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gca-pi06-de

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gca-pi06-de [2021/09/03 00:09] (current) – [GCA-PI06 5V 3A Stromversorgung] rainerk
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 +====== GCA-PI06 5V 3A Stromversorgung ======
 +[[german|{{  rocrail-logo-35.png}}]][[:rocnet:rocnetnode-de|{{ :rocnet:rocnet-hw.png}}]]
 +[[german|Inhalt]] -> [[german#hardware|Hardware]] -> [[hardware-de#raspberry_pi_rocnet|GCA-RasPi]]
 +  * [[rocnet:rocnet-prot-de|RocNet-Protokoll]] | **[[:rocnet:rocnetnode-de|RocNetNode]]**
 +    * [[:rocnet:rocnetnode-hwsetup-de|RocNetNode  Einrichtung]] | [[:rocnet:rocnetnode-setup-de|RocNetNode Konfiguration]] | [[:rocnet:rocnetnode-img-de|Installations-Paket]]
 +      * [[:raspi:raspi-dev-en|RasPi as Rocrail server (en)]]
 +    * [[:gca1-pi01-de|GCA-PI01]] | [[:gca_pi02-de|GCA-PI02]]  | [[:gca-pi03-de|GCA-PI03]] | [[:GCA-PI04-de|GCA-PI04]] | [[:gca-pi05-de|GCA-PI05]] | **[[:gca-pi06-de|GCA-PI06]]** | [[:GCA-PI07-de|GCA-PI07]] | [[:GCA-PI08-de|GCA-PI08]] | [[:gca107-de|GCA107 Mehrzweck-Relais-Baugruppe]] | [[:rocnet:rocdisplay-de|RocDisplay]] | [[:rocnet:fastclock-de|Modellzeituhr]] | [[:rocnet:rocnetnode-led-de|LED-Treiber Pi08]]
 +    * [[:rocnet:faq-de|FAQs]]
 +    * [[:rocnet:sw-servo-setup-de|Servo-Weiche mit Herzstück-Polarisierung]]
 +    * [[:wiki:user:minou65:rocnetnode-epseak-de|Einstellung ESpeak]] | [[:wiki:user:minou65:soundrocnode|Einstellung Sound]] \\
 + \\
 + \\
 +^Von Peter Giling^
 +
 +[[http://raspberrypi.org|“Raspberry Pi" ist ein Markenzeichen der "Raspberry Pi Foundation".]]\\
 +
 + \\
 +===== Die Realität =====
 +|  {{:gca:gca_pi06_pict_02.jpg?400}}  |  
 +|  Das endgültige Ergebnis. \\ Einfach aufzubauen - Einfach anzuschliessen  |\\
 + \\
 +
 + \\
 +
 +=====Schwierigkeiten mit Stromversorgungen=====
 +Für die Versorgung von RocNet ein 5V-Netzteil zu verwenden, war einleuchtend.\\
 +Es gibt eine riesige Auswahl an Angeboten von 5V-Adaptern und auch zu guten Preisen.\\
 +Aber abhängig von der aus einem 5V-Adapter entnommenen Last können folgende Probleme auftreten:
 +  * Der Raspberry Pi schaltet ab oder setzt sich selbst zurück.
 +  * Die Ethernet-Verbindung signalisiert durch die Raspberry-LEDs "i.O.", aber arbeitet nicht mehr einwandfrei.
 +    * Es ist keine SSH-Sitzung möglich oder gerät ins Stocken.
 +    * RocNetNode antwortet nicht im LAN.
 +  * Die mittlere Position des Pi04-Schalters agiert genau so, wie die linke Position.
 +Es ist bewiesen, dass alle diese negativen Aspekte auf die zu geringe Ausgangsspannung des Adapter selbst zurück zu führen sind.\\
 +Die angegebene Spannung von 5V ist nicht sehr selten so niedrig wie 4,2V oder 4,3V.\\
 +Wenn dies zu den geringen, aber normal akzeptablen Verlusten in RJ12-Kabeln hinzukommt, kann das zu den oben beschriebenen Effekten führen.\\
 +**Also benötigen wir eine bessere Stromversorgung.**
 +   
 +
 +=====Beschreibung, wie das zu erreichen ist=====
 +PI06 wurde entwickelt, um wirklich stabile 5V 3A Leistung an einen RocNetNode-Aufbau zu liefern.\\
 +Er enthält einen Schaltregler mit stabilem 5V-Ausgang.\\
 +Es werden nur 12-20VAC oder 12-24VDC am Eingang mit min. 16VA für die volle Last von 3A benötigt.\\
 +3A ist vielleicht übertrieben, aber die meisten anderen Regler sind für 1A, was zu nah an dem ist, was mindestens benötigt wird.
