メインメニュー
ログイン
ユーザー名:

パスワード:


パスワード紛失

PukiWiki最新記事
[ リロード ]   [ ソース ]  [ トップ | インデックス | 単語検索 | ご意見、ご感想 ]

Counter: 46643, today: 7, yesterday: 12

Raspberry PiでセルフパワーUSBハブなしでWiFi接続を安定にする2つの方法

Raspberry PiはUSB電源が非常に弱く基板の回路変更(USBコネクタのポリフューズ削除)で多少は改善されたと思いますが、まだまだ電源不足です。
特にUSBのWiFiアダプターは消費電流が大きく(今使っているもので最大500mA)インターネット接続するとキーボードやマウスなどを接続しなくても接続が切れて不安定です。
スペック的には当然と言えば当然なのですが、なんとかしたいです。

実際にUSBアダプタの電圧を測ってみるとUSBにWiFiアダプターを挿している状態で測定すると4.6Vまで落ちることがあります。バスパワーUSBハブにキーボードを取り付けた時には、ハブ部分の電圧が4.4Vまで低下してました。
セルフパワーのUSBハブで問題解決している人も多いと思いますが、Raspberry Piをラジコンに載せようとしているのにUSBハブなど載せたくないです。

以下、セルフパワーのUSBハブなしで安定させる2つの方法です。

方法1 電源分離の方法

単純にUSBのWiFiアダプタを別電源で動作させるもので、言ってみればセルフパワーのハブと同じようなものです。
この方法の場合、ラズベリーパイは改造しなくて済むのでいいです。
今回は100均などでも売っているUSB方向転換アダプタを改造して作ってみました。
USBのオス・メスのコネクタを2つ購入して作成しても同じです。

  raspberry pi USB 電源強化1
上は改造前のUSB方向転換アダプタ、下は接続部分のプラスティックをニッパなどではずしたところ。
  raspberry pi USB 電源強化2
マイナスを分岐、メスのUSBコネクタのプラス側のみ延長する。
 
  raspberry pi USB WiFiアダプター
WiFiの電源を別電源につないで、ラズベリーパイと接続。
 
 

それぞれのコネクタのデータ線、D+,D-はそのまま。
GNDもそのままつなぎますが、別電源のマイナスにつなぐために分岐させます。
WiFiアダプタ側のVCCを別電源の+5Vに接続します(Raspberry Pi側のVCCはオープン)。
これだと別電源なので電圧降下もほとんどなく安定して動きました。

方法2 電源強化の方法

初期ロットの頃のUSBコネクタ部分の電源は140mAの電流制限するポリフューズ経由でしたが、現在は基本的にはマイクロUSB電源からの電源(1.1Aの電流制限あり)です。
でも、先ほど書いたようにWiFiアダプタを動作させると電圧が降下してしまいます。
元電源は十分な容量があるハズで実際に電圧のテストポイント(TP1,TP2)で電圧計測すると問題なかったです。
やはり、電源の太さが足りないのではないかと思い。このTP1, TP2をUSBコネクタに直接つないでみました。

ちなみにRaspberry Piの回路図は以下のとおりで、実際のボードでは、
マイクロUSB付近にあるがTP1(+5V)で、GPIOコネクタ付近にあるのがTP2(GND)です。
1.1Aの電流制限のポリフューズがあるものの安定して動作しました。

  raspberry pi 回路図 電源
マイクロUSBからの電源回路

 
  raspberry pi 回路図 USB
USBコネクタ回路

 

実際に改造したのが左の写真で右はスピーカーをつないで実験しているところです。

  raspberry pi 改造
  raspberry pi スピーカー
 

WiFiアダプタを接続して動作時に電圧を測ってみると、電圧降下もほとんどなく安定するようになりました。

実験ですが、接続が切れたときにすぐわかるようにするため、Raspberry Piにはスピーカー(無電源タイプ)をつないで
mpcにてSHOUTcastのインターネットラジオの曲をかけておきます。

しばらく動作させていますが今のところ問題ないです!

コンデンサーが小さい問題

上の回路図をみてわかるように、USBコネクタ部分のコンデンサーの容量が47μFと小さいです。
元々電源が弱い上に、コンデンサーの容量が小さいのでUSBにプラグインする時に一瞬電圧が下がってしまいラズベリーパイの電源が落ちてしまう問題が発生することがあります。
規格からしても120μF以上のコンデンサーが必要なのかもしれません。
やはり、ラズベリーパイを安定して使うにはセルフパワーのハブもしくは方法1(電源分離)の別電源方式がいいのかもしれません。

方法3 番外編(GPIOコネクタの5V端子を利用)

海外のサイトをみていたところ、面白いものをみつけました。
目的としてはスイッチでラズベリーパイの電源をON/OFFするために、電源をマイクロUSBコネクタからではなく、GPIOの5V端子から供給するというもので、これなら1.1Aの電流制限もなくなります。
いきなり電源を切ると問題なので、GPIOの端子をみてシャットダウン命令を実行して、その実行のステータスを外部でモニタして電源を落とすようです。

☆ セルフパワーのハブでも動作しない場合は電源以外の問題の可能性があり方法1でもダメだと思われます。
☆ 改造は壊れてもメーカーの保証を受けられないので自己責任でお願いします。
☆ 動作環境などで結果が異なることもあるかもしれません。

  関連記事:
Raspberry_Piをエネループ(電池)で動かす
Raspberry_Piでインターネットラジオ作ってみた
ラズベリーパイのインターネットラジオ完成!
Raspberry_PiにLCDやスイッチを取り付けるときの注意点
Raspberry_PiとArduinoを接続して連携動作させる
Raspberry_PiのGPIOライブラリ
Raspberry_Piが起動しないときのLEDの点滅
RPiで大きな容量のSDカードから小さな容量のSDカードへまるごとコピーする
Raspberry_Piの周波数を下げて消費電力を下げてみた
ラズベリーパイ、大きさの異なるSDカードでシステム領域を共通にする(ddコマンド)
sendmailでのメール送信が異常に遅い場合の対処
ラズベリーパイで遠隔操作のレスキューロボットを作成 その1
 

   

ページコメント
投稿された内容の著作権はコメントの投稿者に帰属します。

トラックバック [ トラックバック(1) ]
トラックバック URL: http://myboom.mkch.net/modules/pukiwiki/tb/165
RaspberryPiにコンデンサ追加で電源強化
要約: RaspberryPiの電源回路にコンデンサを追加し電源強化することで、USB機器接続時のフリーズ改善
Weblog: blacknikka
日時: 2013年9月30日 22:29:04