Raspberry pi車載のための電源回り - takeone

電源取り出し

既製の電源取り出しヒューズを利用する

こんなやつ。差し替えるヒューズのサイズや容量に注意。

電源管理のプラン

ラズパイには電源を管理するシステムが組み込まれていないので、この辺は自分でカスタマイズしていくしかない

方法１

常時電源に接続しておき
　・ACCのOFF>ONで、常時電源を一旦オフ→オンと切り替える。これでラズパイ起動。
　・ACCのステータスをラズパイで監視し、ACC ON>OFFを検出したらシャットダウン動作に入る
→消費電力が微小とはいえ、OFF時でもラズパイに通電してるのは気持ち悪い。バッテリーも消費するし早々に壊れそう…

方法2

ACCのオンオフに完全に連動した仕組みを作る
考えてみると割と面倒なことに…

仕組みの検討

結局方法2で行くこととした
リレーの手持ちがないことから、手間と材料費を考え、アマゾンで手に入るリレーモジュールを利用することにした↓

　　　　　
ACC電源をトリガーとして、シャットダウン動作を行うため、上記モジュールのPA4モードの遅延OFFを選択

ただし、上記モジュールPA4モードでは、リレーモジュール本体の主電源のオン（常時電源供給開始）とトリガーアップ入力（=TU、ACC電源供給開始)の受け付けの間に、多少のタイムラグを設けないとTUが認識されないようで、ACCの印加に遅延を入れなければならないことが判明。
単純に、短時間電源オンを遅延させる回路はそう難しい回路ではない。ただ、それとは別に、今回はこのACCのOFFをラズパイGPIOに送るシャットダウンのトリガーを設ける必要もある。
遅延ONのC接点リレーを使うと、この必要性も同時に満たすことが出来る。すなわち、ラズパイ起動中（通電中）かつACCオフの場合にだけ印加するトリガーをリレーOFF時の通電ラインに仕込むという動作が可能になる。
そういったリレーモジュールも、ちょうどアマゾンで入手していたので、これも併せて利用することにした。

　　　　　

さらに、メインの遅延OFFリレーモジュールそれ自体も、車から離れた時、バッテリーに負担をかけないためには通電（リレー非動作時で20mAほど）していてほしくないので、このリレーモジュール自体も遅延OFF回路につなげて運用することにした。
これにはコンデンサーと抵抗、トランジスタ2つを基本に、単純なものを自作する。

構成

結局こうなった
※メインの遅延OFFリレーモジュール=①、トリガー用の遅延ONリレーモジュール=②

■遅延OFFリレーモジュール①側

　↓ACC電源↓常時電源　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓常時電源
遅延回路A　━　遅延OFFリレーモジュール①　━　リレーON時─>ラズパイ主電源
　┗ACCトリガ 　リレー②トリガ┛　　　　　　　　　　　　─>ラズパイGPIO（リレー②OFF時）

■遅延ONリレーモジュール②側

　　↓ACC電源　　　　　　　　　　　　　　↓常時電源
遅延ONリレーモジュール②　━　リレーON  ─>リレー①へ
　　ACCトリガ ┛　　　　　　　リレーOFF ─>GPIOへ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ↑常時電源(①リレーON時)

• 動作フロー

ACC電源ON ＞ 遅延回路A＆リレー②通電・カウント開始 ＞ リレー①主電源ON ＞ ②リレーカウント終了リレー②ON ＞ リレー①ON ＞ ラズパイ起動開始
ACC電源OFF ＞ 遅延回路Aカウントダウン、リレー②オフ ＞ リレー①カウントダウン開始、トリガーGPIOへ通電 ＞ ラズパイシャットダウン開始・終了 ＞ リレー①OFF ＞ 遅延回路A終了、リレー①主電源OFF

間違いないかな？

必要な材料は、アマゾンで買ったリレーモジュール２つ、手持ちのコンデンサー1つ、抵抗2つ、トランジスタ2つ（C1815,A1015)とユニバーサル基盤と線材。1000円程度になる。

ラズパイ他への給電回路

ラズパイの主電源にはシガー用のUSB給電アダプターの中身を取り出して使う。GPIOへは手持ちの3.3vのレギュレーターを、DACへは暫定的にラズパイとは別に5Vの給電ラインを設ける。ノイズで障害などが出れば、その都度対策をする。