1 manterrà la carica per così tanto tempo, scaricando attraverso il resistore R1. Una volta che la tensione del condensatore scende al di sotto della soglia del gate di Q1, si spegne, scollegando la bobina del relè da terra e rimuovendo l'alimentazione dal circuito periferico. Se si utilizza un "MOSFET a livello logico" per Q1, rimarrà acceso fino a quando la tensione C1 è abbastanza bassa. Ho testato questo circuito usando un NTD4960 ( Datasheet ), ed è rimasto acceso per circa 15 secondi - fino a quando C1 era circa 2V. Per aumentare il tempo, aumentare il valore della capacità.

Onestamente, penso che stai pensando troppo a questo.

Personalmente, userei solo un colpo con un periodo di un minuto o due, innescato dall'auto spenta.

Quando spegni la macchina, il colpo singolo spara, tenendo chiuso il relè fino allo scadere del tempo. Tutto quello che dovresti fare sarebbe accertarti che il tuo lampone pi si spenga entro un minuto o due dall'auto che viene spenta. Questo dovrebbe essere abbastanza facile monitorando un input dalla potenza commutata dell'auto.

Il più grande vantaggio di un sistema come questo è che quando il tuo software si arresta in modo anomalo (quando, non se), si spegnerà comunque, quindi non ti esaurirai con una batteria scarica. Il colpo singolo dovrebbe essere molto semplice. Potresti usare un 555 o un piccolo microprocessore (come suggerirà Olin).
Un'altra cosa interessante è che, se si esegue correttamente la progettazione, il sistema può disconnettersi dalla batteria dell'auto, assicurando che l'assorbimento di corrente di riposo sia assolutamente 0.

Qualsiasi metodo di ritardo fisso soffre del problema di non sapere quanto tempo l'RPi deve realmente arrestare. Sarebbe meglio premere un pulsante che segnala allo spegnimento del Pi, potrebbe quindi fare ciò di cui ha bisogno per un arresto pulito e ordinato, impiegando il tempo necessario, quindi inviare un segnale GPIO al circuito del pulsante che spegne il energia. Questo dà all'RPi tutto il tempo necessario per fare cose come spegnere in sicurezza la scheda SD. Il circuito non deve essere troppo complicato. Puoi vedere un semplice circuito su

http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/raspberry-pi/on-off-power-controller

Il sito web descrive il funzionamento del circuito.

Utilizzare 4 batterie ricaricabili AA. Alimenta il Pi da loro e li carica sulla batteria dell'auto.

Usa 1 GPIO per dire al Pi se l'accensione è inserita o disinserita.

Spegni quando sei pronto.