سواء كنت تستخدم Raspberry Pi في المنزل أو في مكان بعيد ، مثل محطة مُخخصة للتنبؤ بالطقس أو كاميرا الحياة البرية ، فستحتاج إلى مصدر كهرباء موثوق لضمان عمله بسلاسة.
إذا كان لديك نموذج Raspberry Pi ولم تكن مُتأكدًا تمامًا من كيفية تشغيله لمشروعك ، فتابع القراءة لمعرفة الطرق المُختلفة التي يُمكنك من خلالها توفير الكهرباء لأجهزة الكمبيوتر بحجم بطاقة الائتمان. تحقق من طرق يُمكن لـ Raspberry Pi 5 أن يتحسن بها مقارنةً بـ Raspberry Pi 4.
خيارات الطاقة المُتوفرة لـ Raspberry Pi
تتطلب جميع أجهزة Raspberry Pi منذ إنشائها طاقة مع توتر 5 فولت ، ولكن يختلف التيار الموصى به بين الطرازات. تتطلب الطرازات الأقدم (وكذلك طرازات Zero الأصغر) 2.5 أمبير أو أقل بينما تحتاج النماذج الأحدث بالحجم الكامل مثل Raspberry Pi 4 و Pi 400 إلى ما يصل إلى 3 أمبير ، خاصةً إذا كنت تقوم بتوصيل أجهزة طرفية إضافية أو تقوم بمهام مُكثفة.
يُوضح الجدول أدناه مُتطلبات الطاقة لكل طراز Raspberry Pi.
| نموذج Raspberry Pi | الجهد الكهربائي | القدرة الحالية الموصى بها لـ PSU |
|---|---|---|
| Raspberry Pi 4B, 400 | 5V | 3A |
| Raspberry Pi 3B+/3B/3A+ | 5V | 2.5A |
| Raspberry Pi 2B/1B+ | 5V | 1.8A |
| Raspberry Pi 1B | 5V | 1.2A |
| Raspberry Pi 1 A / A+ | 5V | 700A |
| Raspberry Pi Zero / Zero W | 5V | 1.2A |
| Raspberry Pi Zero 2W | 5V | 2A |
| Raspberry Pi Pico (microcontroller) | 1.8A–5.5V | 1.2A |
سيؤدي استخدام مصدر طاقة لا يوفر تيارًا كافيًا أو لا يُلبي المتطلبات الجهد إلى ظهور تحذير من انخفاض الجهد الكهربي أعلى الشاشة. قد تعرض النماذج القديمة مربعات بلون مُلونة أو رمز برق وامض بدلاً منها.
يُمكن أن يؤدي انخفاض الجهد إلى مشكلات مثل تلف بطاقة SD ، واختناق وحدة المعالجة المركزية ، ومشاكل الأجهزة الطرفية المُتصلة ، والتعطل العشوائي. بشكل عام ، لن يتسبب الجهد المُنخفض في حدوث ضرر دائم لـ Raspberry Pi.
1. امدادات الطاقة
الطريقة الأكثر شيوعًا لتشغيل Raspberry Pi هي استخدام مصدر طاقة رئيسي مُتوافق مع USB. يختلف نوع موصل USB من طراز لآخر. شهدت طرز Raspberry Pi الحديثة تحولًا من micro-USB إلى موصل USB من النوع C.
إذا كان لديك بالفعل مصدر طاقة رئيسي USB يُلبي المتطلبات الموصى بها ، فيُمكنك استخدامه لتشغيل Raspberry Pi الخاص بك دون أي متاعب. خلاف ذلك ، قد يكون من الأفضل لك الحصول على مصدر طاقة USB رسمي من بائع تجزئة مُعتمد ، فقط لتوفير الوقت وتجنب أي عقبات.
