Quais são os valores mínimo / máximo de tensão / corrente que os pinos do gpio podem suportar?

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Quero começar a usar os pinos do GPIO, mas estou preocupado com curtos-circuitos ou com muita amperagem e fritando meus raspi. Quais são os valores mínimo / máximo de tensão e corrente que o rasppi pode manipular? Qual é a tensão e corrente típicas? Quão sensível é o raspi para curtos-circuitos e coisas assim?


Vi placas criadas para 'proteger' seu raspi:

Eu realmente não quero 'estender' a utilidade do meu raspi, só quero protegê-lo contra frituras pelos pinos do GPIO. Pretendo criar um circuito de buffer que impeça que meus raspi sejam danificados ao experimentar os pinos GPIO.

John
fonte
Você receberá muita especulação selvagem entre as respostas. Embora os dados nos gpio dos pi sejam limitados, a maioria dos CIs modernos tolerará curtos temporários entre uma saída acionada e o terra, o trilho de alimentação que a alimenta ou outra saída. O que eles geralmente não toleram é uma conexão breve a uma fonte de tensão mais alta, como um pino de 5v no mesmo conector.
Chris Stratton
Para estar seguro, use uma placa de proteção. Se você não quiser comprar um, então é trivial para criar o seu próprio circuito de proteção
Jivings
Desde que você não esteja usando protocolos de velocidade extremamente alta, apenas o uso de resistores da série 1K pode ser um bom equilíbrio de proteção e simplicidade; qualquer solução improvisado (especialmente se tiver dispositivos ativos que exigem poder) corre o risco de introdução de lugares adicionais para calções acidentais ...
Chris Stratton
Você pode consultar este link elinux.org/RPi_Low-level_peripherals . isso iria ajudá-lo.
Shiny Fathima
Alguma discussão adicional aqui: electronics.stackexchange.com/questions/397388/…
Sampo

Respostas:

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TL; DR

  • Este é um dispositivo de 3,3V .
  • Saída
    • Total máximo de todos os pinos 50 mA.
    • Padrão 8 mA máximo por pino. (Retorna a essa configuração após a redefinição.)
    • Software configurável de 2 mA a 16 mA. Não use fontes nem afunde mais do que o que você configurou.
    • Não conduza cargas capacitivas.
  • Entrada
    • Limiar de 1.8V
    • 0,5 mA máximo
    • Use um resistor de 6ohm para garantir que a corrente de uma fonte de 3,3V não exceda 0,5 mA
      • ( 3,3 V / 6000 Ω = 0,00055 A )

Referências

from: http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28GPIO.29

Os níveis de tensão do GPIO são 3.3V e não são tolerantes a 5V . Não há proteção contra sobretensão na placa - a intenção é que as pessoas interessadas em interfaces sérias usem uma placa externa com buffers, conversão de nível e E / S analógica, em vez de soldar diretamente na placa principal.

Isso é facilmente manipulado com um conversor de nível lógico bidirecional .

de: http://www.mosaic-industries.com/embedded-systems/microcontroller-projects/raspberry-pi/gpio-pin-electrical-specifications#rpi-gpio-input-voltage-and-output-current-limitations

Pinos GPIO definidos para entrada

Estes são pinos lógicos de 3,3 volts. Uma voltagem próxima a 3,3 V é interpretada como lógica, enquanto uma voltagem próxima a zero volts é um zero lógico. Um pino GPIO nunca deve ser conectado a uma fonte de tensão maior que 3,3V ou menor que 0V, pois podem ocorrer danos imediatos ao chip à medida que os diodos de substrato do pino de entrada (mostrados como FETs parasitas na Figura 1) conduzem. Pode haver momentos em que você precise conectá-los a tensões fora da faixa - nesses casos, a corrente do pino de entrada deve ser limitada por um resistor externo a um valor que evite danos ao chip. Eu recomendo que você nunca use ou coloque mais de 0,5 mA em um pino de entrada.

Como o @ AutomatedMike observou nos comentários, você pode garantir isso com um resistor de 2 Kohm por volt . ( 3,3 V / 6000 Ω = 0,00055 A )

Pinos GPIO definidos para saída

Os pinos GPIO do Raspberry Pi são bastante versáteis e você pode modificar muitas de suas características no software. Você pode ativar / desativar a histerese do pino de entrada, limitar a taxa de rotação da saída e a fonte de controle e a capacidade do inversor de corrente de dissipador de 2 mA a 16 mA em incrementos de 2 mA. Essas propriedades são definidas para o bloco GPIO como um todo, não em uma base pino a pino.


Para evitar dissipação excessiva de energia no chip, você não deve obter / absorver mais corrente do pino do que o limite programado . Portanto, se você configurou a capacidade atual para 2 mA, não puxe mais de 2 mA do pino.


A capacidade de corrente da fonte / coletor não limita a corrente para dentro ou para fora do pino, mas especifica apenas a corrente máxima para a qual as especificações de alta / baixa tensão do sinal de saída serão atendidas. Se mal utilizados, os pinos de saída podem ser danificados por corrente excessiva, independentemente da fonte / corrente do coletor programada. Após uma redefinição , o RPi fornece as saídas GPIO definidas para a capacidade da unidade de 8 mA .


A corrente fornecida pelas saídas é extraída da fonte de 3,3 V, que pode fornecer apenas 50 mA no máximo. Consequentemente, o máximo que você pode obter de todas as saídas GPIO simultaneamente é inferior a 50 mA . Você pode desenhar correntes transitórias além desse limite, pois elas são extraídas dos capacitores de desvio no trilho de 3,3 V, mas não force o envelope!

Cuidado:

Existem considerações adicionais para cargas capacitivas. Você realmente deve ler o documento que é fortemente citado aqui.

Bruno Bronosky
fonte
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0,5 mA parece excessivamente conservador e tornaria o RPi inútil para a interface com a maioria dos sensores, que normalmente atraem pelo menos alguns mA. Esses documentos dizem que o RPi está configurado por padrão para afundar / fonte 8mA e pode ser configurado para afundar / fonte até 16mA.
Cerin
@ Cerin, você está certo de que citei o número conservador. Você notou que estava vinculado ao mesmo documento que citei (mas sem a âncora)? Se as pessoas querem forçar o envelope, precisam ler esse documento e aprender mais do que estou ensinando aqui. Eu os aponto nessa direção. Só não quero ser responsável se eles obtiverem mais de 50mA cumulativamente.
Bruno Bronosky 31/08/2015
6
As figuras 8ma e 16ma referem-se aos pinos configurados para a saída. 0.5ma é para pinos configurados para entrada. Apenas garanta que sempre haja pelo menos (Vss * 2Kohm) de resistência entre Vss e o pino, para que nunca mais do que 0,5 ma possa fluir para a entrada.
AutomatedMike
Qual seria o limite de corrente aceitável se eu conectar tensão superior a 3,3V em um GPIO na saída True state? (Solução díodo zéner em electronics.stackexchange.com/questions/353218/... ) @AutomatedMike
Pigmalião
Obrigado por todo o ótimo feedback. Adicionei mais informações à minha resposta.
Bruno Brosky