Consideraciones de diseño para las placas de expansión Raspberry Pi

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Me estoy aventurando en el espacio de diseño de placas de expansión para Raspberry Pi. He hecho esto para las tablas Arduino, pero las RPi son una bestia diferente.

Por experiencia personal, ya he tenido problemas con los pines UART dañados en el RPi y estoy interesado en encontrar formas de no repetir su experiencia.

Consideraciones que he encontrado:

  • Los pines IO son sensibles y necesitan protección. Puede ser tan simple como el diodo Zener para garantizar que el voltaje se mantenga en 3.3 V y una resistencia limitadora de corriente. Circuito de ejemplo
  • Los pines GPIO son 3.3V, pueden generar aproximadamente 16 mA y solo pueden hacer aproximadamente 50mA en total. El riel de 3.3V está limitado a 50 mA y no es adecuado para alimentar componentes externos. En cambio, el riel de 5 V con + 500 mA se puede regular para suministrar más
  • Los GPIO no son adecuados para tarjetas de expansión intercambiables en caliente y deben apagarse antes de instalarse.
  • Se recomienda la fuente de alimentación externa para los tableros de extensión.
  • Las placas de expansión pueden apilarse, pero la corriente limitada en el riel de 3.3V podría ser un problema.

Consideraciones en cuestión:

  • ESD: ¿Qué tan bien trata un Rpi a las personas que lo manejan?

Cualquier otra sugerencia será muy apreciada.

Vínculos adicionales que deben verse:

pregunta Bertus Kruger

2 respuestas

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enlace

Echa un vistazo a esa página que trata sobre la protección de un arduino. Sus pines GPIO nunca necesitan generar mucha corriente a menos que esté alimentando los LED. Simplemente coloque una resistencia en serie que limite la corriente a 10-15 mA. Una resistencia de 330Ω o 220Ω debería hacer.

El límite total de 50 mA es interno al RPi, por lo que se necesitarían búferes externos y una fuente de alimentación si planea obtener más corriente. Algo así como el MC74LCX16245 puede hacer 16 bits de búfer bidireccional. Tenga en cuenta que este chip tiene dos búferes de 8 bits y medios bidireccionales que tiene que seleccionar en qué dirección van los 8 bits completos. No hay selección individual de dirección para cada bit. Por lo tanto, puede hacer 16 salidas, 8 salidas / 8 pulgadas o 16 pulgadas. Otra gran ventaja es que puede manejar 5.5v en las entradas, por lo que puede conectar esto a la lógica de 5V si es necesario. Los pines de habilitación podrían usarse para apagar los pines GPIO para una inserción en caliente. También puede proteger contra ESD.

Un 74HC244 puede hacer 8 bits unidireccionales con dos grupos de 4 bits que se habilitan individualmente. Esto se puede dividir en 4in / 4out si es necesario. Podría ser mejor para conducir LED o split para UARTS Tx / Rx. Un 74AHCT16244 es una versión cuádruple de 4 bits para un total de 16 bits. También tenía protección ESD.

Si necesita más corriente de 3.3V, puede usar un regulador de conmutación pequeño para reducir los 5V. El 5V está limitado por su fuente USB de 5V. Aquí hay un ejemplo de un pequeño regulador 3.3V 300ma: enlace

Este artículo de Digikey también tiene algunos punteros para la protección de entrada digital y también habla sobre la protección ESD: enlace

    
respondido por el Mister Tea
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Esta descripción podría ser útil para usted: enlace

La especificación detallada para Raspberry HAT-s se puede encontrar en GitHub: enlace

    
respondido por el ramez

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