Страница 1 из 1

Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 14:59:11
egordrachenko
Доброго времени суток!
Сразу прошу прощения, если ошибся темой.

В общем, есть такая идея - собрать кастом борткомпьютер для своего (старенького, но очень хорошего:)) автомобиля на замену штатного, на базе Orange Pi и сенсорного дисплея. Софт - не проблема, проблемы у меня с железом.
Я в этой теме новичок, поэтому прошу прощения если спрашиваю глупые вопросы.

Суть проблемы моей в следующем - нужно организовать питание таким образом, чтобы компьютер включался при включении зажигания (т.е. появлении +5в на входе), и штатно выключался при пропадании питания, при этом задержка выключения должна быть более 5 секунд (почему - т.к. при запуске двигателя питание на периферии отключается, и компьютер должен пережить запуск двигателя на автономном питании без перезагрузки).

Вешать на постоянное питание от АКБ машины не хочется, т.к., как я где-то вычитал, у PI даже в выключенном состоянии есть ток потребления, т.е. может высаживать АКБ. При этом так же не хочется полностью отключать PI от питания (тут могу ошибаться, но есть ощущение что это не очень хорошо).

Задам терминологию, чтобы не было путаницы:
аАКБ - АКБ автомобиля
вАКБ - внешний аккумулятор
+5в_пост = питание от аАКБ, не зависящее от зажигания
+5в_заж = питание от аАКБ, работающее только при включенном зажигании
МК - микрокомпьютер Orange PI

В автомобиле, само собой, бортсеть 12в, но в любом случае питание будет через понижатор до 5в, поэтому в рассуждения оперирую сразу 5в.


Есть несколько мыслей:
1. Самый простой вариант: вешаем МК на +5в_пост, на диджитал пин подкидываем +5в_заж, по нему определяем включение и включение зажигания, и отдаем команды на включение и выключение МК. Такой вариант самый простой и элегантный, но, как я говорил выше, есть опасение, что МК в выключенном состоянии может высадить аАКБ. Можно ли пренебречь этим опасением, или оно все таки обосновано?

2. Использовать вАКБ.
2.1. Просто взять повербанк, подключить к его выходу МК, ко входу +5в_заж, и опять же с +5в_заж на диджитал пин для включения и выключения. Выходит, что МК всегда питается от вАКБ, и при включенном зажигании бортсеть заряжает вАКБ. Не умрет ли быстро в таком случае вАКБ?
2.2. При включенном зажигании питать МК и заряжать вАКБ от +5в_заж, при пропадании +5в_заж питание автоматически начинает подаваться с вАКБ. Технически, такая схема выглядит самой надежной, но я не очень представляю, как это правильно реализовать.

3. Еще догадываюсь, что можно использовать суперконденсатор, но тут я вообще полный ноль.

Прошу учесть, что навыков пайки и работы со схемами у меня особо нет, поэтому в идеале хотелось бы обойтись готовыми решениями, в том числе в части вАКБ (проще говоря, взять обычный повербанк). С самодельными аккумуляторами вообще боюсь связываться, т.к. понимания особо нет, не хочу чтобы машина сгорела :))

Нашел на просторах вот такую схему (во вложении), только тут солнечные батареи, а у меня просто аАКБ, и вместо литиевой батарейки все таки подключил бы обычный повербанк. Будет ли это работать по принципу, изложенном в 2.2? На первый взгляд - да, но допускаю, что могут быть подводные камни.

Надеюсь, все понятно изложил.
Подскажите, пожалуйста, на каком варианте лучше будет остановиться, какие есть нюансы? Поделитесь опытом и идеями. Спасибо огромное заранее!

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 15:24:17
pavel2000
>при этом задержка выключения должна быть более 5 секунд
>(почему - т.к. при запуске двигателя питание на периферии отключается, и компьютер должен пережить запуск двигателя на автономном питании без перезагрузки).

А не было идеи просто подключить туда, где питание при запуске двигателя не отключается?

Дальше "по нему определяем включение и включение зажигания, и отдаем команды на включение и выключение МК." читать не смог:
чтобы что-то могло что-то "определять", это "что-то" должно _работать_.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 15:31:37
>TEHb<
Скорее всего GPIO там трёхвольтовые, но на данном этапе это нюансы.
Но есть пару важных вопросов:
1. как дела с программированием? Модуль ядра сможете сварганить?
2. есть ли в апельсинке что-то тиа ACPI?

