查看“0004 MPS2280Bi（带电压电流检测的SSD扩展板）”的源代码

== '''关键词''' ==
树莓派5、 PCIE扩展、Raspberry Pi5、SSD、辅助供电、电压检测、电流检测、功率检测、监测

== '''一、简介''' ==
树莓派5板载一个16Pin的PCIE接口，我们可以通过该接口外挂各种PCIE设备。本扩展板就是专为树莓派5设计的底板安装SSD扩展板，并添加了电压、电流检测功能。SSD可用作数据存储或系统启动。支持2230、2242、2280尺寸SSD。使用本扩展板可以实时检测SSD的电压、电流以及功率等数据。同时，扩展板上拥有Type-C辅助供电口，用户可根据检测数据来决定是否使用外部供电。

== '''二、硬件资源''' ==

== '''三、系统烧写''' ==
3.1 本文档使用的镜像为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz（树莓派OS）。

树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

3.2 无需额外安装python环境，系统已集成。

3.3 系统可以烧写在SSD硬盘上，也可以烧写在SD（TF）卡上，本扩展板支持从NVME（SSD）和SD（TF）卡启动。本文档采用在SSD上烧写系统并进行测试。

[http://wiki.mcuzone.com/index.php?title=0002_MPS2280iPoE%EF%BC%88%E5%B8%A6PoE%E4%BE%9B%E7%94%B5%E5%92%8C%E7%94%B5%E5%8E%8B%E7%94%B5%E6%B5%81%E7%9B%91%E6%B5%8B%E5%8A%9F%E8%83%BD%E7%9A%84SSD%E6%89%A9%E5%B1%95%E6%9D%BF%EF%BC%89#%E4%B8%89%E3%80%81%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E7%83%A7%E5%86%99%E5%8F%8A%E8%AE%BE%E7%BD%AE 点击直达烧写方法说明]

== '''四、电压电流(INA219)监测功能演示''' ==
=== 4.1 打开I<sup>2</sup>C ===

==== 4.1.1 方法1：使用命令行 ====
在树莓派终端输入<code>sudo raspi-config</code>，根据下图依次选择对应选项：

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_03.png

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_04.png

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_05.png

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_06.png

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_07.png

依次选择打开I<sup>2</sup>C后，重启树莓派。

==== 4.1.2 方法2：使用图形界面 ====
在图形界面中，依次选择如下图项目后，打开I<sup>2</sup>C后，然后重启树莓派。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_08.png

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_09.png

=== 4.2 运行python脚本检测电压电流 ===

==== 4.2.1 PCIe Gen2下测试 ====
系统重启后，将我司提供的Python脚本（INA219.py）拷贝入树莓派操作系统中，执行该文件（<code>python INA219.py</code>）即可实时检测电压电流。

Python脚本下载地址（需解压）：

http://www.mcuzone.com/wiki/0004_MPS2280Bi/INA219.zip

此时运行在PCIe Gen2下：

http://www.mcuzone.com/wiki/0004_MPS2280Bi/0004_MPS2280Bi_01.jpg

==== 4.2.2 PCIe Gen3下测试 ====
首先在树莓派OS终端中输入<code>sudo nano /boot/firmware/config.txt</code>，在最后一行加入下列代码：

<code>dtparam=pciex1_gen=3</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0004_MPS2280Bi/0004_MPS2280Bi_02.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/0004_MPS2280Bi/0004_MPS2280Bi_03.jpg

保存后退出并重启系统，这样就切换到了PCIe Gen3。

然后执行<code>python INA219.py</code>，结果如下图，可以与运行在PCIe Gen2下的脚本进行对比测试。

http://www.mcuzone.com/wiki/0004_MPS2280Bi/0004_MPS2280Bi_04.jpg

==== 4.3.3 5V侧的电流说明 ====
监测的电压和电流是3.3V和SSD的工作电流，如果要将电流换算到5V侧只需除以1.5即可。例：上图MAX电流0.285A，那5V侧的电流大约是190mA。

==== 4.4.4 实际功耗说明 ====
监测频率为10Hz，即0.1秒采样并刷新一次，前3行为当前采样到的值，后两行是自打开python程序后采到的MAX和MIN值。从采样结果可知，受限于树莓派PCIE的X1带宽限制，SSD的实际功耗远低于额定功耗(额定功耗一般3.3V 2A，实际功耗仅为3.3V 500mA)，所以绝大多数的常规SSD都不需要额外供电。

'''''注意：由于I<sup>2</sup>C通讯是以顶针方式连接，有可能存在接触不良的情况，出现此类情况时请清洁顶针头部和树莓派对应插针，并确保顶针对准。'''''

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