Stabilisation alimentation raspberry pi 4B  [RESOLU]

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Modérateur : Francois

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Albert1221

Stabilisation alimentation raspberry pi 4B  [RESOLU]

Message par Albert1221 » jeu. 16 déc. 2021 11:48

Bonjour à tous,
Je souhaiterais votre avis pour valider ou non mon idée sur l'alimentation du raspberry pi 4.
Comme vous le savez, l'alimentation officielle du Raspberry pi 4 délivre une tension de 5,1V et peut délivrer jusqu'à 3A (15,3W)
Ayant un serveur informatique avec des connecteurs d'alimentation (molex) disponible j'ai acheté un connecteur usb-c pour venir y souder les fils venant directement de l'alimentation du serveur (fils : +5V (fil rouge) et la masse (fil noir))
Ce qui m'a poussé à utiliser cette solution :
_ je suis à cours de prises sur mon onduleur (et le serveur est branché dessus)
_ ne avoir une alimentation (à découpage) supplémentaire. Les rendements des alimentations à découpage ont un rendement moyen de 75%, alors que mon alim de serveur est classée "gold", donc avec un rendement autour de 90% (selon la charge)
_ et surtout d'avoir +5V très stable

Or ce qu'il sort de l'alimentation du serveur c'est du 5V et non du 5,1V. Jusqu'ici pas de problème.

Par ailleurs, le Raspberry pi 4B ne disposant pas de fusible (peut-être est-il dans l'alimentation officielle), j'ai décidé d'ajouter un fusible 3A.
Sauf qu'entre le 5V, le câble d'1,5m d'alimentation, le fusible, j'arrive à une tension aux bornes du connecteur usb-c de 4,98V.
J'ai testé mon installation en faisant un test de stress (installation du paquet stress-ng) et en laçant la commande "stress -c 8". En mesurant de nouveau la tension aux bornes du connecteur d'alimentation usb-c, j'obtiens 4,88V.

Mon montage n'est pas si mal, mais je ne m'attendais pas à ce qu'il y ait une baisse de tension de 100mV lors du test de stress. La différence de chute de tension se produit essentiellement aux bornes du fusible.
Par rapport aux 5,1V normalement fournis par l'alimentation officielle, j'ai une différence de 220mV en sollicitant à 100% le processeur.

J'ai lu sur certains forum, qu'au moment de brancher des périphériques notamment en usb, certains RPI alimenté sur batterie redémarrais car, il y avait un appel de courant au moment où était branché le périphérique et donc une baisse de tension. Si cette tension baisse en deçà d'un certain seuil, le RPI redémarrage.

Deux questions :
1] Pensez-vous que cette tension d'environ 4,9V peut gêner des périphériques branchés sur usb ou sur les broches gpio, ou connecteurs hdmi ?
2] J'ai pensé à souder un gros condensateur (470µ par exemple) sur le connecteur usb-c (entre le +5V et la masse) pour parer la baisse de tension provoqué par la sollicitation du processeur. Cela vous semble-t-il judicieux, utile ?

Je serais curieux de connaitre les tensions disponibles sur les broches +5V gpio (ou sur l'usb-c) avec l'alimentation officielle. Je ne sais pas si quelqu'un peut faire la mesure (au repos et en état de stress) ?

Merci d'avance

dyox
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Re: Stabilisation alimentation raspberry pi 4B

Message par dyox » jeu. 16 déc. 2021 13:07

Bonjour,
D'après https://datasheets.raspberrypi.com/rpi4 ... matics.pdf, c'est D1 qui fait office de fusible. C'est ce que je comprends.

Après ne vous fiez pas aux tensions si tout fonctionne bien. J'ai une V1 en headless et sans usb alimentée avec 1A depuis 3 ans, avec dans les logs les warnings de tension mais tout fonctionne bien, enfin il ne reste que la sd et aucune corruption de données.

Cela va dépendre de l'utilisation, des périph usb et de leur consommation. C'est sûr que si la v4 sert de NAS avec 2 DD (~+1.2A), la tension doit être impécable et la plus stable possible. Sinon corruption de données ou reboot.

Je n'ai pas revérifié mais si vous regardez dans les schémas ou sur la Pi, le régulateur de tension acceptait 5.5V donc je dirai la limite en entrée.