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 15:39:23
egordrachenko
[uquote="pavel2000",url="/forum/viewtopic.php?p=4427509#p4427509"]>при этом задержка выключения должна быть более 5 секунд
>(почему - т.к. при запуске двигателя питание на периферии отключается, и компьютер должен пережить запуск двигателя на автономном питании без перезагрузки).
А не было идеи просто подключить туда, где питание при запуске двигателя не отключается?[/uquote]
В голову приходит только приборка, от нее далеко тащить и сути дела это не изменит, основная проблема в том, что нужно выключить МК после отключения +5в_заж.


[uquote="pavel2000",url="/forum/viewtopic.php?p=4427509#p4427509"]Дальше "по нему определяем включение и включение зажигания, и отдаем команды на включение и выключение МК." читать не смог:
чтобы что-то могло что-то "определять", это "что-то" должно _работать_.[/uquote]
В этом и смысл всего написанного. Чтобы "что-то" какое-то время продолжало "_работать_" после отключения питания от +5в_заж, и смогло увидеть, что +5в_заж пропало и выключиться штатно, а не "выдергиванием из розетки". С включением все проще, это программно делается.

Добавлено after 5 minutes 22 seconds:
[uquote=">TEHb<",url="/forum/viewtopic.php?p=4427514#p4427514"]Скорее всего GPIO там трёхвольтовые, но на данном этапе это нюансы.
Но есть пару важных вопросов:
1. как дела с программированием? Модуль ядра сможете сварганить?
2. есть ли в апельсинке что-то тиа ACPI?[/uquote]

1. Опыта нет, но смогу, только пока не представляю зачем, еще предметно за софт не брался. Думал взять какой-то простой headless linux и на нем сварить single-app os, само приложение на С# накидать. Модули понадобятся для включения и выключения?

2. Есть, насколько понял.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 15:51:36
>TEHb<
egordrachenko писал(а):Модули понадобятся для включения и выключения?
Не знаю. Я же сам ничего не умею, кроме как не мешки ворочать. Может да, а может и из пространства пользователя это вполне себе допускается.
egordrachenko писал(а):Есть, насколько понял
Ну и всё. Понадобится считать сигнал от зажигания и управляемый преобразователь. А уж как их друг с другом подружить это нарисуем.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 15:55:58
pavel2000
Решения:

1) Запустившееся устройство через пин держит свое питание от постоянного источника, а при штатном завершении работы - отрубает самому себе питание.

Требуется два пина: один контролирует наличие "зажигания", второй управляет своим питанием.

Недостаток: если устройство не смогло штатно выключиться - оно жрет питание постоянно.
Если питание подано на слишком малое время, пин может не сработать и питание выключится сразу.

2) Для устранения недостатка варианта 1 добавляете таймер ("реле времени").
Пропадание зажигания запускает таймер.
Сработавший таймер отключает себя (таймер) и одноплатник от постоянного питания.
Аналогично, одноплатник тоже может выдать импульс отключения, не задействуя таймер.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 16:04:53
Фунтик
egordrachenko писал(а):С включением все проще, это программно делается.
как будет выполняться программа, если питание на устройство не подано?

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 16:18:31
pavel2000
Предлагаю вот такую защелку

Изображение

Номинал конденсатора взят от фонаря. В цепи вкл и выкл надо добавить резисторы...
Также целесообразно параллельно затворам добавить защитные стабилитроны вольт на 18 - всё таки автомобиль...
Редактор затребовал регистрацию, так что уже не дорисую )

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 16:34:56
>TEHb<
Что-то по-моему достаточного обычного диодного ИЛИ от зажигания и ножки GPIO.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 18:19:06
egordrachenko
Фунтик писал(а):как будет выполняться программа, если питание на устройство не подано?
Почему же не подано. Подано. Если рассматривать схему без внешнего аккумулятора, то питание подается при включении зажигания, а дальше - самовключение, настраивается через BIOS очень просто. А если говорить о схеме с внешним аккумулятором - то тогда питание вообще постоянно есть, тут уже сложнее, но выкрутиться можно.
pavel2000 писал(а):Решения:

1) Запустившееся устройство через пин держит свое питание от постоянного источника, а при штатном завершении работы - отрубает самому себе питание.

