Raspberry Pi 3 Überhitzt

  • Hallo zusammen

    Ich bin jetzt schon seit längerem an einem Projekt die Lichtsteuerung via Raspi zu realisierten. Das Setup sieht folgender Massen aus:

    - Ein Raspi, der via RS485 (USB-Adapter) verschiedene Relaisboards ansteuert.
    - Der Schaltbefehlt kommt entweder via Webinterface oder Schalter die an die GPIO pins angschlossen sind (GPIO auf IN und interner Pull-Up, werden mit den Schaltern mit GND verbunden)

    Das ganze Befindet sich in einer Box inklusive Stromversorgung.

    Nun, funktionieren tut das Ganze tadellos, nur habe ich jetzt schon den zweiten Raspi (vermutlich) zerstört. Zerstört heisst: Einschalten, Temp. geht innert 10s auf über 90 °C, System startet aber

    Da dies ja schon der zweite Raspi ist und ich vermute, dass es mit der Temperatur zusammenhängt, bin ich diesmal sehr vorsichtig vorgegangen: Zum Anfang habe ich mal drastisch Underclocking betrieben (max Freq auf 400MHz) und dann erst ohne Gehäuse (30°C), dann in Box ohne Deckel (43°C) und am Schluss Deckel drauf(sogar noch einen Spalt offen gelassen) (50°C). Jedesmal habe ich auch gewartet bis sich die Temperatur einpendelt. Anschliessend war ich sicher noch 3 Stunden im Raum und habe nebenbei die Temperatur beobachtet.

    Dann war ich kurz Essen, kam zurück und wollte das Licht einschalten (via GPIO) doch nichts passierte. Ein Blick auf dem Temp.-Monitor und 94.6°C! Ab dem Zeitpunkt war er wie oben beschrieben "zerstört".

    Hat jemand eine Idee was da passieren könnte? (Im Anhang ist noch ein Foto der Box)

    Gruss Killbyt

  • Kann die Ursache für Überhizung vielleicht auch in einem Relais liegen? Wenn hohe Ströme zu den Leuchten fliessen, dann könnten es auch die Kontakte sein. Ich hatte z.B. mal ein 12V System mit Krimp-Kabelschuhen gebaut. Das ging dann 1 Jahr gut, aber im zwein Jahr wurden die Quetsch-Krimpstellen alle verdammt heiss, weill sich der Kontakt irgendwie verschlechterte. Die Luft in einer solchen Box wird ja nicht ausgetauscht und das Innere erwaermt sich dann immer mehr. Wenn die Temperatur über 50 Grad geht, dann fangen Diffusionsprozesse im Halbleiter an, und mit der Zeit bildet es auf dem Chip weitere kleine Strombrücken, die weiter zur Erwärmung und dann Zerstörung beitragen.

    Einmal editiert, zuletzt von wend (15. Juni 2017 um 07:51)


  • Da dies ja schon der zweite Raspi ist und ich vermute,
    Gruss Killbyt

    ich vermute ja falsche Relaisverschaltung am GPIO, etwa 5V Arduinotechnik?

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Mich interessiert eher die Schaltung an den GPiOs, bist du sicher, dass Du nicht die Gesamtlast (im mA) überschreitest und zwar nicht generell sondern in bestimmten Zuständen Deines elektrischen Schaltungssystems?
    Gruß Arnd


    Gesendet von iPhone mit Tapatalk

    Einmal editiert, zuletzt von RaspiLED (15. Juni 2017 um 11:45)

  • Das runter takten der CPU bringt dir in diesem Fall gar nichts. Der Pi taktet sich nämlich automatisch runter wenn er nichts zu tun hat - bedeutet im Umkehrschluss: Solange deine Software keine 100% CPU Auslastung verursacht liegt die Ursache deines Problems nicht in der Taktung der SoC, denn der wird ja nicht einfach so heiß sondern wenn nur dann wenn er was zu tun hat - selbst dann nicht wenn er wasserdicht in einem Behälter steckt.

    Ich glaube aber auch das " Überhitzung " nicht die Ursache ist sondern nur ein Symptom, also in folge dessen auftritt. Ich vermute eher, das Problem (Ursache) hat irgend etwas mit der elektronischen Verschaltung zu tun. Die GPIO's gehen ungebuffert direkt zur SoC.


  • Hallo zusammen

    die an die GPIO pins angschlossen sind (GPIO auf IN und interner Pull-Up, werden mit den Schaltern mit GND verbunden)

    Das ganze Befindet sich in einer Box inklusive Stromversorgung.


