Schaltung für automatisches Power-Off Raspberry

  • Ich hatte die Tage mal wieder Zeit zum Basteln. Herausgekommen ist eine kleine Schaltung, die nach dem Herunterfahren vom VDR auf dem PI2 die Spannungsversorgung abschaltet.
    Mit einem Tastendruck lässt sich die Spannungsversorgung aktivieren, so dass der VDR wieder startet. Optional kann auch über ein Digitalsignal eines IR-Fernbedienungsempfänger,
    z.B. IRMP auf STM32, die Spannungsversorgung per Fernbedienung aktiviert werden.


    Die Schaltung wird zwischen dem Netzteil vom PI und dem Board selbst eingeschleift. D.h. die Versorgungsspannung vom Netzteil versorgt zunächst nur die Power-Off Schaltung.
    Mit Tastendruck oder IR-Signal wird dann die Versorgungsspannung zum PI geschaltet. Beim Herunterfahren aktiviert ein kleines Script den GPIO 21 auf high, dadurch startet in der
    Power-Off Schaltung ein kurzer Timer von ca. 8 sec, der dem PI 2 noch genügend Zeit zum vollständigen Herunterfahren gibt. Nach ca. 8 sec wird dann die Spannungsversorgung vom
    PI 2 deaktiviert.


    Die Schaltung ist im Anhang im PDF angegeben. Kurze Beschreibung der Funktion:


    Das linke Flip-Flop speichert den ON-Zustand für den PI 2. Die RC-Kombination am R-Eingang sorgt dafür, dass bei Anlegen der Versorgungspannung an die Power-Off Schaltung der
    PI 2 nicht automatisch eingeschaltet wird. Mittels dem Taster oder dem Signaleingang wird ein high-Signal erzeugt, das das linke Flip-Flop setzt. Das Ausgangssignal Q steuert den
    N-Kanal MOS-FET an, der wiederum steuert das Relais an. Dadurch wird die Versorgungsspannung für den PI 2 freigeschaltet. Das rechte Flip-Flop wird automatisch zurückgesetzt
    durch den negierten Q-Ausgang vom linken Flip-Flop. Wird das linke Flip-Flop gesetzt, d.h. der PI 2 bekommt Spannung, dann wird das Reset-Signal vom rechten Flip-Flop zurückgenommen.


    Das Power-Off Skript aktiviert beim Herunterfahren den GPIO 21 und zieht den Ausgang auf high. Dadurch wird das rechte Flip-Flop gesetzt. Das aktiviert den Timer, der aus den beiden
    Invertern und der RC-Kombination dazwischen besteht. Der Timer zieht nach ca. 8 sec den Ausgang vom linken Inverter auf high. Dadurch wird der Reset-Eingang vom linken Flip-Flop
    aktiviert und das linke Flip-Flop zurückgesetzt. Das hat zur Folge, dass der N-Kanal MOS-FET gesperrt wird und damit das Relais abfällt. Dadurch wird die Spannungsversorgung vom
    PI 2 abgeschaltet. Zusätzlich schließt das Relais den Kondensator vom Timer mit einem 10kOhm Widerstand kurz. D.h. der Kondensator wird schnell entladen und der Timer könnte
    damit sofort wieder mit voller Laufzeit gestartet werden.


    Die Schaltung lässt sich schnell auf einer Lochrasterplatine aufbauen. Einzig die Micro-USB-Buchse ist etwas fummelig zum Löten.


    Installation des Scripts:


    1) Script triggerturnoff.sh in /etc/init.d ausführbar ablegen.
    2) in /etc/systemd die Service-Beschreibung triggerpoweroff.service ablegen
    3) sudo systemctl daemon-reload
    4) sudo systemctl enable triggerpoweroff.service


    Das Script wird kurz vor dem Beenden des PI 2 aufgerufen. Der GPIO 21 wird aktiviert, auf Ausgang geschaltet und ein high-Signal ausgegeben. Das triggert den Timer der Schaltung.


    Optional könnten 2 LEDs, jeweils an den Q-Ausgängen der Flip-Flops mit ca. 330Ohm gegen Masse geschaltet, die Zustände der Flip-Flops transparent machen. Ich habe bei mir eine
    DUO-LED (rot-grün) so angeschaltet, dass die LED aus ist, wenn die Versorgungsspannung vom PI 2 deaktiviert ist. Mit Einschalten der Versorgungsspannung vom PI 2 geht die LED
    auf grün. Nach triggern des Power-Off Timers schaltet die LED auf gelb. Das funktioniert deshalb, weil die grüne Komponente der LED noch leuchtet (Spannung liegt am PI 2 noch an),
    zusätzlich aber die rote Komponente der LED durch den Timer aktiviert wurde. Dazu habe ich die grüne Komponente an den Q-Ausgang des linken Flip-Flops geschaltet und die
    rote Komponente an den Q-Ausgang des rechten Flip-Flops. Die LED zeigt jetzt die Zustände Aus (LED aus), Ein (LED grün) und Shutdown-Phase (LED gelb) an.


    Viel Spaß beim Nachbauen!

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