Требуется два пина: один контролирует наличие "зажигания", второй управляет своим питанием.

Недостаток: если устройство не смогло штатно выключиться - оно жрет питание постоянно.
Если питание подано на слишком малое время, пин может не сработать и питание выключится сразу.

2) Для устранения недостатка варианта 1 добавляете таймер ("реле времени").
Пропадание зажигания запускает таймер.
Сработавший таймер отключает себя (таймер) и одноплатник от постоянного питания.
Аналогично, одноплатник тоже может выдать импульс отключения, не задействуя таймер.
В целом, это вариант, но тогда нужно подтягивать на одноплатник еще и питание от зажигания, чтобы при включении зажигания, он мог запуститься и подключить самому себе питание от постоянного источника. Если я правильно понял. Но тут вопрос - насколько вообще хорошо постоянно отключать одноплатник от питания. Может предпочтительнее все таки использовать внешний аккумулятор, чтобы иметь возможность пользоваться чем-то типа FastBoot или режима сна.
>TEHb< писал(а):Что-то по-моему достаточного обычного диодного ИЛИ от зажигания и ножки GPIO.
Я думаю, если просто взять сигнал с зажигания, понизить его до 3.3 и подать на ногу GPIO, будет достаточно. Резистор еще побольше воткнуть для надежности, т.к. там ноги уходят прямо в ЦПУ, насколько я понял.

pavel2000 писал(а):Предлагаю вот такую защелку
Номинал конденсатора взят от фонаря. В цепи вкл и выкл надо добавить резисторы...
Также целесообразно параллельно затворам добавить защитные стабилитроны вольт на 18 - всё таки автомобиль...
Редактор затребовал регистрацию, так что уже не дорисую )
Спасибо огромное, но для меня эти слишком :) Я даже если и разберусь - воплотить это в жизнь нереально. Поэтому ищу решение с использованием готовых плат.


Наверное, начну с того, что поэкспериментирую с вариантом 1 из первого поста, по логике все таки одноплатник со своим потреблением 50-100мА не должен высадить АКБ автомобиля емкостью 55Ач за разумное время. Если не поедет, попробую собрать как на схеме в первом посте (2.2), а там посмотрим.

Придется только бустер купить, на случай провала эксперимента :)

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 18:36:19
pavel2000
> Таки одноплатник со своим потреблением 50-100мА не должен высадить АКБ автомобиля емкостью 55Ач за разумное время.

24 часа * 0.1А = 2.4 А*часа. Это 4.4% заряда АКБ. Кроме одноплатника есть другие потребители.
Итого - неделя простоя и в некоторых [климатических условиях] - аккумулятор под замену.

> Может предпочтительнее все таки использовать внешний аккумулятор, чтобы иметь возможность пользоваться чем-то типа FastBoot или режима сна.

Чтобы принять взвешенное решение - надо сделать предварительные измерения.
Всё остальное - никому не нужные фантазии.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 18:41:25
egordrachenko
[uquote="pavel2000",url="/forum/viewtopic.php?p=4427605#p4427605"]Таки одноплатник со своим потреблением 50-100мА не должен высадить АКБ автомобиля емкостью 55Ач за разумное время.

24 часа * 0.1А = 2.4 А*часа. Это 4.4% заряда АКБ. Кроме одноплатника есть другие потребители.
Итого - неделя простоя и в некоторых [климатических условиях] - аккумулятор под замену.

> Может предпочтительнее все таки использовать внешний аккумулятор, чтобы иметь возможность пользоваться чем-то типа FastBoot или режима сна.

Чтобы принять взвешенное решение - надо сделать предварительные измерения.
Всё остальное - никому не нужные фантазии.[/uquote]

Согласен, замерю ток потребления одноплатника в режиме сна, и станет ясно. Благодарю за помощь.

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 19:09:09
vlasovzloy
У пи есть гибернация как в виндовс например?

Re: Питание Pi в автомобиле

Добавлено: Ср июн 07, 2023 19:22:10
>TEHb<
egordrachenko писал(а):насколько вообще хорошо постоянно отключать одноплатник от питания
Ааааааще пофигу. Штатно завершается работа, штатно отключается питание.