Zaloguj
- możliwość zasilania z zewnętrznego zasilacza 5 V ze złączem USB-C,
- zawiera połączone trzy filtry z elementami LC,
- płytka PCB zgodna z formatem Pi Zero, co nie wyklucza zastosowania układu z innymi wersjami i komputerkami.
Zastosowanie gniazda USB-C umożliwia ujednolicenie kabli zasilających i stosowanie nowoczesnych ładowarek bez dodatkowych przejściówek (w przypadku użycia z RPi Zero/RPi 3+). Przy okazji można rozwiązać problem nieprawidłowej współpracy z ładowarkami pierwszych wersji RPi 4. Zastosowane gniazdo USB-C typu 4135 (GTC) przeznaczone jest tylko do aplikacji zasilających. Pozbawione jest wszystkich pinów komunikacyjnych interfejsu USB-C, pozostawiono tylko wyprowadzenia zasilania i sygnały CCx, służące detekcji współpracującego urządzenia. Ogranicza to liczbę wyprowadzeń do 6 i znacząco ułatwia montaż, który jest możliwy bez specjalistycznych narzędzi.
Budowa i działanie
Schemat układu został pokazany na rysunku 1. Zasilanie filtra z zewnętrznego zasilacza 5 V doprowadzone jest do złącza śrubowego DCIN lub gniazda USB-C. Układ zawiera połączone trzy filtry z elementami LC. Pierwszy filtr C1, C2, CMF tłumi zakłócenia wspólne, drugi – C3, C4, L1 zakłócenia różnicowe o niskich częstotliwościach, trzeci – C5, C6, FB2 zakłócenia różnicowe o częstotliwościach wysokich. Dwa polimerowe kondensatory CE1, CE2 o niskim ESR odsprzęgają zasilanie. Napięcie V50 po filtracji doprowadzone jest do złącza GPIO.
Montaż i uruchomienie
Układ zmontowany jest dwustronnej płytce drukowanej zgodnej z formatem Pi Zero, co oczywiście nie wyklucza stosowania z innymi modelami Raspberry. Schemat płytki został pokazany na rysunku 2. Montaż układu nie wymaga dokładnego opisu, a po zmontowaniu nie wymaga uruchamiani.
Po doprowadzeniu zasilania 5 V do jednego z gniazd DCIN lub USB-C układ jest gotowy do pracy.
Przykładowe zmierzone efekty działania filtra pokazano na rysunku 3. Przebieg 2 (górny) to napięcie zasilania z zasilacza impulsowego 5 V współpracującego z Raspberry Pi i nakładką audio. Zasilacz obciążony jest prądem ok. 2,5 A, przebieg 1 (dolny) to napięcia na wyprowadzeniach zasilania 2, 6 złącza GPIO.
Filtracja jest bardzo skuteczna, pozostaje tylko niewielki ślad częstotliwości kluczowania zasilacza. Elementy filtra można potraktować jako uniwersalne, poprzez zmianę ich wartości układ można zoptymalizować pod kątem własnej aplikacji – zachęcam do eksperymentów.
Adam Tatuś, EP
- R1, R2: 5,1 kΩ
- R3, R4: 10 kΩ
- C1, C2: 1 μF/63 foliowy (C7.2X5.0P5.0)
- CE1, CE2: 220 μF/10 V polimerowy (CED8.0P3.5)
- C3, C4: 10 nF/63 V foliowy (C7.2X3.5P5.0)
- C5, C6: 470 pF/25 V NP0 (SMD0603)
- CMF: dławik CMF ACM1211-102-2PL
- DCIN: złącze DG 3,5 mm 2-piny (DG381-3.5-2)
- FB1: koralik ferrytowy BLM18AG102 (SMD0603)
- FB2: koralik ferrytowy BLM31PG330SN1L (SMD1206)
- GPIO: złącze żeńskie IDC40 do druku
- L1: dławik mocy 47 μH (HPI1260)
- USB-C: gniazdo USB-C Power GTC (USB4135)