يوفر مصدر الطاقة الرسمي Raspberry Pi جهدًا أعلى من جهد USB العادي عند 5.1 فولت لمنع المشكلات الناجمة عن انخفاض الجهد في الكابلات. تحقق من مقارنة بين Arduino و Raspberry Pi: ما هي لوحة التطوير المُناسبة لك؟
2. بنك الطاقة
إذا كنت لا تستطيع أو تُفضل عدم تشغيل Raspberry Pi من التيار الكهربائي ، فسيكون بنك الطاقة المتوافق هو الخيار التالي الأفضل. سيكون بنك الطاقة مفيدًا بشكل خاص للمشاريع المحمولة أو التي تعمل دائمًا.
لا يجب أن تُزود الطاقة الخلفية 3A بالضبط. لقد ثبت أنَّ التيار الكهربائي المُنخفض الذي يصل إلى 2.4 أمبير كافٍ تمامًا لـ Raspberry Pi 4B في الكثير من المواقف. ولكن ، إذا كنت تقوم بتوصيل لوحات المفاتيح والماوس ومحركات أقراص الحالة الثابتة ، فأنت بحاجة إلى مصدر طاقة 3 أمبير. تحتاج إلى حساب حالات انخفاض الجهد ، خاصةً إذا كنت تستخدم كابلات عامة. عادةً ما يطلق Raspberry Pi تحذيرًا من الجهد المنخفض عند حوالي 4.7 فولت.
وفقًا لقياسات الطاقة من Raspi.tv ، يستخدم Raspberry Pi 4B حوالي 640 مللي أمبير عند مشاهدة فيديو بدقة 1080 بكسل. والذي ينتج عنه حوالي 3.2 واط من الطاقة الكهربائية عند ضربه بجهد الإدخال 5 فولت.
يحتوي بنك طاقة الليثيوم أيون النموذجي على جهد خلية اسمي يبلغ 3.7 فولت. بالنسبة لبنك طاقة 20Ah ، يتوفر على سعة 74Wh. لحساب الساعات التي سيستغرقها بنك الطاقة المُحدد في تشغيل Raspberry Pi 4B ، نقسم هذه السعة (74Wh) على الطلب على الطاقة لـ Raspberry Pi (3.2W ، عند مشاهدة فيديو بدقة 1080 بكسل).
لذلك ، يجب أن يعمل بنك الطاقة بقوة 20000 مللي أمبير في الساعة على تشغيل Raspberry Pi 4 لمدة 23 ساعة تقريبًا ، عند مشاهدة مقاطع الفيديو وتحت حمل مكثف منخفض بشكل عام. ستكون النتيجة التي تحصل عليها إما أقل أو أكثر ، اعتمادًا على حمل وحدة المعالجة المركزية والأجهزة المُتصلة.
3. مُزوِّد الطاقة اللامنقطعة (UPS)
مزود الطاقة اللامنقطعة (UPS) هو جهاز يوفر طاقة احتياطية في حالات الطوارئ للكمبيوتر والأجهزة الأخرى.
على عكس بنك الطاقة المحمول ، يتم تشغيل UPS تلقائيًا في حالة انقطاع التيار الكهربائي وعادة ما تكون سعة البطارية أصغر. عادةً ما يكون أيضًا أغلى من بنك الطاقة ، ولكنه قد يكون مفيدًا في حالة مشاكل الكهرباء المُتكررة ، لا سيما للمشاريع التي يجب أن تكون قيد التشغيل دائمًا.
لاستخدام UPS مع Raspberry Pi ، ستحتاج إلى شراء UPS HAT (الأجهزة المرفقة بالأعلى) مثل طراز PiJuice أو Waveshare. سوف تحتاج إلى ضبط HAT لبدء التشغيل أثناء انقطاع التيار الكهربائي. قد تدوم الطاقة من UPS لأي مدة من ساعتين إلى خمس ساعات ، حسب السعة. تحقق من كيف يُمكن أن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي إلى إتلاف الكمبيوتر (وكيفية حمايته).
