PC-Startknopfeffekt aus elektrischer Sicht

Bei einem PC mit ATX-Netzteil liegt immer eine 5V-Schiene (Low Current) an, auch wenn der PC heruntergefahren ist. Dies wird als 5-V-Standby-Schiene bezeichnet.

Der Netzschalter (auf dem Frontplattenanschluss) ist ein Logikeingang, der zum Frontplatten-Treiber-IC (ACPI) geht. Dieser Frontplatten-IC befindet sich auf der 5-V-Standby-Schiene, sodass er immer den Netzschalter erkennt.

Sobald der richtige Logikpegel am Netzschalter erkannt wird, verriegelt ACPI den ATX-Stromversorgungsstift „PWR ON“ mit Masse, und alle anderen Stromschienen am Netzteil werden eingeschaltet. Sobald alle Stromschienen stabil sind, wird „PWR GOOD“ bestätigt und das Motherboard beginnt, den Strom von den Schienen zu nutzen.

Wie aus dem Bild unten ersichtlich ist, ist der Netzschalter ein aktives niedriges Signal. Wenn der Netzschalterstift auf Massepotential gebracht wird, wird er aktiviert.

Schließlich können Sie Ihren Raspberry Pi wie folgt mit dem Motherboard-Frontpanel-Anschluss verbinden:

Weiterführende Literatur:
1. Power Management IC vereinfacht die ACPI-Implementierung
2. ACPI Spec

Verbinden Sie den Signalausgang des R-pi mit einem NPN-Transistor, der wie folgt verbunden ist:

In dieser Schaltung begrenzt R1 den Strom vom R-Pi-Ausgang auf ein sicheres Niveau. R2 wird verwendet, um sicherzustellen, dass der NPN-Transistor vollständig ausgeschaltet bleibt, wenn der R-Pi getrennt oder ausgeschaltet werden kann. Der R-pi GND muss mit dem Schaltkreis GND und dem PC GND verbunden werden. Verdrahten Sie den PWRBTN-Ausgangspin mit demselben Anschluss am Motherboard, an dem der Netzschalter auf der Vorderseite angeschlossen ist. (Sie können auch an der Frontplatte anschließen, wenn dies bequemer ist).

Der Frontplatten-Kabelbaum hat oft ein Paar Drähte (ein schwarzes und ein rotes oder eine andere Farbe), die an einem 2-poligen Stecker befestigt sind, der dann an die Hauptplatine angeschlossen wird. Der schwarze Anschluss sollte an GND und der farbige Draht an das PWRBTN-Signal des Motherboards gehen. Gehen Sie bei der Überprüfung sorgfältig vor, da jemand den zweipoligen Stecker von der Frontplatte möglicherweise umgekehrt installiert hat, was für einen mechanischen Schalter immer noch funktionieren würde, aber für diesen Stromkreis, der polaritätsempfindlich ist, nicht richtig funktioniert.

Um diese Schaltung zu betreiben, würde der R-Pi normalerweise seinen GPIO-Ausgang im LOW-Zustand halten. Er würde ihn dann für 0,5 bis 1,2 Sekunden auf HIGH setzen, um die Einschaltanforderung an den PC zu betreiben. Wenn der PC bereits eingeschaltet war, löst ein kurzes Drücken der gleichen Dauer ein Herunterfahren des PCs aus, wenn das Betriebssystem so konfiguriert ist, dass eine Anforderung zum Herunterfahren akzeptiert wird. Zu den verfügbaren Konfigurationen gehören wahrscheinlich PowerOff, Hibernate und Sleep. Es ist auch möglich, den Power-OFF-Zustand zu erzwingen, indem der R-Pi das HIGH auf dem GPIO für einen Zeitraum von 5 bis 6 Sekunden aktiviert. Dieser letztere Modus ruft einen Modus innerhalb des PC-Chipsatzes namens PWRBTN Override auf, der das System auf unangemessene Weise in einen ausgeschalteten Zustand zwingt.

(Beachten Sie, dass das erzwungene Ausschalten des Systems mit dem Override-Modus zu Datenverlust führen kann, wenn Programme Dateien mit Daten öffnen, die im Speicher gepuffert sind, ohne geschlossen zu werden. Das ordnungsgemäße Herunterfahren mit einem kurzen Druck auf den Netzschalter führt im Allgemeinen dazu, dass das Betriebssystem postet Warndialoge, dass noch Programme mit geöffneten Dateien aktiv sind).

Ich habe einen Bereich von 0,5 bis 1,2 Sekunden für das kurze Drücken des Netzschalters vorgeschlagen, um sicherzustellen, dass die Logik des Motherboards die Anforderung des Netzschalters erkennt und registriert. Es ist sicherlich möglich, dass ein kürzerer Impuls effektiv ist, aber denken Sie daran, dass Motherboard-Schaltkreise oft R/C-Schaltungen auf den Schalterleitungen enthalten und der PC-Chipsatz auch eine Schalter-Entprellschaltung enthält. Das bedeutet, dass ein 1-ms-Impuls vom R-Pi wahrscheinlich nie funktionieren wird. Ein 100-ms-Impuls kann die meiste Zeit funktionieren, hängt jedoch sicherlich vom Motherboard-Design ab. Die größere Reichweite, die ich vorschlage, sollte immer funktionieren, es sei denn, das Motherboard ist defekt oder der Stromkreis ist falsch angeschlossen.