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    Raspberry Piは、ラズベリーパイ財団が開発した、名刺サイズのLinuxコンピュータです。 学校で基本的なコンピュータ科学の教育を促進することを意図しています。

ラズパイ3でのGPIOの総和について

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nob777

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※根本的な勘違いがあるかもしれませんが、自力で理解することが
 できなかったため、質問をさせていただきます。

GPIOの総和が50mAであるラズパイ3で、なぜかVf2.1V@20mAのLEDが8個、発光も強めに同時点灯できました。
※トランジスタ未使用
![イメージ説明
雑誌(日経Linuxのラズパイマガジン2016年春号)によると、同じくGPIOの総和が50mAであるラズパイ2の
LED同時点灯検証では、性能限界を超えた影響により、5個でも発光が弱まっている状態のようでした。
※同じくトランジスタ未使用

■確認事項
 A.なぜ、ラズパイ3ではLED8個を同時点灯できたのでしょうか?
 B.非公表の性能限界が上がっているということでしょうか?
 C.(Bがyesの場合)実際の性能限界はいくつなのでしょうか?
 D.仕様上、過負荷であることには変わらないためGPIOの総和が50mAを超えるのはよろしくないので
  やめておいた方がよろしいのでしょうか?

※私はまだラズパイを初めて間もないため、電圧テスターも無い状況ですが、
 本事象発生理由を確認をするために必要な機材や手順等ありましたら、合わせてご教授願います。

以上、よろしくお願いいたします。

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  • ozwk

    2016/05/06 09:08

    公式のドキュメントで総和50mAの記述がありましたか?

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  • nob777

    2016/05/06 20:42 編集

    本URLをご確認願います。 https://raspberry-pi.ksyic.com/news/page/nwp.id/24

    キャンセル

回答 2

+3

そのテの定格値は(使われてる部品のバラツキが小さくないので)相当のマージンを見込んで設定されています。
「その値を越えたら故障する」ではなく「その値までなら動作を保証する」って意味です。
もっといえば「これを越えて動作させ、壊れたらアンタのせいだよ」です。

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  • 2016/05/06 20:38

    ご回答いただきありがとうございました。
    定格以上の電流を流す場合は自己責任である旨、理解しました。

    キャンセル

checkベストアンサー

+1

1ピンあたり16mA、合計で50mAというのが定格のようですね。
この値はこれ以上流すと動作を保証できないという規格値であって、それ以上流れないように制限がかかっているわけではありません。ただ、規格より大きな電流を流すとICの発熱が大きくなり、壊れてしまう可能性もあります。逆に言えば、短時間であれば大きな電流を流せてもおかしくはありません。多分、LEDを8個つけた状態では表面についている大きなICがかなり熱をもっているのではないでしょうか?

では、なぜラズパイ2ではダメなのかという理由ですが、2つの可能性が高いと思われます。

ひとつ目は、ラズパイ2につながっていたUSBの電源容量が小さく十分な電流を供給できなくなっていたという可能性です。
もう一つは、ラズパイ2とラズパイ3に内蔵されているスイッチング電源の容量が異なるためです。電源を供給するマイクロUSBの周辺に黒い部品が何個がついていますが、このあたりでUSBの5VからCPUが使う3.3Vを作っています。
ラズパイ2にはBCM2836、ラズパイ3にはBCM2837というSoCが使われており、後者は性能はいいのですが、それだけ消費する電流も多くなっています。このため、ラズパイ3のスイッチング電源の方がより大きな電流を供給できるように設計されている可能性は十分にあります。 この場合、十分に大きな電流容量のUSB電源がつながっていたいたとしても、ラズパイ2ではスイッチング電源がボトルネックになって、LEDに十分な電流を流せなくて暗いが、ラズパイ3では明るいということが起きます。

いずれにせよ、定格以上の電流を流すことはどこかに無理をかけますので、やめたほうがよいと思います。

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  • 2016/05/06 20:41

    ご回答いただきありがとうございました。
    「なぜ、ラズパイ2では・・・」という点についても詳細な説明をいただき大変感謝しております。今回いただいた情報も参考に、電子工作をしていきたいと思います。

    キャンセル

  • 2016/05/06 21:47

    電子回路、特にアナログ回路は、プログラムに比較すると考慮すべき要素が多く、その影響度もゼロイチではありません。私の回答は頭で考えただけですので、本当かどうかを確かめるために、容量の小さいUSB電源をつないでみたり、テスターを買ってLEDの電流を測ってみるのも良いと思います。発光効率のいいLEDなので、十分な電流が流れていなくても明るいという可能性もありますから。
    規格を絶対視することなく、どうしてそうなるのかを問うnob777さんの感性はとてもすばらしいものです。これからもその気持を忘れないで工作を続けてください。

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  • 2016/05/07 08:36

    ご返信ありがとうございます。

    昨夜も、LCDモジュールが、ラズパイ3側で認識してくれない事象
    に遭遇しました。結果、同一製品でもロット違いで電流の引き込み
    能力の違いがあり、ラズパイ3側での認識有無の差分が発生するよ
    うです。
    全ての事象を自力で解決というのは大変ですが、要因を絞り込み、
    回答を得やすくするためにも電圧テスターは必要だと思いました。

    ・参考:該当LCDモジュール名
     「I2C接続小型LCDモジュール(8x2行)ピッチ変換モジュール(完成品)」

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