Raspberry Pi لا يُعتبر مجرد لوحة تطوير بسيطة، بل أصبح مصدرًا للإلهام والإبداع للمُبتدئين والمُحترفين على حدٍ سواء. إنَّ الكمبيوتر أحادي اللوحة يحمل في طياته إمكانيات هائلة لتطوير مشاريع مُتنوعة، من الروبوتات إلى أجهزة مراقبة المنزل، ومن مراكز الوسائط إلى أجهزة الألعاب.
ومع تعدد الاستخدامات والمرونة التي يُقدمها Raspberry Pi، تأتي مجموعة من التحديات التي يجب التصدي لها للحفاظ على صحة وأداء لوحة التطوير بشكل أمثل. في هذا المقال، سنستعرض الأخطاء الشائعة التي يُمكن أن تُؤدي إلى تلف Raspberry Pi وتقديم نصائح حول كيفية تجنبها وحماية استثمارك في هذه التقنية المُذهلة.
سنقدم قائمة بالإجراءات والمواقف التي ستُؤدي في أغلب الأحيان إلى إلحاق ضرر كبير بـ Raspberry Pi. سنُناقش بدقة الأوضاع التي يُمكن أن تؤدي إلى تلف Raspberry Pi، بدءًا من انخفاض الجهد الكهربائي وحتى تسخين الجهاز. سنُقدم لك إرشادات مُفصلة حول كيفية تجنب هذه المشكلات واتخاذ الخطوات الوقائية اللازمة لضمان استدامة لوحة Raspberry Pi بأفضل حال. تحقق من دليل تدريس أطفالك البرمجة باستخدام Raspberry Pi: استراتيجيات تعليمية مُحسّنة.
1. ارتفاع حرارة Raspberry Pi
من الصعب تقنيًا التسبب في تلف Raspberry Pi عن طريق ارتفاع الحرارة بسبب حماية اختناق الرقاقة المُضمَّنة التي تبدأ عندما ترتفع حرارة اللوحة إلى ما هو أبعد من الحد الأقصى عند 85 درجة مئوية (185 درجة فهرنهايت). ومع ذلك، في الظروف القاسية كما هو الحال في السيارة الساخنة أو أي حاوية أخرى موصلة للحرارة، قد تُسبب الحرارة ضررًا كبيرًا لـ SoC والمُكوِّنات الأخرى على مدى فترات طويلة.
يُعد التبريد عاملاً مهمًا جدًا يجب مراعاته عندما تحتاج إلى تشغيل Raspberry Pi في الظروف الحارة أو عند رفع تردد التشغيل. يجب عليك إلقاء نظرة على دليلنا حول كيفية الحفاظ على تهوية Raspberry Pi إذا كان ارتفاع درجة الحرارة يُمثل مصدر قلق كبير لك.
2. التفريغ الكهربائي
التفريغ الكهربائي، أو ESD، هو انتقال الشحنة الكهربائية، المُفاجئة واللحظية بين جسمين، لهما فارق في الجهد الكهربائي. وهذا المُصطلح يُستعمل لتعريف حدوث تيار كهربائي مُفاجئ وغير مرغوب فيه، في أحد الأجهزة الإلكترونية. السبب الأكثر شيوعًا للتفريغ الكهربائي هو تراكم الكهرباء الساكنة.
على الرغم من أنه غير ضار عادةً للبشر، إلا أنَّ التفريغ الكهربائي (ESD) قادر على التسبب في تعطل المُكوِّنات الإلكترونية الحساسة. سيؤدي لمس الأجزاء الموصلة في Raspberry Pi أثناء مرور التيار إلى تلف Raspberry Pi. قد يكون الضرر الناتج عن التفريغ الكهربائي (ESD) إما كارثيًا أو كامنًا. في حالات الفشل الكامنة، قد لا يكون الضرر واضحًا إلا بعد أسابيع أو حتى أشهر، لكنه بالتأكيد سيُقلل من عمر الجهاز وقد يُسبب أعطالًا غير مبررة من وقت لآخر.
