Quelles sont les valeurs min / max de tension / courant que les broches gpio peuvent gérer?

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Je veux commencer à utiliser les broches GPIO mais je suis inquiet au sujet des courts-circuits ou de l'utilisation excessive de l'ampérage et de la friture de mon raspi. Quelles sont les valeurs Min / Max Voltage et Current que rasppi peut gérer? Quelle est la tension et le courant typiques? À quel point Raspi est-il sensible aux courts-circuits et autres choses du même genre?


J'ai vu des cartes conçues pour "protéger" votre raspi:

Je ne veux pas vraiment «prolonger» l'utilité de mon raspi, je veux juste le protéger des risques de friture provoqué par mes épingles GPIO. J'ai l'intention de créer un circuit tampon qui empêchera mon raspi d'être endommagé d'essayer les broches GPIO.

John
la source
Vous obtiendrez beaucoup de spéculation sauvage parmi les réponses. Alors que les données sur les gpio de pi sont limitées, la plupart des circuits intégrés modernes toléreront des courts- circuits temporaires entre une sortie entraînée et la terre, le rail d'alimentation qui l'alimente ou une autre sortie. Ce qu’ils ne toléreront souvent pas, c’est même une brève connexion à une source de tension supérieure, telle qu’une broche 5v sur le même connecteur.
Chris Stratton
Pour être en sécurité, utilisez un panneau de discussion. Si vous ne voulez pas en acheter un, créez votre propre circuit de protection est un jeu d'
enfant
Pourvu que vous n'utilisiez pas de protocoles à très grande vitesse, l'utilisation de résistances de la série 1K peut constituer un bon compromis entre protection et simplicité. toute solution truquée par un jury (en particulier si elle comporte des dispositifs actifs nécessitant de l'énergie) comporte le risque d'introduire des places supplémentaires pour les shorts accidentels ...
Chris Stratton
Vous pouvez vous référer à ce lien elinux.org/RPi_Low-level_peripherals . cela vous aiderait.
Shiny Fathima
Quelques discussions supplémentaires ici: electronics.stackexchange.com/questions/397388/…
Sampo

Réponses:

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TL; DR

  • Ceci est un appareil 3.3V .
  • Sortie
    • Total maximum de toutes les broches 50 mA.
    • Par défaut 8 mA max par broche. (Revient à cette configuration après la réinitialisation.)
    • Configurable par logiciel de 2 mA à 16 mA. Ne pas source ou couler plus que ce que vous avez configuré.
    • Ne conduisez pas de charges capacitives.
  • Contribution
    • Seuil de 1.8V
    • Maximum 0,5 mA
    • Utilisez une résistance de 6 Kohms pour vous assurer que le courant provenant d’une source 3,3V ne peut pas dépasser 0,5 mA.
      • ( 3,3 V / 6000 Ω = 0,00055 A )

Les références

à partir de: http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28GPIO.29

Niveaux de tension GPIO sont 3.3V et sont non 5V tolérant . Il n'y a pas de protection contre les surtensions sur la carte - l'intention est que les personnes intéressées par une interface sérieuse utilisent une carte externe avec des tampons, une conversion de niveau et des E / S analogiques plutôt que de souder directement sur la carte principale.

Ceci est facilement géré avec un convertisseur de niveau logique bidirectionnel .

à partir de: http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/raspberry-pi/gpio-pin-electrical-specifications#rpi-gpio-input-voltage-and-output-current-limitations

Broches GPIO sur entrée

Ce sont des broches logiques de 3,3 volts. Une tension proche de 3,3 V est interprétée comme une tension logique, tandis qu'une tension proche de zéro volt est un zéro logique. Une broche GPIO ne doit jamais être connectée à une source de tension supérieure à 3,3 V ou inférieure à 0 V, car la puce pourrait être endommagée rapidement par les diodes du substrat de la broche d'entrée (représentées par des FET parasites sur la figure 1). Il peut arriver que vous ayez besoin de les connecter à des tensions hors de portée - dans ces cas, le courant de la broche d'entrée doit être limité par une résistance externe à une valeur permettant d'éviter tout endommagement de la puce. Je vous recommande de ne jamais alimenter ou enfoncer plus de 0,5 mA dans une broche d'entrée.