4. وحدات الإدخال والإخراج مُتعددة الأغراض (GPIO)
وحدات الإدخال والإخراج مُتعددة الأغراض (GPIO) على Raspberry Pi هي منافذ لإشارات رقمية غير مُلتزمة بدائرة مُتكاملة أو لوحة إلكترونية يُمكن استخدامها كمدخلات أو مخرجات ، وهي عبارة عن صف من الدبابيس ، إما 26 أو 40 في المجموع ، والتي يمكن استخدامها للتفاعل بين Raspberry Pi والمُكوِّنات الإلكترونية الأخرى. يمكن استخدامها أيضًا لتشغيل Pi.
ومع ذلك ، يجب أن تُلاحظ أنَّ تشغيل Raspberry Pi عبر دبابيس الطاقة 5V في GPIO قد يكون أمرًا صعبًا لأنه قد يؤدي إلى مشاكل خطيرة إذا تم القيام به بشكل غير صحيح. قد يسبب ضررًا دائمًا لـ Raspberry Pi الخاص بك. قد تكون طريقة تشغيل Raspberry Pi هذه مناسبة للمستخدمين الأكثر خبرة.
ستحتاج إلى توصيل الدبوس الفعلي 2 أو 4 بمصدر 5 فولت والدبوس 6 بالتوصيل الأرضي (GND). تحتاج أيضًا إلى جعل مُزوِّد الطاقة الخاص بك منظمًا ولديه حماية ضد التيار الزائد قبل توصيله بـ Raspberry Pi. تحقق من أنواع اضطرابات الطاقة الكهربائية وكيفية الحماية منها.
5. الطاقة عبر Ethernet (PoE)
الطاقة عبر Ethernet ، أو PoE ، هي طريقة شائعة بشكل مُتزايد لتزويد الأجهزة بالطاقة. يستخدم الزوج الاحتياطي في كابل Ethernet لنقل البيانات والتيار الكهربائي. يمكن استخدامها كطريقة ملائمة لتزويد Raspberry Pis بالطاقة أو الأجهزة الأخرى التي تتطلب مصدر طاقة خاص بها. حاليًا ، يعد Raspberry Pi 3B+ و 4B الطرازين الوحيدين اللذين يدعمان رسميًا الطاقة عبر Ethernet (على الرغم من أنَّ البعض الآخر قد يعمل باستخدام محول PoE تابع لجهة خارجية).
لتشغيل Raspberry Pi عبر Ethernet ، فأنت بحاجة إلى PoE HAT. يُمكنك استخدام Raspberry Pi PoE HAT الأصلي (تم إيقافه ، ولكنه لا يزال متاحًا للشراء على Amazon) أو Raspberry Pi PoE+ HAT. يُمكن لـ PoE+ HAT توفير المزيد من القوة ، وهو نفس سعر الإصدار الأقدم. ومع ذلك ، فإنَّ PoE HAT الأصلي بستخدم طاقة أقل أثناء الخمول ويُمكن وضعه داخل العلبة الرسمية ، إذا كانت هذه اعتبارات مُهمة بالنسبة لك. تحقق من مقارنة بين Mini PC و Raspberry Pi: ما الأفضل ككمبيوتر مكتبي؟
يُمكنك توفير الطاقة لـ Raspberry Pi بعد طرق
هناك العديد من الطرق لتشغيل Raspberry Pi. الطريقة الأكثر شيوعًا هي استخدام PSU الرئيسي بـ USB ، ولكن هناك خيارات أخرى مثل PoE وبنوك الطاقة المحمولة. كل طريقة لها مزاياها وعيوبها ، لذا فالأمر متروك لك لاختيار أفضل طريقة تنطبق على حالتك ومُتطلبات مشروعك. يُمكنك الإطلاع الآن على الأشياء التي يجب أن تبحث عنها قبل شراء مُولد طاقة محمول.