يمكن أن يؤدي التعامل مع Raspberry Pi دون احتياطات التفريغ الكهروستاتيكية (ESD) المناسبة إلى حدوث تلف كهربائي للمُكوِّنات الحساسة. أسهل طريقة لحماية جهاز Pi من التفريغ الكهربائي هي من خلال وضعه في علبة بلاستكية. إذا كنت بحاجة إلى التعامل مع اللوحة، فتأكد من لمس حوافها فقط. ضع في اعتبارك أيضًا الاستثمار في حصيرة ESD وحزام معصم ESD.
3. الأضرار الفعلية/السوائل المُنسكبة
هذا أمر واضح جدًا، لكنه يستحق الذكر بالتأكيد. يجب الحفاظ على Raspberry Pi الخاص بك آمنًا ومحميًا بطريقة تضمن أنه لن يسقط بشكل مُفاجئ بالإضافة إلى تجنب الضربات الشديدة والهجمات الفعلية من أي نوع. كما أنَّ السوائل لا تتوافق بشكل جيد مع Pi، خاصةً عندما يكون موصلًا بمصدر الطاقة. إذا تم رش Raspberry Pi بالماء، فتأكد من جفافه تمامًا قبل تشغيله.
سوف تحمي العلبة البلاستيكية أو المعدنية الواقية جهاز Raspberry Pi الخاص بك من معظم الأضرار الفعلية وتحميه من السوائل أيضًا، على الأقل إلى حد ما.
4. القطبية العكسية
تحدث القطبية العكسية عندما يتم توصيل مصدر طاقة، مثل البطارية أو المُحول، مع تبديل أطرافه الموجبة والسالبة. على عكس معظم الأجهزة الإلكترونية الأخرى، لا يأتي جهاز Raspberry Pi مُزوَّدًا بحماية مدمجة من القطبية العكسية. لذلك، قد يؤدي توصيل مصدر طاقة بقطبية معكوسة إلى حدوث أضرار جسيمة لمُكوِّناته.
لهذا السبب، من المُهم استخدام مصادر طاقة عالية الجودة فقط لـ Raspberry Pi. إذا كنت تقوم ببناء مصدر طاقة مُخصص، فاحرص على التأكد من أنه يسمح للتيار بالتدفق في الاتجاه الصحيح.
5. الجهد الزائد
في حين أنَّ Raspberry Pi يأتي مزودًا بصمام ثنائي TVS (مُثبط الجهد العابر) لتوفير بعض الحماية ضد ارتفاع الجهد، إلا أنَّ نماذج معينة فقط تتميز بصمامات متعددة قابلة لإعادة التعيين للتعامل مع التيار الزائد — يفتقر Pi 4 و Pi Zero إلى هذه الميزة.
إذا تم توفير الكثير من الطاقة، فقد يتم إعلامك عبر الدخان السحري من Pi. وبالتالي، من المهم جدًا ألا يقوم مصدر الطاقة بتزويد Raspberry Pi بالتيار بجهد لا يستطيع الجهاز التعامل معه. يجب عليك أيضًا التفكير في أداة حماية مُنفصلة من زيادة التيار أو مصدر طاقة قادر على الحماية من الزيادات المفاجئة في الطاقة. تحقق من كيف يُمكن أن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي إلى إتلاف الكمبيوتر (وكيفية حمايته).
يُمكنك الاختيار من بين أي من الطرق المختلفة لتشغيل Raspberry Pi، طالما أنك تقوم بتزويد الجهاز بالكمية المناسبة من الطاقة.
6. دارة قصر دبابيس GPIO
هذه إحدى الطرق الأكثر شيوعًا للتسبب في تلف Raspberry Pi، وهي أيضًا واحدة من أسهل الطرق. يحدث دارة القصر عندما يتدفق الكهرباء عبر مسار غير مقصود مُنخفض المقاومة، مما يسمح للتيار الزائد بالمرور عبر الدائرة ويُؤدي عادةً إلى مواقف سيئة مثل تلف المُكوِّنات والحرائق وحتى الانفجارات.
