Notfall-Akku für 13 Raspberry Pis

[Rüdiger S. (necate)]

Hallo liebe Forumsmitglieder!

Ich betreibe für ein Projekt 13 Pis als mobiles Kamera-Array.
(Aufgabenstellung vom Prof, ich weiß, dass es bessere Lösungen gäbe.)

Meine Sorge ist nun, dass jemand am Kabel hängen bleibt und den Pis den 
Strom nimmt, während die gerade Daten wegschreiben (also evtl. alle im 
Eimer).

Jetzt würde ich gerne einen Akku mit dazuklemmen, der für ein paar 
Sekunden ca. 8A bereitstellt. (Der wird per GPIO->Mosfet abgeschaltet, 
wenn die Bildaufnahme beendet ist. Soll nicht euer Problem sein. ;) )

Hab den im Auge:
https://www.conrad.de/de/akkupack-5x-spezial-akku-z-loetfahne-nimh-emmerich-1007-7-lf-6-v-400-mah-251562.html

Meine Fragen:
1) Woher weiß ich, wie viel Strom ich höchstens entnehmen kann? Steht 
nix im Datenblatt -.-
2) Wenn ich den sauber mit 6V lade, reicht das als Überladeschutz?
3) Gegen Tiefenentladung würde ich einfach sagen, dass der Stecker schon 
nicht so oft aus der Dose fliegen wird und der is eben so 
reingeschaltet, dass man höchstens einmal die Fotos auslösen kann und 
danach geht das Array aus. (Sprich dauerhafter Akkubetrieb ist nicht 
möglich)


Danke im Vorraus für eure Antworten ^^

[Peter M. (r2d3)]

Rüdiger S. schrieb:
> Meine Fragen:
> 1) Woher weiß ich, wie viel Strom ich höchstens entnehmen kann? Steht
> nix im Datenblatt -.-

Beim Hersteller suchen oder ein bessere dokumentiertes Produkt kaufen.
Alternativ kannst Du das auch mal austesten.

> 2) Wenn ich den sauber mit 6V lade, reicht das als Überladeschutz?

Nein. Suche nach "Ladeverfahren NiMH". Das passende Ladeverfahren wäre 
Konstanstromladung mit Delta-Peak-Abschaltung, am besten auch noch 
Temperaturkontrolle.
Alternativ kann man den Akku auch mit einem bestimmten Strom über eine 
definierte Zeit laden.
Das Problem hier ist aber die Reihenschaltung von fünf einzelnen Zellen, 
die Du nicht einzeln laden kannst. Die genannten Ladeverfahren 
funktionieren eigentlich nur mit einzelnen Zellen gut, nicht aber mit 
einem Akkupack.

> 3) Gegen Tiefenentladung würde ich einfach sagen, dass der Stecker schon
> nicht so oft aus der Dose fliegen wird und der is eben so
> reingeschaltet, dass man höchstens einmal die Fotos auslösen kann und
> danach geht das Array aus. (Sprich dauerhafter Akkubetrieb ist nicht
> möglich)

Was ist denn der größere Schaden?
Dass der Akku tiefentladen wird, oder das die Filmaufnahme unterbrochen 
wird?

[Schlumpf (Gast)]

Puffere das ganze doch mit ein paar fertigen Power Banks..
Die sind billig und die komplette Elektronik ist bereits enthalten und 
du musst dir keinen Gedanken um Ladeelektronik und Buck-/ Boost 
Konverter machen.

Entweder jedem Pi eine eigene, kleine, billige Bank spendieren, oder die 
Pis gruppieren und jede Gruppe mit einer etwas leistungsfähigeren Power 
Bank "stützen"

[(prx) A. K. (prx)]

Ein komplexes Problem in mehrere Einzelprobleme zu zerlegen, die man 
getrennt angeht, kann eine sinnvolle Strategie sein. Muss es aber nicht, 
da es auch Lösungen gibt, die beides kombinieren. Beispielsweise 
Netzteile mit integrierter USV.

