Hallo Zusammen,
ich habe eine allgemeine Frage zu Raspberry Pi, Arduino und Co. Wenn man
über I2C ADCs, DACs und eventuell noch aus den 5V des Devices über einen
Stepup-Converter 10V erzeugen möchte, kommt es nicht nur darauf an, dass
alles funktioniert (was es auch tut), sondern der Strom spielt dabei
eine ebenso wichtige Rolle. Aber wie genau gehe ich da vor bzw. auf was
genau muss ich achten und welche Werte fließen wie in die BErechnung mit
ein. Überall ließt man von maximal 2A für ein Bauteil oder 3A. Aber wie
genau gehe ich da am besten vor?
So ganz klar ist mir deine Frage nicht, das ist wirr. Du musst dein
Problem offenbar noch kleiner Teilen, um es selber so weit zu verstehen,
dass du es überhaupt beschreiben kannst.
Deine Bauteile haben alle einen Stromverbrauch. In der Regel nicht
konstant, sondern über die Zeit unterschiedlich.
Am schlechtesten lässt sich der Eigenverbrauch des Pi bestimmen,
aufgrund von Zusatzkomponenten wie WLAN-Adapter, Betriebssystemtasks via
Cronjobs, fehlendem echten Sleep und so weiter. Fangen wir also mit den
anderen Komponenten an:
-> I2C ADC: Ruhestrom bspw. 1µA, Messung 120ms 4mA, I2C 10ms 4mA
-> I2C DAC: Ruhestrom/Null-Ausgang bspw. 1mA, Änderungen bis
Vollauschlag 10mA, 100ms genutzt
-> StepUp: Ruhestrom 10mA; unter Last deutlich mehr. Welche Last?
Effizienz je nach Last zB. 50-80%.
->Pi (welches Modell genau?): Ruhestrom 300mA, WLAN senden 1A;
Berechnungen/cronjobs 1A.
Wie du siehst, kommt es auf die Häufigkeit der Nutzung und der Ströme,
die die einzelnen Komponenten benötigen, an.
Falls deine Frage also sein sollte, wie das Netzteil zu dimenisionieren
ist (du stellst da ja keine richtige Frage), musst du alle Maximalwerte
addieren und etwas Spielraum nach oben einplanen.
Sollte deine Frage sein, was davon kann der Pi direkt über GPIOs
bedienen, bist du spätestens beim Step-Up raus. Grundsätzlich musst du
also in die Datenblätter deiner Produkte unter die "Electrical
Specifications" gucken. Beim Pi dann beispielsweise, wieviel Current ein
GPIO sink'en/source'n kann.
Meine Frage bezieht sich eher auf die GPIOS und der
Versorgungsspannungen für die Bauteile, die ich vom Pi2-VDD-Pin nehme.
Die GPIOS vertragen beispielsweise 3,3V, hab deshalb für alle Bauteile
einen Pegel Wandler von 5 auf 3,3 V, aber ich habe mich noch nie damit
beschäftigt, welchen Strom die GPIOs vertragen und wie genau oder auf
was genau ich achten muss bei der Anzahl der Bauteile und dem
Verbraucher.
Hallo,
für die angeschlossenen Teile solltest du die Versorgungsspannung nicht
vom Raspi nehmen, sondern den Stepup direkt ans Netzteil anschließen.
Natürlich müßen die Potentiale (GND) alle verbunden sein.
Genau das meinte ich. Beispielsweise können die GPIOS maximal 20mA. Der
5V-Pin maximal 1A und der 3,3V maximal 120mA. Wenn ich einen Stepup
habe, der bis 3A kann, muss ich darauf achten nicht über 1A zu gehen,
aber kann ich das irgendwie auch berechnen, wenn ich mir aus 5V 10V
erzeugen möchte? Etwa über die einfache Leistungsformel P=U*I?
Wie sieht es mit Devices wie einem ADC aus? Der braucht eine
Versorgungsspannung, wobei der Strom hierbei nicht hoch sein dürfte. In
wie fernmm spielt dann der maximal lieferbare Strom an dem I2C-Bus (z.B.
20mA)?
Für den Stepup kann ich leider kein externes Netzteil nehmen, da ich
alles klein und kompakt halten möchte. Da die 5V aber schwanken und der
Stepup somit auch, habe ich mir einer Festspannungsregler mit 10V
zugelegt.
Mike schrieb:> aber ich habe mich noch nie damit> beschäftigt, welchen Strom die GPIOs vertragen
Wie wäre es dann mal mit Datenblätter lesen? Ja, so etwas gibt es auch
zum Raspi. Und sogar Schaltpläne.
Das ist ja mal eine tolle Antwort. Gehst du auch in die Autowerkstatt
und wirst auf "Do it yourself" verwiesen? Ich habe nicht um irgendwelche
Formeln gebeten ...
