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22 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de Bild Jatuporn Tansirimas | stock adobe com alle anderen Bilder Dembowski Stromversorgung Einplatinen-Rechner Vorbild Raspberry Pi Bei der Weiterentwicklung der Raspberry-Pi-Familie werden meist die gestiegene Rechenleistung und verbesserte Schnittstellen herausgestellt Ausschlaggebend für die Funktion eines Raspberry Pi ist jedoch die optimale Spannungsversorgung die fast unbemerkt gravierende Veränderungen erfahren hat und trotz gestiegenem Leistungsbedarf immer sparsamer mit der Energie umgeht Klaus Dembowski Die Schaltungen für die Spannungsversorgung eines Raspberry Pi haben sich vom ursprünglichen Modell 1B bis zum aktuellen Modell 4B gravierend verändert Von einfachen Linearreglern zum per I2 C-Bus steuerbaren Powermanagement-IC PMIC das verschiedene Spannungen für die einzelnen Komponenten SoC DDR-Speicher I Omit integrierten Abwärtswandlern LDOs und Schutzschaltungen bietet Die dabei verwendeten Komponenten werden von Herstellern wie ON Semiconductor oder Diodes hergestellt und sind über die bekannten Distributoren auch in kleinen Stückzahlen erhältlich Dadurch kann sich der Entwickler für seine Applikationen an der Spannungsversorgung des Raspberry Pi orientieren zumal sich die eingesetzten Komponenten bereits tausendfach bewährt haben und verhältnismäßig günstig sind Aus den 5 Vdes Steckernetzteils werden auf der Platine eines Raspberry-Pi-Boards verschiedene Spannungen für die einzelnen Bauelemente mithilfe entsprechender Spannungsregler erzeugt Bei der ersten Raspberry-Pi-Generation Model A Bwerden die folgenden Regler eingesetzt ■ RG2-3 3 V NCP1117-3v3 1 A TO-252 DPAK-Gehäuse ON Semiconductor 1 ■ RG3-2 5 V LP2980-2v5 50 mA SOT-23-Gehäuse Texas Instruments ■ RG1-1 8 V NCP1117-1v8 1 A SOT-223-Gehäuse ON Semiconductor Durch eine Polyfuse miniSMD im Bild 1 wird in der Rasberry-Pi-Schaltung verhindert dass ein Strom von mehr als 1 Afließen kann Die Polyfuse ist in Abhängigkeit vom jeweiligen Raspberry-Pi-Modell entsprechend dimensioniert worden und bis auf die Zero-Modelle verfügen alle Raspberry-Pi-Modelle auf der Unterseite der Platine über mindestens eine derartige Sicherung Zwei Leuchtdioden die sich je nach Raspberry-Pi-Typ an unterschiedlichen Stellen auf dem Board Bild 6 befinden signalisieren dass die Versorgungsspannung vorhanden rote LED und der Prozessor aktiv ist grüne Status-LED