Beitrag "Netzteil für 13 Pis"

[Dieter (Gast)]

Nimm eine einfache USV auf der 240V Seite. Für nur 40 bis 50W insgesamt 
reicht hier die kleine günstige Variante. Die Elkos des Netzteils für 13 
Pi's müssen zwei Halbwellenausfälle überbrücken können.

[Rüdiger S. (necate)]

Eine USV ist viel zu groß (zumindest was ich so gesehen habe), was 
übrigens auch der Grund für ein einziges Netzteil ist.
Wenn ich das extern mach, baumelt an dem Array ständig ein riesen Kasten 
dran.

Peter M. schrieb:
> Was ist denn der größere Schaden?
> Dass der Akku tiefentladen wird, oder das die Filmaufnahme unterbrochen
> wird?
Definitiv dass die Aufnahme unterbrochen wird. Wenn die Pis gerade Daten 
wegschreiben, könnte es sein dass die alle davon kaputt gehen.

@ Schlumpf
Ich probier's mal mit Powerbank, danke für den Vorschlag.


1) Sehe ich das richtig, dass die über MikroUSB geladen und normalen USB 
entladen werden?

2) Würde meine Schaltung funktionieren (Anhang: Output ist der USB der 
PB)? Der Mosfet ist auf Durchlass, wenn gerade Fotos gemacht werden 
(Wenn die Pis den Akku erst einschalten sollen, wenn sie keinen Strom 
mehr haben, kann das ja nicht funktionieren). Heißt, zeitweise liegt der 
5V Ausgang der Bank auf 5V.

3) Soll ich der Bank ne Diode spendieren? Die hat angeblich nur 3,7V und 
macht das über nen StepUp, nicht dass der Ausgang zeitweise Spannung 
rein bekommt.

[Dieter (Gast)]

Nimm je zwei Raspi einen Strom Pi und einen 12V Akku. Dh fertige Lösung.

Oder schau die USV APC BE400-GR an.

[Possetitjel (Gast)]

Rüdiger S. schrieb:

> Jetzt würde ich gerne einen Akku mit dazuklemmen, der
> für ein paar Sekunden ca. 8A bereitstellt.

Da würde ich über SuperCaps (Doppelschicht-Kondensatoren)
nachdenken.

Das wird zwar (relativ) groß und (relativ) teuer, hat
aber folgende Vorteile:
* keine Probleme mit Tiefentladung,
* Zyklenfestigkeit ist kein Thema,
* mögliche Ströme jenseits von Gut und Böse.

Es ist aber dringend anzuraten, die Kondensatoren mit
einem geeigneten Schaltregler zu verheiraten (den man
ggf. selbst entwickeln muss).

[burn (Gast)]

Ein günstiger  UPS 220v ist einfacher und günstiger. Nimm einen mit 400W 
(700va) oder weniger
und einer mit nur einer Batterie, entweder 4.5 (400VA) oder 7Ah

[Bernd K. (bmk)]

Falls doch ein Akku zur Überbrückung eingesetzt werden soll,
wäre folgender Typ gut geeignet:
https://www.akkuteile.de/lifepo-akkus/26650/search/a123-15/?aoff=s

Die Entladekurve ist folgendem Dokument zu entnehmen:
https://altitec.no/media/pdf/ANR26650M1.pdf

Für die Aufgabenstellung müssten dann 2 in Reihe geschaltet werden.

Bei 8A Entnahme hält er die Spannung über einen weiten Bereich > 3V;
also bei 2 Zellen > 6V für schätzungsweise 10-15 Minuten.

Eine Aufladung der beiden Zellen erfolgt mit max. 7,2V (Werksangabe)
nach dem CC-CV Verfahren.

Eine Entladung unter 2V ist zu vermeiden (Zelle wird geschädigt)