Beispiel für einen Stepup-Converter:
Ausgangsspannung: 5 VDC
Ausgangsstrom: 2 A
Leistung: 10 W
Das verstehe ich. Demnach könnte ich das Teil nicht an einem Arduino
oder Raspberry betreiben, zumindest nicht, wenn der VDD-Pin maximal 1A
bereitstellt.
Manche Hersteller schreiben aber folgendes:
Eingangsspannung: 3-35V
Ausgangsspannung: 1,25-30V (einstellbar)
Ausgangsstrom: 2A
Eingangsstrom: 3,5 A (MAX)
Ausgangsleistung: 18W natürliche Kühlung
Restwelligkeit: 20M Bandbreite (Referenz)
Eingang 10-14V, Ausgang 12V 0,2 A, Ripple 50mV
Betriebstemperatur: Industrial (-40 ° c bis +85 ° c)
Volllast Temperaturanstieg: 45 ° c
Leerlaufstrom: 10mA Typische (10-14V-Schalter 12V)
Maximal 30V am Ausgang. 30*2A?60Watt ??? Dort steht aber 18W
Zudem wie berechne ich ohne technische Angaben den benötigten
EIngangsstrom (maximal 1A bei Arduino), wenn ich eine bestimmte
Ausgangsspannung haben möchte? Und in wie weit wirkt sich der
Ausgangsstrom eines DC/DC-Wandler dann auf das Bauteil aus, das ich
damit betreibe? Denke mal nicht, dass ein ADC, das über den Wandler
betrieben wird, 3,5A ab kann.
Warum willst Du einen StepUp Converter "an" einem Arduino betreiben? Das
verstehe ich nicht.
Du kennst R=U/I und P=U*I?
Dein Last wird nur die Leistung abnehmen, die durch R und U gegeben
sind.
Will sagen, wenn Du nur 200mA benötigst, dann kann Dein Schaltregler
durchaus mit 2A spezifiziert sein. Meistens brauchen die Schaltregler
eine Mindestlast, die im Datenblatt angegeben ist (einige mA).
Mike schrieb:> Das ist ja mal eine tolle Antwort. Gehst du auch in die Autowerkstatt> und wirst auf "Do it yourself" verwiesen?
In eine Autowerkstatt gehe ich, lege Geld auf den Tisch, und dann
reparieren sie mein Auto. Was hat das jetzt mit deiner Frage zu tun?
> Ich habe nicht um irgendwelche Formeln gebeten ...
Sondern? Ich hatte den Eindruck, du willst wissen, wie man den Strom
berechnet. Nunja, das macht man mit einer Formel.
Mike schrieb:> Maximal 30V am Ausgang. 30*2A?60Watt ??? Dort steht aber 18W
Tja, das könnte man erklären. Leider braucht man dafür ebenfalls
Formeln, die du ja nicht willst.
Mike schrieb:> Und in wie weit wirkt sich der Ausgangsstrom eines DC/DC-Wandler dann> auf das Bauteil aus, das ich damit betreibe? Denke mal nicht, dass ein> ADC, das über den Wandler betrieben wird, 3,5A ab kann.
Offenbar fehlen dir auch die elementarsten elektrotechnischen
Grundkenntnisse. Ist ja nicht schlimm, das fliegt niemandem einfach so
zu. Aber dir jetzt hier in einem Forumsbeitrag kurz zu erklären, wie
Strom und Spannung funktionieren, ist nicht wirklich zielführend.
Mike schrieb:> Beispielsweise können die GPIOS maximal 20mA.
der allererste Fehler ist immer eine falsche Annahme.
Wie kommst du auf 20mA, welches Datenblatt hast du dazu bemüht?
Meintest du alle GPIO in Summe als Strom nach VCC oder GND das wäre
sicherheitsbewusst, oder meinst du für einen GPIO, das ist wird nicht
jeder PI lange mitmachen.
Der Sockann zusätzlich zu seinem Verbrauch je nach Rechenlast um 50mA
für alle GPIO nach VCC oder GND über seine Ports fliessen lassen. Siehe
SoC Datenblatt vom BCM.
Mike schrieb:> Aber wie> genau gehe ich da am besten vor?
Ein Konzept erstellen, eine Schaltskizze machen, Datenblätter lesen
verstehen und danach Bauteile wählen.
Für den PI gilt 2-3mA pro GPIO als passend, also wenn ich ein Relais
schalten möchte mit 100mA brauche ich einen Treiber denn der GPIO kann
es ja nicht und eine Quelle die 100mA pro Relais mit der passenden
Spannung liefert und muss dabei auch sicherstellen das diese Spannung
nicht zum PI durchschlägt im Fehlerfall.
Mike schrieb:> Ausgangsleistung: 18W natürliche Kühlung
Heißt das Teil liefert dir die 2 Amper bei maximal 9V (wenn es gut
läuft)
Ich habe nicht den Eindruck das du dich vor Formeln drücken willst.
Dir sollte aber klar sein das die Werbung immer gerne schönlügt.
Du musst immer von den schlechtesten Parametern ausgehen.
