Wieviel Strom liefert die GPIO Schnittstelle?

  • Wieviel Strom liefert die GPIO Schnittstelle?



    Bitte beachten:
    Alle Angaben hier gelten nur für den Raspberry Pi, Modell B, Rev. 2.
    Dabei setze ich voraus, dass der RPi nicht übertaktet ist, was nämlich den Stromverbrauch erhöht!



    Der RaspberryPI ist so konstruiert das er über den regulären micro-USB Stromanschluss maximal 1A aufnehmen kann, also auch wenn man ein 5A Netzteil anschließt sorgt eine Sicherung dafür das er maximal 1A "rein lässt".


    Da die nackte Hardware 700mA - eher mehr als weniger, man sollte also lieber mit bis zu 800mA rechnen - benötigt, stünden für andere Peripherie (USB-Geräte, GPIO usw) nur noch insg. ca. 200-300mA zur Verfügung.



    Der RaspberryPI rev2 verfügt über 6 verschiedene GPIO Leisten, wobei üblicherweise nur P1 , P5 und P6 verwendet werden. Man muss hierbei zwischen Power-Pins und GPIO-Pins unterschieden.


    P1 hat insg. 26 Pins wovon aber nur 17 Pins frei programmierbar sind. Von diesem 17 Pins können einige Sonderfunktionen übernehmen:

    • 5 Pins können als SPI-Schnittstelle verwendet werden
    • 2 Pins haben einen 1,8-kΩ-Pull-Up-Widerstand (auf 3,3V) und können als I²C-Schnittstelle verwendet werden
    • 2 Pins können als UART-Schnittstelle verwendet werden


    P1 hat aber auch noch weitere Pins:

    • 2 Pins stellen eine Spannung von 5 Volt bereit, die aber auch genutzt werden können um den RaspberryPi mit Strom zu versorgen
    • 2 Pins stellen eine Spannung von 3,3 Volt bereit
    • 5 Pins dienen als Masse


    P5 bietet insg. 8 Pins wovon 4 Pins frei programmierbar sind. Die 8 Pins sind wie folgt unterteilt:

    • 4 Pins sind frei programmierbar (wovon 2 als zusätzliche I²C-Schnittstelle verwendet werden können)
    • 1 Pin liefert 5V
    • 1 Pin liefert 3V3
    • 2 Pins dienen als Masse


    P6 bietet 2 Pins die es erlauben den RaspberryPI zu resetten bzw neu zu starten.



    Die GPIO Pins [ P1 & P5 ] - abgesehen vom 5V - liefern alle 3.3V , sofern sie so eingestellt wurden. Die 3V3 pins liefern natürlich ohne Einstellung ebenfalls 3.3V :)


    Jeder GPIO pin wurde so konstruiert das er bei einer dauerhaften Belastung von 2mA stabile 3.3 Volt liefert.
    Ein Pin kann aber auch 16mA ausgeben allerdings muss man hierbei unbedingt die eingangs erwähnte Begrenzung beachten:
    Wenn alle Pins mit 16mA belastet werden bricht die allgemeine Stromversorgung zusammen da von den 1A nicht mehr genug Strom fürs gesammte System zur Verfügung steht!
    (26 pins - 5 masse - 2 5Vpins) x 16mA = 304 mA
    Desweiteren kann das zu Spannungschwankungen führen worauf der RaspberryPI ebenfalls empfindlich reagiert..


    Die 5V Pins haben eine Besonderheit: Sie sind vom USB durchgeschliffen und haben somit nur indirekt eine Belastungsgrenze


    Aber auch hier muss man beachten das nicht jeder RaspberryPI Model-B rev2 100% identisch mit einem anderen ist! Da es nicht nur einen Hersteller gibt, kann die Qualität des PCB's die Belastbarkeit usw leider beeinflussen :-/



    Quote

    Da das entsprechende Register im RPi nach einem Reset auf 0x03 gesetzt wird, ist der Strom wohl auf 2mA limitiert.
    Mehr als 16 mA ... ich weiss nicht, das entsprechende Register hat nur 8 Bit, und die sind mit den aufgeführten Werten ausgeschöpft. Dazu gibts auch eine offizielle Doku ... den Link finde ich blöderweise nicht...


    Hilfreich in dieser Hinsicht finde ich u.a. die folgenden Seiten:
    http://www.mosaic-industries.c…utput-current-limitations
    http://www.scribd.com/doc/101830961/GPIO-Pads-Control2
    http://elinux.org/RPi_Low-leve…s_on_the_Expansion_header
    http://elinux.org/RPi_GPIO_Interface_Circuits
    http://elinux.org/RPi_Tutorial…PIO_Hardware_%26_Software
    http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#Power_pins
    Irgendwo dort hat sich imho auch der Link zu den Registern und deren Programmierung versteckt



    Die 5V Pins sind zudem direkt vom USB durchgeschliffen da es sich beim RaspberryPI um ein sog. 3V3 Gerät handelt: Über USB werden 5V eingespeist, es gibt aber auf der RPI Platine nur Spannungswandler für 3.3V, 2.5V und 1.8V
    Siehe dazu auch: > RaspberryPI Map <




    Nur für jene die wissen was sie tun:
    Über verschiedene Register kann genau eingestellt werden wieviel Strom ein GPIO pin liefern soll. Das wird auf folgendem Link genauer erklärt: http://www.scribd.com/doc/101830961


    ein GPIO pin könnte auch mehr als 16mA ausgeben allerdings kann das die GPIO pins beschädigen! Deshalb nehme ich an dieser Stelle davon Abstand und rate jedem inständig es nicht zu übertreiben!





    Ebenfalls lesen solltet ihr diesen Thread: [Info] - Stromversorgung Raspberry Pi


    Kürzlich hatte ich mich zu diesem Thema auch noch mal > hier < und > hier < dazu geäussert




    Bei Fragen o.ä. bitte > diesen Thread < benutzen!