ラズパイ4にスイッチング電源を接続して電圧降下対策[前編]

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 どうも、こんにちは。T・K生です。

 今回はスイッチング電源を接続してラズベリーパイの電圧降下の問題を解決するための講座を始めます。

 スイッチング電源を活用することでラズパイ4の電圧降下問題を決定的に解決できる

 産業用の装置や科学の実験用に活用されているスイッチング電源ですがラズパイ4にも接続可能です。

 既存の5.1V 3AのACアダプターではラズパイ4は1台を動かせますが、USB端子にカメラやSDRラジオやアンプなどの周辺機器を接続した場合、接続した負荷の消費電流が増加して、電圧降下の雷マークが点滅して、ラズパイ本体の動作が不安定になります。

 そこで産業用のDC5Vが取り出せて、半固定抵抗で電圧を微調整できて、電流容量も大きくとれるスイッチング電源を接続して動かすことにしました。

 今回、購入したDC5V 12Aの出力が可能なスイッチング電源。ラズベリーパイ4を3台、接続しても動作可能なスペック

 今までさんさん苦しめられたラズベリーパイ4の電圧降下問題の決着をつけるためにいよいよスイッチング電源を動かして動かすことになりました。

 スイッチング電源は大電力を扱うため初心者には要注意

 スイッチング電源ですがAC100Vの電圧とAC 5A以上の大電力を扱うために電子工作の初心者にはちょっと難しいので要注意です。

 スイッチング電源に関しては自作パソコンで発火事件やTVのブラウン管の感電事件のようなことも起きるので接続には注意してください。

 AC100Vの配線の接続や加工を行いますので必然的にスイッチング電源の端子には高電圧がかかり、大電流が流れます。

 スイッチング電源のショート(短絡)や逆接続によるラズベリーパイ本体の破壊もありますので基礎的な電気関連の知識を必ず深めてから実行するようにお願いします。

     自作PCの組み立て中に、PCから出火しました… – Yahoo!知恵袋

            ゲーム基板の接続で高電圧で感電

 重ね重ねいいますが、もし、スイッチング電源の接続が難しいと判断した場合、無難に5.1V 3AのACアダプターを接続してラズベリーパイ4を動かしてください。

 スイッチング電源のAC100V側には極性の問題もあるので注意が必要

 スイッチング電源ですがAC100VをFETパワートランジスタでパルスに変換してDC5VやDC12Vに定電圧化します。

 スイッチング電源に関してに交流を直流にパルス変換するために大量のノイズが発生します。

 スイッチング電源のノイズ対策のためにAC100Vの給電コンセントの向きを意識してコンセント側のGND側にはスイッチング電源のN側を接続し、コンセント側の常時100V側が流れているL側にはAC100Vの給電側を接続します。

     参考:スイッチング電源の入力端子の「L」と「N」とは?

 スイッチング電源の中間のスイッチもN側とL側を意識して配線加工します。

 スイッチング電源の配線は高電圧と大電流が流れるので中間のON/OFFのスイッチも15Aの保証された製品を使用し、接続には自動車バイクのバッテリーに使われているY型端子でしっかりと圧着工具を活用して配線材を加工します。

 ノイズ対策のためにラズパイ4の本体に給電するケーブルにはフェライトコアを巻いてノイズ対策も徹底して行います。

 動作チェックに関して電圧測定用のテスターも必須になりますので、一度、基本的なテスターの使用方法や電圧測定の方法を学んで知識を深めてから接続や配線について実践を行うようにしましょう。

 スイッチング電源の接続に関してはいくつかの超えなければならないポイントがありますが、いくつかの危険やトラブルになるようなポイントを乗り越えれば電圧降下や電流不足でラズパイが動かないので苦しんだ問題が嘘のように解決できるのでコツをつかめば何とかなります。

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