لا تُعد دارة القصر ظاهرة تحدث لـ Raspberry Pi في التشغيل العادي. إنها مشكلة يجب عليك تجنبها عند العمل باستخدام منافذ GPIO الموجودة على اللوحة. على سبيل المثال، توصيل أي من أطراف الطاقة (إما 3.3 فولت أو 5 فولت) بالمنافذ الأرضية سوف يتسبب في حدوث قصر لأنَّ Pi غير مصمم للسماح بتدفق التيار عبر هذا المسار. وبالمثل، فإن دارة القصر في طرف دبوس 3.3 فولت ودبوس 5 فولت قد يؤدي سريعًا إلى تلف Raspberry Pi.
لذا نعم، من السهل إتلاف Raspberry Pi عن طريق دارة قصر دبابيس GPIO. إذا كان عليك العمل باستخدام دبابيس Raspberry Pi، فمن الجيد إيقاف تشغيل مصدر الطاقة أولاً. يجب عليك أيضًا التحقق من الأسلاك ثلاث مرات قبل توصيل الطاقة مرة أخرى.
7. توصيل أكثر من 3.3 فولت إلى دبابيس GPIO
على الرغم من الإشارة إلى الرأس المُكون من 40 سنًا بالكامل في Raspberry Pi على أنه رأس GPIO (الإدخال/الإخراج للأغراض العامة)، إلا أنه لا يوجد سوى 26 سنًا تم تحديدها للاستخدام للأغراض العامة. وهذا يعني أنه يُمكن تعيينها إما كدبابيس إدخال أو إخراج واستخدامها في مجموعة واسعة من مشاريع الإلكترونيات.
تم تصنيف دبابيس GPIO هذه للعمل بجهد أقصى يبلغ 3.3 فولت وبحد أدنى 0 فولت. يُعد توفير ما يزيد عن 3.3 فولت إلى دبابيس GPIO طريقة سريعة لحرق Raspberry Pi. حتى الاتصال القصير بدبوس 5 فولت أثناء تشغيل Raspberry Pi يكفي لجعل Raspberry Pi الخاص بك غير قابل للاستخدام.
8. سحب الكثير من التيار من دبابيس GPIO
عليك أن تكون حذرًا عند تشغيل الأجهزة الطرفية من دبابيس GPIO (ودبابيس 3v3) الموجودة على Raspberry Pi. يُمكنك فقط سحب حوالي 16 مللي أمبير بأمان من دبوس GPIO واحد وإجمالي 51 مللي أمبير من سكة الطاقة 3.3 فولت. إنَّ محاولة سحب أكثر من هذه القيمة بكثير ستؤدي إلى حرق الآثار الموجودة في الشريحة وجعل الدبابيس المُتأثرة غير فعَّالة. عندما يطول الأمر، قد يتسبب ذلك في ارتفاع درجة حرارة اللوحة بأكملها واحتراقها.
يجب عليك بدلاً من ذلك استخدام دبابيس الطاقة 5 فولت للمُكوِّنات الإلكترونية التي تتطلب سحب تيار مرتفع. تحقق من أسباب سخونة شاحن هاتفك و طرق لإبقائه باردًا.
تعامل مع Raspberry Pi الخاص بك بعناية
يُعد Raspberry PI كمبيوتر أحادي اللوحة متين وقادر على الاستمرار لمدة تصل إلى عشر سنوات من الاستخدام السليم. طالما أنك تتخذ الاحتياطات اللازمة قبل توصيل أي أجهزة طرفية وتضمن أنَّ Raspberry Pi الخاص بك يعمل في بيئة تتوافق مع تكوينه، يُمكنك الاطمئنان إلى أنَّ Raspberry Pi الخاص بك سيستمر لأطول فترة مُمكنة. يُمكنك الإطلاع الآن على التحديات المُحتملة لخدمات الاستضافة الذاتية لمشاريعك على Raspberry Pi.