    Gruss Killbyt

    War das Netzteil noch eingeschaltet oder nur der Raspberry aus?
    Schirm mal das Netzteil ab, immerhin hast Du dort auch einen Trafo
    der mit mehr als 100 kHz betrieben wird.

    Nur so eine Idee ...

    MfG

    Jürgen


  • Dann war ich kurz Essen, kam zurück und wollte das Licht einschalten (via GPIO) doch nichts passierte. Ein Blick auf dem Temp.-Monitor und 94.6°C! Ab dem Zeitpunkt war er wie oben beschrieben "zerstört".

    Wenn Du den Raspi ohne Deine ganze HW-Peripherie betreibst - wird er dann auch so heiß? Falls ja, dann gehe ich mal davon aus, daß der SoC GPIO-seitig hin ist. Das "zerstört" mußt Du schon ein wenig mit Kontext beschreiben.

  • Hallo Zusammen

    Erstmal Danke für die zahlreichen Antworten :) !

    Also dann versuche ich mal alle Fragen zu Beantworten:

    Zitat

    Interessant wäre zu der Temperatur noch die CPU-Auslastung zu kennen und einen Einblick in das "Steuer"-Script zu haben

    Die CPU auslastung ist immer sehr Tief max 3% laut top (und auch nur wenn ein Schalter gedrückt wird). Aber wie gewünscht hier das Script:

    Spoiler anzeigen
    Zitat

    Kann die Ursache für Überhizung vielleicht auch in einem Relais liegen?

    Vermutlich nicht, alle vier Verbrauchen haben zusammen etwa eine Leistung von maximal 200W und die Relais werden im gezogenen Zustand nur leicht warm.

    Zitat

    Die Luft in einer solchen Box wird ja nicht ausgetauscht und das Innere erwaermt sich dann immer mehr

    Ja so etwas könnte sein. Um dem Vorzubeugen, habe unten extra "Ventilationslöcher" gemacht und den Deckel nicht ganz zu gemacht (Wie im ersten Post beschrieben, hat sich so die CPU-Temp. bei etwa 50°C eingependelt.

    Zitat

    ich vermute ja falsche Relaisverschaltung am GPIO, etwa 5V Arduinotechnik?


    und

    Zitat

    Mich interessiert eher die Schaltung an den GPiOs, bist du sicher, dass Du nicht die Gesamtlast (im mA) überschreitest[...]

    Sollte eigentlich nicht sein. Hier sonst ein "paint-CAD" meiner Schaltung:

    Spoiler anzeigen

    07540dfc4c.png

    Zitat

    Das runter takten der CPU bringt dir in diesem Fall gar nichts. Der Pi taktet sich nämlich automatisch runter wenn er nichts zu tun hat

    Doch, wenn man die min_freq anpasst schon ;) ich wollte damit einfach die gesammte Wärmeproduktion etwas reduzieren.

    Zitat

    Ich glaube aber auch das " Überhitzung " nicht die Ursache ist sondern nur ein Symptom, also in folge dessen auftritt. Ich vermute eher, das Problem (Ursache) hat irgend etwas mit der elektronischen Verschaltung zu tun. Die GPIO's gehen ungebuffert direkt zur SoC.

    Da muss ich Dir recht geben. Hier muss ich vielleicht auch nocht anfügen: Als ich in den Raum zurück kam ging nur PIN 40 nicht die anderen konnten noch einen Schaltbefehl auslösen. Was auch noch interessant ist, das System scheint in diesem Zusand keine Log mehr zu schreiben. Logs hören einfach ab einem bestimmten Zeitpunkt auf(und leider ohne verdächtige Hinweise).

    Zitat

    Wenn Du den Raspi ohne Deine ganze HW-Peripherie betreibst - wird er dann auch so heiß? Falls ja, dann gehe ich mal davon aus, daß der SoC GPIO-seitig hin ist. Das "zerstört" mußt Du schon ein wenig mit Kontext beschreiben.

    Er überhitzt leider auch ohne HW-Peripherie und mit USB-Netzteil. Das "Zerstört" äussert sich eigentlich nur durch die sofortige Überhitzung. Ich habe einmal beim Einschalten den Finger auf den Broadcom-SoC gehalten - und innert Sekunden war der so heiss, dass man sich die Finger verbrannt hätte. Mit ein bisschen Testen(so gut das im kurzen Zeitfenster möglich ist) habe ich jetzt herausgefunden, dass der GPIO Pin 40 nicht mehr auslesbar ist, alle andern gehen jedoch noch.

