ラズベリーパイでGPIO制御お試し後、ラズベリーパイが起動しなくなった原因究明したい

Question

概要

勉強の為にラズベリーパイを購入し、入門書の内容を一通り実施しておりました。

GPIOを使ってLED点灯、LED点滅（Lチカ）を実施しようとしていたところ、ラズベリーパイの
電源が落ち、その後起動しなくなってしまいました。

恐らく何か手順誤りがあり、ショートしてしまったのだと思われるのですが、その原因が
掴めていません。
再度チャレンジしようと別のラズベリーパイの購入を検討しているのですが、
また同じ結果になってしまいそうなのでショートの原因を特定したいと思っています。
電子回路に関する知識が乏しく、上手い検索方法がわからず、大変申し訳ありませんが質問させて頂きました。

事象

以下の手順を実施したのちに、ラズベリーパイの電源が落ちる。
その後、ラズベリーパイが起動しなくなる。

手順

　① 入門書の通り(詳細後述)にGPIOの電源端子からLED点灯を試す。
→成功
② 入門書の通り(詳細後述)にプログラムからLED点灯を試す。
→回路をつなげた時点でわずかにLEDが点灯している。（ただし①の時よりはるかに暗い）
プログラム実行後、一瞬だけLEDが光ったように見え、その後は完全に消灯する。
プログラムを実行する度に上記の結果になった。
③ ②の結果になった原因がわからなかったので、再度①のLED点灯を行う。(詳細後述)
→LED点灯せず。
少ししたら事象発生。

詳細

① (1)の画像の通り部品を接続。
使用した部品は以下。
・LED
・抵抗(200Ω)
・ジャンパ線(白:電源-ブレッドボード グレー:GND-ブレッドボード 赤:ブレッドボード同士)
(1)


② (2)の画像の通り部品を接続。
使用した部品は以下。
・LED
・抵抗(200Ω)
・ジャンパ線(白:電源-ブレッドボード グレー:GND-ブレッドボード)
(2)


③ (3)の画像の通り部品を接続。
使用した部品は以下。
・LED
・抵抗(200Ω)
・ジャンパ線(白:電源-ブレッドボード グレー:GND-ブレッドボード 赤:ブレッドボード同士)
(3)

該当のソースコード

以下、②の手順で作成したソースコードです。

　#! /usr/bin/env python
　
　import RPi.GPIO as GPIO
　
　GPIO.setmode(GPIO.BCM)
　GPIO.setup(4, GPIO.OUT)
　
　GPIO.output(4, GPIO.HIGH)
　
　GPIO.cleanup()

補足

　・Raspberry Pi 3 ModelB+を使用
・画像は厳密には事象発生時のものではなく、本質問用に再現したものです。
ケースからも取り出しました。
・ラズベリーパイの電源は接続した状態でいずれの手順も部品を接続していました。
・(記憶が曖昧なのですが)③の手順では抵抗やLEDを接続前に電源のジャンパ線を
繋いでいたかもしません。
・LEDはアノード側を+側に接続していました。
・③実施時は、少し横着し、入門書の手順と完全に同じ位置に部品を刺さず、
②の手順時に刺していた位置を流用していました。
その為、①と配線位置が少し異なっています。
・起動しなくなったラズベリーパイでは赤いPWRランプしか点灯せず、ACTランプは光りません。
HDMI出力も無応答です。

Comments

[thkana]

壊しちゃった感濃厚でご愁傷さまですが、それもまた経験...

回答というほどでもないのでこちらに書きますが、
少しでも電子工作の類に手を出そうというのなら、せめてテスターの一つくらいは持っておいて下さい。
他人の作ったものをそのまま作り、間違いもなく完璧にコピーできてうまく動いたなんていう場合以外は、「予想と違う」ということはしばしば起こって、その解決のために何が起こっているのかを知る手段があると無いとで大違いです。

Answer 1

なにか間違ったことをしたのだろうから、おかしくなったというわけなので、
いくら、その時操作したであろう（正しい）操作を再現したところで、その間違ったことがなにかを探ることはできません

も一度冷静になって、OSのインストールからやり直してみてください。
それでダメならあっさり諦めましょう。

---

・ラズベリーパイの電源は接続した状態でいずれの手順も部品を接続していました。

ひとつだけアドバイスを。
なにかをいじるときは、必ず電源はOFFにしておくことです。
配線途中でうっかりどこかにショートさせるとかすると、電源が入ってると飛びますぜ

Comments

[shunpote]

早速のご回答有難うございます。
また、アドバイス有難うございます。

ご指摘の通り配線中にどこかに触れてショートしていた可能性があるかもしれません。
電源端子と接続する場合だけでなく、GPIO端子を利用する場合も、まずは回路を作成し、
その後ラズパイを立ち上げてプログラムを実行と徹底しようと思います。
回答頂いた上で厚かましいのですが、もしも他にもラズパイ上でGPIO操作をする際に気を付けるべき当たり前がありましたら、ご教授ください。

[y_waiwai]

電子回路が壊れるのは原因は大きく分けて２つ、温度と電圧です。
温度が高くなりすぎると、半導体が焼けて壊れます
GPIOを単純にショートしたときはこのモードですね。大きい電流が流れ続けて、発熱し、壊れるってことですが、発熱するのに時間がかかるため、数分程度のショートぐらいでは平気です
まあ、大抵は壊れるほど電流は流れないようになってますが。

で、電圧で壊れるというのは、高電圧がかかって、半導体の絶縁破壊が起こって壊れるってことでこれは一瞬で飛んでくれるのでちょっと怖いです。
別回答にある電源をショートしたら飛ぶ、というのは、ショートで飛ぶんではなく、ショートからの回復のとき、電圧のオーバーシュートで高電圧が一瞬かかってしまい壊れるってものです

ということで、電源がOFFのときに配線を間違えてショートした状態で電源投入というのはめったに壊れません。煙が出ても大丈夫だったという経験もあります
電源が入ったままでGPIOの配線を変えるとき、うっかりどこかに接触した、というのは、電圧のパルスが発生するために、サージやオーバーシュートで高電圧が出てしまい、壊れる場合があります

Answer 2

shunpoteさん、

ラズパイのフォーラムで、3.3VとGNDをショートさせて、動作しなくなったというのが何件かあるので、
今回の実験使っているピンだと、これが原因に近いのではないでしょうか。

• 修理方法の質問 3B+の3.3vとGNDをショートさせて起動しなくなった

https://lb.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=222942

• Raspberry Pi 3B+ 3.3v short to ground

https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=218610

回路を組むときは電源を必ず抜く、電源を挿す前に、よ～く確認するようにしましょう。
(自戒を込めて.. 私もラズパイを数台かおかしくしてます)

Comments

[shunpote]

早速のご回答有難うございます。
大変参考になりました。

入門書には「GPIOの電源を使う場合は、予め元となるRaspberry Piに電源を接続しておきます」
とあったのですが、これを配線する際に電源を接続しておくという意味と捉えてしまっていました。
回答にあります通り、必ず電源を落としている状態で配線を行うよう徹底しようと思います。
恐らく配線途中に部品同士がどこかに触れたりブレッドボードの穴に触れたりで、
ショートを起こすような回線ができていたのかもしれないです。

電子工作の当たり前が当方抜けている点が多く、その点のアドバイスをお二方ともしてくださいましたが
最初に回答くださったmt08さんをベストアンサーとさせて頂きます。
回答頂いた上で厚かましいのですが、もしも他にもラズパイ上でGPIO操作をする際に気を付けるべき当たり前がありましたら、ご教授ください。