Pour votre
1) j'y ai répondu sauf pour le hdmi. Je ne sais pas sa "sensibilté"
2) Je ne suis pas électronicien mais cela ne peut pas lui faire de mal.

Par contre je ne comprends pas " La différence de chute de tension se produit essentiellement aux bornes du fusible".
Un fusible, c'est un fil donc il ne devrait y avoir aucune chute de tension. On a justement une chute lorsqu'il est HS et donc ouvert.

Albert1221

Re: Stabilisation alimentation raspberry pi 4B

Message par Albert1221 » jeu. 16 déc. 2021 15:25

Bonjour et merci de votre retour.

D1 est effectivement une protection, mais pas contre les surintensités. C'est une diode TVS qui permet normalement de protéger le circuit des surtensions ponctuelles.

Contrairement aux autres Raspberry pi et sauf erreur de ma part, il n'y a pas de régulateur de tension à proprement parlé sur le RPI 4. C'est composant (MXL7704) qui gère l'ensemble des tensions (3,3V, 1,8V).
La tension délivrée aux bornes de l'usb-c (5,1V) semble se retrouver directement sur les broches GPIO, connecteurs et composants qui en ont besoin.
D'ailleurs, je viens de remarquer que cette diode (SMBJ5.0A-TR) est une 5V et non une 5,1V. Du coup le RPI est régulé à 5V en entrée.

Concernant la tension qui augmente aux bornes du fusible, ça me parait assez logique :
1] un fusible c'est effectivement un fil. Mais un fil qui se coupe quand on dépasse son courant limite. Ce fil se rompt en chauffant. Ça n'est pas du tout ou rien. Plus on s'approche du courant limite plus le fil chauffe, et il chauffe jusqu'à sa rupture.
Bien que très faible ce fil à une résistance et plus vous faite passez de courant dedans, plus la tension à ses bornes augmente (loi d'ohm : U=RxI).
De même, plus vous faites passer de courant dans ce fil, plus il chauffe, et plus il chauffe, plus sa résistance augmente et donc sa tension (Puissance dissipéé = RxI²)
2] De plus le fusible est un petit fusible cartouche, quand on l'insert dans son emplacement, il se retrouve en contact à ses deux extrémités avec des lamelles métalliques. Les surfaces de contacts ne sont pas idéales. Du coup on créé des petits goulets d'étranglement pour le courant qui passe. Car une petite résistance se créée, et donc à l'instar du phénomène ci-dessus : P=RxI² = > on créé une différence de potentiel et ça chauffe.

C'est pas grand chose, on parle de quelques dizaine de mV...
Message Modérateur :
Bonjour,
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piper
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Re: Stabilisation alimentation raspberry pi 4B

Message par piper » jeu. 23 déc. 2021 22:34

Bonsoir,
A mon avis, vous n'aurez pas de soucis :
Dans l'armoire informatique mon entrée, j'ai aussi une ancienne alimentation de serveur avec ses molex.
Elle alimente : 3 disques dur, la box, le boitier Fibre et un Pi4 sur lequel sont branchés 2 disques dur en USB (le 3ième disque est sur la Box)
Il me reste une place sur mes molex pour un dernier Pi si je le souhaite.
C'est comme ça depuis 1 an : Aucun soucis
Ce Pi4 fait serveur multi-média dans toutes la maison H24 avec Emby et serveur MotionEye pour la vidéo Surveillance de la maison. Tous mes CD audio depuis mon 1er acheté en 1983 (Money For Nothing) et depuis mon 1er DVD acheté en 2002 (2001 l'Odyssée de L'espace) sont rippés sur ses disques dur. Emby me les diffuse sur tout PC ou téléphone / Tablette que je souhaite à la maison ou à l'extérieur.
Ca tourne depuis 1 an : aucun soucis avec le Pi4 (sauf avec la connexion internet de SFR mais c'est une autre histoire)
1 Pi 4 Emby / Samba
1 Pi4 Librelec
1 Pi3 / Hifiberry OSMC
1 Pi0 : traker GPS et acquisitions de données moteur automobile
1 Pi 2 : pilotage de serrures / RFID
5 Arduinos dont 4 nanos et 1 Mega
1 ESP32

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