    Ich hoffe, ich konnte alle Fragen beantworten :)

    Gruss
    Killbyt

  • ich bin sicher das es so geschildert an deiner GPIO Ankopplung liegen muss!
    kann man ja prüfen, ziehe alles vom GPIO ab baue einen neuen PI ein und versorge diesen aus einem microUSB Netzteil, einem ECHTEM keinen Handylader und baue alles zusammen, wenn der PI dann in der Kiste überlebt war es deine GPIO Anschaltung, Kommandos statt Tastenabfrage kann man auch über SSH schicken musst nur deine Programmierung umstellen.

    5V Versorgung (sollte man wirklich beide 5V Pins und min 2 GND Pins nutzen, ein Pin ist für 1A gut und ein PI2/3 braucht bis 3A mit USB Verbrauchen, es fehlt auch eine Sicherung zur 5V Pinleiste und wie ich denke fehlt eine Surpressordiode da die Originale am microUSB beim Speisen über GPIO nicht wirksam ist), Tasteranschluß wäre auch möglich, Lötbrücke, eine Ader hat sich verirrt?

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  • Sag mal, wenn ich deine Schaltung richtig sehe, ziehst du die GPIOs ohne Widerstand auf GND? Das gibt wunderbare Kurzschlüsse, wenn die GPIOs in deinem Programm nicht korrekt geschaltet sind! Da würde es mich nicht wundern, wenn du das Teil grillst!!! Hast du wirklich keinen 1000 Ohm Schutzwiderstand an den GPIOs? So kriegst du jeden Pi früher oder später kaputt! Wenns nur Pin 40 ist, tippe ich auf einen Programmfehler. möglicherweise wird er als Ausgang geschaltet und brennt durch. In deinem Code finde ich allerdings keinen Fehler.

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    Einmal editiert, zuletzt von Gnom (16. Juni 2017 um 11:19)


  • Sag mal, wenn ich deine Schaltung richtig sehe, ziehst du die GPIOs ohne Widerstand auf GND? Das gibt wunderbare Kurzschlüsse, wenn die GPIOs in deinem Programm nicht korrekt geschaltet sind!

    ja ist doof aber nur interne pullups grillen den PI nicht, nur Lötbrücken, feinste Adern die irgendwo vagabundieren oder allenfalls SW Fehler bei gedrückter Taste!

    Jedenfalls alles was mehr als 3,3V ungebremst an die GPIO Ports bringt!

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    Einmal editiert, zuletzt von jar (16. Juni 2017 um 11:30)

  • Ich würd jedenfalls mal zur Sicherheit 1000 Ohm einsetzen. Bei dem Kabelgewurstel ist es nicht auszuschließen, dass da irgendwo ein Kurzschluss auftaucht. Jedenfalls ist das als Ursache relativ naheliegend. Und leider erkennt man ja auf dem Foto kaum was...

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    Einmal editiert, zuletzt von Gnom (16. Juni 2017 um 11:49)

  • Er überhitzt leider auch ohne HW-Peripherie und mit USB-Netzteil. Das "Zerstört" äussert sich eigentlich nur durch die sofortige Überhitzung. Ich habe einmal beim Einschalten den Finger auf den Broadcom-SoC gehalten - und innert Sekunden war der so heiss, dass man sich die Finger verbrannt hätte. Mit ein bisschen Testen(so gut das im kurzen Zeitfenster möglich ist) habe ich jetzt herausgefunden, dass der GPIO Pin 40 nicht mehr auslesbar ist, alle andern gehen jedoch noch.

    Sonach ist dieser Raspi geschädigt womit:
    a.) Messungen damit nur begrenzt Sinn ergeben und
    b.) Du Deine Schaltung überprüfen solltest. Wenn's nicht anders geht halt Schritt für Schritt. Will heißen, noch mal zurück auf Start, alles auseinander bauen und kritisch beäugen vor einem weiteren Zusammensetzen.

  • Wenn du schon zwei Pis gefetzt hast, muss ja was faul sein. Mit vier Eingangstastern einen Pi zu zerstören... da gehört schon was dazu. Bei dem Gewurstel in deinem Gehäuse kanns schon mal zu einem ungewollten Kontakt kommen... bau den ganzen Plunder mal aus und geh Schritt für Schritt noch mal ran. Also, wenn dein Pi ohne alles beim Anschluss an 5V Micro-USB schon heiß wird, ist er wohl hin. Bei Stromversorung über Micro-USB müsste aber eigentlich die Sicherung durchgehen. Wenn du ihn über die Pins mit 5V versorgst, umgehst du die Polyfuse, die dann logischerweise auch nicht mehr reagieren kann. Wegschmeißen, neu kaufen, Schaltung nochmal mit etwas mehr Umsicht aufbauen.

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