Comme @ AutomatedMike l'a noté dans les commentaires, vous pouvez l'assurer avec une résistance de 2 Kohm par volt . ( 3,3 V / 6000 Ω = 0,00055 A )

Les broches GPIO sont configurées pour la sortie

Les broches GPIO du Raspberry Pi sont très polyvalentes et vous pouvez modifier nombre de leurs caractéristiques à partir d'un logiciel. Vous pouvez activer / désactiver l'hystérésis des broches d'entrée, limiter la vitesse de balayage de sortie, ainsi que les capacités de commande de la source et du courant de couplage, de 2 mA à 16 mA par incréments de 2 mA. Ces propriétés sont définies pour le bloc GPIO dans son ensemble, pas pin par pin.


Pour éviter une dissipation d'énergie excessive dans la puce, vous ne devez pas générer / absorber plus de courant de la broche que sa limite programmée . Ainsi, si vous avez défini la capacité actuelle sur 2 mA, ne tirez pas plus de 2 mA de la broche.


La capacité de courant source / puits ne limite pas le courant entrant ou sortant de la broche, mais spécifie uniquement le courant maximal pour lequel les spécifications de tension haute / basse du signal de sortie seront respectées. Si elles sont mal utilisées, les broches de sortie peuvent être endommagées par un courant excessif, quel que soit le courant source / récepteur programmé. Après une réinitialisation , le RPi affiche les sorties GPIO sur 8 mA .


Le courant provenant des sorties provient de l’alimentation 3,3 V, qui ne peut fournir que 50 mA maximum. Par conséquent, le maximum que vous pouvez source de toutes les sorties GPIO simultanément est inférieur à 50 mA . Vous pouvez être en mesure de tirer des courants transitoires au-delà de cette limite car ils sont tirés des condensateurs de dérivation sur le rail de 3,3 V, mais ne poussez pas l'enveloppe!

Mise en garde:

Il existe des considérations supplémentaires pour les charges capacitives. Vous devriez vraiment lire le document qui est fortement cité ici.

Bruno Bronosky
la source
5
0,5 mA semble trop prudent et rendrait le RPi inutilisable pour l’interfaçage avec la plupart des capteurs, qui consomment généralement au moins quelques mA. Ces documents indiquent que le RPi est configuré par défaut sur le récepteur / source 8 mA et peut être configuré sur le récepteur / source jusqu’à 16 mA.
Cerin
@Cerin, vous avez raison de dire que j'ai cité le chiffre conservateur. Avez-vous remarqué que vous avez créé un lien vers le même document que j'ai cité (mais sans l'ancre)? Si les gens veulent repousser les limites, ils doivent lire ce document et en apprendre plus que ce que j'enseigne ici. Je les pointe dans cette direction. Je ne veux tout simplement pas être responsable s'ils achètent plus de 50 mA cumulativement.
Bruno Bronosky
6
Les chiffres 8ma et 16ma font référence aux broches configurées pour la sortie. 0.5ma est pour les broches configurées pour l'entrée. Assurez-vous simplement qu'il y a toujours au moins une résistance (Vss * 2Kohm) entre Vss et la broche, pour que 0,5 mA au maximum puisse jamais pénétrer dans l'entrée.
AutomatedMike
Quelle serait la limite de courant acceptable si je connectais une tension supérieure à 3,3 V sur un GPIO en sortie True state? (Solution de diode Zener dans electronics.stackexchange.com/questions/353218/… ) @AutomatedMike
Pygmalion
Merci pour tous les bons commentaires. J'ai ajouté plus d'informations à ma réponse.
Bruno Bronosky le