Readme in English

Simple power management module for Raspberry Pi based on Arduino + MosFET

起因

一直以来，我们都是通过插拔电源的方式来控制树莓派的启停，加电即开机，关机却不断电，这让我想到2000年以前，在586横行的年代，执行关机命令后，等待屏幕提示然后按下开关关闭电源，这个姿势实在不够优雅！

对于树莓派的电源管理我有一些困惑：

• 如果关机不断电，持续光污染、持续风噪、持续耗电，符合红色99级能效标识吗？
• 即使通过插拔或开关来断电，那么执行 shutdown 后等 多少秒 后才能安全断电？
• 为什么断电操作需要 人类手动执行？

其本质上，树莓派系统缺乏 ACPI 高级电源管理支持。

方案

所以我决定为树莓派设计一套低成本的自定义硬件方案，模仿ACPI高级电源管理特性，可以很好的解决这个不大不小的麻烦，下面分享我的解决方案。

设计目标

• 无需树莓派中运行任何程序或触发
• 与树莓派之间具有最少的物理连接
• 参考ATX/ACPI电源管理特点
• 基于低廉的硬件设施，并易于组装实现
• 长时间、低功耗、高可靠的运行

不能满足以上要求的电源管理都是耍流氓，以上每一条都是该方案严格遵守的，亦是方案优点。

功能特性

1. 按下电源按钮优雅开机，而不是上电立即开机
2. 当树莓派关机，延迟后自动断电，无需人类操作电源断开
3. 在供电期间，长按电源按钮可以强制断电
4. 在延迟断电期间，按下电源按钮取消延迟断电

这是 已实现的特性，以后会考虑升级软硬件方案增加更多特性。

原理图

所需模块

• 大功率 DC-DC 转换模块（例如 LM2596 XL4005 XL6009 MP1584 等）
  • 如果是高于5V供电则为降压模块
  • 如果是直接5V供电则不需要
  • 如果是低于5V供电则为升压模块（例如3.7V锂电池）
• Arduino Pro Mini (5V, 16MHz)
• LR7843 MosFET (或其它大功率型号，建议选择Mos模块)
• 按钮、插头、导线等

参考：总成本应该在20元左右。

状态机

触发条件

该电源管理的核心就是状态转换，选择可靠并易实现的条件边缘是方案成功的核心因素：

供电

• 按钮触发
• 定时触发（TODO1）

断电

• 按钮触发
• 串口终端的 Kernel log
• 供电电流降低（TODO2）

备注：对于TODO1需要增加RTC时钟，对于TODO2需要增加霍尔传感器。

如何安装

1. 按照原理图安装好电路模块，注意引脚连线
2. 向 Arduino 写入本仓库提供的 rPiPwrMngt.ino 程序
3. 通过 raspi-config 启用树莓派串口 serial

如果你手脚伶俐，应该可以在1-2小时完成安装。

自定义安装

如果你并非按照图示中的针脚连接，请根据实际情况修改定义：

// the pin number of MosFET module
const int PIN_RELAY = 7;
// the pin number of power button
const int PIN_POWER_BTN = 4;