Контроллер отключения для Raspberry Pi в автомобиле

Исходя из моего предыдущего вопроса, я пытаюсь создать контроллер выключения для моего Raspberry Pi. Raspberry Pi должен питаться от батареи, но должен выключаться после того, как Pi обнаружит, что зажигание выключено.

Pi получит напряжение 3,3 В от линии ACC (у меня есть другие компоненты, которые получат 5 В от линии ACC через 7805, поэтому я уменьшу напряжение до 3,3 В с помощью делителя напряжения, если у кого-то нет лучшего предложения - I ' Он также будет управлять uPD6708, который требует 5 В CMOS ввода / вывода, поэтому придется снизить его с 5 В до 3,3 В (еще на 2 линии).

Программное обеспечение, работающее в RPi, установит один из выводов GPIO на высокий уровень, предположительно, когда RPi выключит, и все выводы GPIO станут низкими. Таким образом, Q1 должен включить реле, поддерживая питание RPi до тех пор, пока включено зажигание или высокий вывод GPIO.

У меня есть 3 набора предохранителей с крышкой 1000 мкФ и какой-то трансформатор / катушка индуктивности, так что я могу также использовать один из них на каждой батарее 12 В и вспомогательной линии 12 В.

Этот контроллер выключения утверждает, что потребляет только 50 мкА в режиме ожидания - если бы я использовал вентиль CMOS 4071 ИЛИ, который был бы началом, но из того, что я прочитал, вам понадобится больше тока от вентиля ИЛИ для насыщения транзистора - это это так?

Учитывая, что мне нужно сдвинуть уровень 5 линий с 3,3 В до 5 В и 2 с 5 В до 3,3 В в дополнение к требованиям этой подсхемы, кто-нибудь может порекомендовать компоненты / альтернативы для OR1, Q1, RLY1 и / или любые модификации?

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Вот моя попытка следовать предложению @Connor Wolf.

• Необходимо выбрать R1 и C3, чтобы позволить RPi правильно отключаться
• Я добавил C1, потому что я представляю, что пройдет некоторое время, прежде чем реле переключится после выключения зажигания - я понятия не имею, как долго это произойдет, но я предполагаю, что RPi будет потреблять около 700 мА от конденсатор, кроме 555 и реле

^{смоделировать эту схему}

@ Ник предполагает, что это может быть проще - как это возможно? Я попытался удалить диоды, чтобы я мог просто использовать готовый источник питания USB 12V-5V 1A (или пару из них). В спецификации 555 указано, что она выдает 3,3 В (макс. Источник 100 мА? На этой странице написано 200 мА). RPi будет считывать линию ACC при напряжении 3,3 В, чтобы определить, когда следует выключиться.

^{смоделировать эту схему}

Хотя использование схемы однократного таймера будет работать, я думаю, что можно использовать более простое решение. Посмотрите на эту схему.

Для пояснения, «VBAT» - это источник 12 В, который всегда включен, пока батарея подключена. Однако «ACC» - это источник 12 В, который включается только при включенном зажигании или в положении «аксессуар» для ключа. Вместо того, чтобы использовать реле 5 В просто для управления питанием RPi, почему бы не использовать стандартное 12 В автоматическое реле, как показано на рисунке. Таким образом, не теряется мощность (за исключением тока катушки при включенном питании), потому что все будет отключено от батареи.

Одна сторона катушки всегда подключена к 12В. Противоположная сторона соединена с землей (шасси) через N-канальный FET (Q1). Пока на схеме используется МОП-транзистор, может использоваться любой полевой транзистор, способный ослабить ток катушки. Когда «ACC» включен, Q1 включится, подключив катушку к земле и включив переключатель. Это, в свою очередь, будет питать любую схему регулирования 5 В, которую вы планируете использовать (простой регулятор 7805 с радиатором, переключающий преобразователь постоянного тока, упомянутые источники питания USB и т. Д.).

Диод D2 предназначен для того, чтобы конденсатор мог разряжаться только в Q1 и может быть обычным или шотковским. Вероятно, следует использовать другие методы для защиты от перенапряжения и тока от аккумулятора.

Напряжение «ACC» можно подать через делитель напряжения, чтобы создать сигнал 3.3 В для RPi. Будьте осторожны с этим уровнем напряжения, учитывая, что 12-вольтовый автомобильный аккумулятор действительно может быть больше похож на 14 В постоянного тока. Пока этот сигнал HI, RPi знает, что питание включено. Очевидно, этот вывод GPIO должен быть установлен в качестве входа с отключенными любыми внутренними подтягиваниями. Когда «ACC» выключен, RPi должен увидеть сигнал LO на выводе и начать его отключение.

Когда напряжение «ACC» отключено, конденсатор C1 будет удерживать заряд так долго, разряжаясь через резистор R1. Как только напряжение на конденсаторе упадет ниже порога затвора Q1, оно отключится, отсоединив катушку реле от земли и отключив питание от периферийной цепи. Если для Q1 используется «логический уровень MOSFET», он будет оставаться включенным до тех пор, пока напряжение C1 не станет достаточно низким. Я протестировал эту схему, используя NTD4960 ( Datasheet ), и он оставался включенным около 15 секунд - до тех пор, пока C1 не достигнет уровня около 2 В. Чтобы увеличить время, увеличьте значение емкости.

Честно говоря, я думаю, ты слишком много думаешь об этом.

Лично я бы использовал один выстрел с периодом минуты или две, вызванный выключением машины.

Когда вы выключаете машину, срабатывает один выстрел, удерживая реле в замкнутом положении до истечения времени ожидания. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что ваш малиновый пи выключится в течение минуты или двух после выключения автомобиля. Это должно быть достаточно просто, контролируя вход от коммутируемой мощности автомобиля.

Самым большим преимуществом такой системы является то, что когда ваше программное обеспечение дает сбой (когда нет, если), оно все равно будет отключено, так что вы не попадете с разряженной батареей. Один выстрел должен быть достаточно простым. Вы можете использовать 555 или небольшой микропроцессор (как предположит Олин).
Еще одна приятная вещь заключается в том, что, если вы сделаете проект правильно, система может отключиться от автомобильного аккумулятора, гарантируя, что потребление тока покоя будет абсолютно равно нулю.

Любой метод с фиксированной задержкой страдает от проблемы незнания того, сколько времени действительно нужно RPi, чтобы завершить работу. Было бы лучше нажать кнопку, сигнализирующую о выключении Pi, затем он мог бы сделать то, что ему нужно, для чистого упорядоченного выключения, занимая столько времени, сколько необходимо, а затем подать сигнал GPIO обратно в схему кнопки, которая отключает мощность. Это дает RPi столько времени, сколько необходимо для безопасного отключения SD-карты. Схема не должна быть слишком сложной. Вы можете увидеть простую схему в

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

Веб-сайт описывает работу схемы.

Используйте 4 батарейки АА. Включите Pi от них и зарядите их от аккумулятора автомобиля.

Используйте 1 GPIO, чтобы сообщить Pi, включено или выключено зажигание.

Отключение, когда готово.