 +GCA-PI06 macht eine Heim-Stromversorgungs-Leitung unter der Anlage überflüssig. \\
 +Linear-Regler sind in diesem Fall ungeeignet.\\
 +Der Raspberry allein benötigt bereits 600-700mA bei 5V.\\
 +Ein Standard-16V-Trafo liefert leicht bis zu 22V hinter der Gleichrichtung.\\
 +Das bedeutet, das ein Linear-Regler wie LM7805 Verluste von (22-5)V x 0,7A ca. 12W als Hitze abstrahlt!\\
 +Selbst mit einer massiven Kühlung wird es ganz schön hart für diesen sehr bekannten Regler.\\
 +Diese Baugruppe wird bei max. Last eine min. Effizienz von 77% haben.\\
 +Mit den gleichen 22V und normal 1-1,5A Last ist die Effizienz ca. 85% und so hat die Baugruppe ca. 1,2W abzustrahlen.\\
 +In diesem Fall benötigen wir keine zusätzliche Kühlung.\\
 +Die Platine hat mehr Oberfläche als dafür erforderlich ist.\\
 +Die Pi01, Pi02, Pi03 und Pi04 werden direkt über ein RJ12/45-Kabel an dieser Baugruppe angeschlossen, über das auch die I2C-Leitungen zu allen Anschlüssen geführt sind.\\
 +Entsprechend der Zeichnung unten ist auch das Verketten von einem PI02 oder PI03 zum nächsten möglich.\\
 +:!: Schleifen vermeiden :!:
 + \\
 +===== Stromversorgung für Raspberry Pi 3. =====
 +Mit der Einführung des Rasberry Pi 3, gibt es eine neue Situation.\\
 +PI 3 (wie man kurz sagt) ist die Leistungsaufnahme viel höher.\\
 +Mit der Stromversorgung aller Baugruppen über GCA_PI06, gibt es ein Problem, 
 +wenn Kabel zwischen PI 3 und GCA_PI06 zu lang sind (> 0,5 m).\\
 +Die verwendeten RJ12-Kabel können diesen Strom nicht übertragen.\\
 +Es gibt zwei Möglichkeiten, das erwähnte kleine Problem zu überwinden.\\ 
 +  - Kürzen der Verbindung zwischen PI 3 und GCA_PI06 auf weniger als 0,5 m.\\
 +  - RJ45-Ethernet-Kabel und -Steckverbinder zwischen GCA_PI06 und  PI 3 verwenden.\\
 +Glücklicherweise sind die Platinen so entworfen, dass enweder RJ12- oder RJ45-Steckverbinder installiert werden können.\\
 +RJ45 macht die Verdrahtung solider und außerdem werden mehr Drähte für die Stromversorgung verwendet.\\
 +In den von GCA verfügbaren Bausätzen kann zwischen RJ12- oder RJ45-Steckverbindern gewählt werden.\\
 + \\
 +
 +=====Anschluss-Beispiel=====
 +|  {{:gca:gca_raspi_overview_1.png}}  |\\
 +
 +  * Der Raspberry Pi erhält seine Versorgung durch den GCA-Pi01. Es wird kein zusätzlicher Stromversorgungs-Adapter benötigt.  
 +  * Auf dem GCA-Pi03 können alle Stifte von JP1 für die Stromversorgung von Servos zusammengeschaltet werden. Es wird kein zusätzlicher Stromversorgungs-Adapter benötigt.  
 +
 + \\
 +===== Noch mehr Leistung erforderlich? =====
 +Es kann auch sein, dass das gesamte Netzwerk größer wird.\\
 +Dabei kommt vielleicht auch die Idee, weitere GCA_PI06 zu verwenden.\\
 +Das ist grundsatzlich kein Problem, aber dann unbedingt mit jeweils eigenen Netz-Adaptern.\\
 +Die Verwendung des gleichen Adapters / Transformators für mehrere GCA_PI06-Geräte kann viele unerwartete Probleme verursachen.\\
 +Es wird dringend davon abgeraten. \\
 + \\
 +===== Hardware =====
 +|{{:gca:gca_pi06_sch.pdf|Die Schaltung}}|
 +|{{:gca:gca_pi06_pcb.pdf|Die Platine mit Bauteil-Positionen}}|
 +|{{:gca:gca_pi06_parts.pdf|Die Materialliste}}|
 +|{{:gca:gca_pi06_gerber.zip|Die Gerber-Dateien}}|
 +^ Hinweis: Es werden nur komplett bestellte Bausätze unterstützt! ^
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