Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eine ultimative USV für Raspberry Pi 3a+


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Burination S. (burination)


Angehängte Dateien:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich bin neu im Forum und auch unerfahren in der Thematik. Ich möchte 
gerne mit einem Projekt dennoch mich weiterbilden.

Ich möchte eine universale und ultimative Stromversorgungsschaltung 
aufbauen und diese dann in ein PCB umwandeln und es dann herstellen 
lassen. Siehe Ansatz im Bild.

- Es handelt sich dabei um zwei 18560 Li-Ionen-Akkus.

- Es wird als Laderegler die TP4056 Schaltung benutzt mit Overcharge-, 
Discharge- und Shortcut-Protection.
https://www.amazon.de/gp/product/B07XLLN2MZ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

- Als Relais wird ein 1 Kanal 5V Relais verwendet. 
https://www.amazon.de/gp/product/B079H3YD8V/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

- Folgender Spannungsregler soll verwendet werden, um 3,7V auf 5V zu 
erhöhen: 
https://www.amazon.de/gp/product/B079H3YD8V/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

Was die Schaltung macht: Ohne Netzteil versorgt die Schaltung den Pi mit 
Strom über die Akkus. Dischargeprotection vom TP4056 soll dabei 
aufpassen, dass die Akkus nicht Tiefenentladen werden. Wird das 5V 2A 
Netzteil angeschlossen, wechselt das Relais auf NO. Der Akku wird 
dadurch vom Pi getrennt. Das Netzteil ist über das Relais mit dem Pi 
verbunden und versorgt es mit 5V. Zeitgleich ist das Netzteil mit dem 
TP4056 verbunden, welches dann die Akkus auflädt, bis 4,2V anliegen und 
unterbricht dann das Laden. Overchargeprotection wirkt.

Nun meine Fragen:
1. Macht das alles so Sinn? Können Gefahren, vor allem wegen dem Akku 
entstehen? Kann ich noch irgendwie eine Temperaturüberwachung bei beiden 
Zellen einbauen?

2. Falls es passen sollte, mein zweites Anliegen: Ich will dann TP4056 
Schaltung, Spannungsregler und Relais auf eine Platine selbständig 
kombinieren und alles auf ein PCB vereinen, damit Platz gespart wird und 
weniger Kupferkabel im Gerät sind. Allerdings ist es blöd, dass das 
Relais so groß ist, und ein Klickgeräusch machen wird. Womit kann ich es 
am besten ersetzen? Leider habe ich da kaum Erfahrung. Ich weiß, dass 
man z. B. Transistoren benutzen kann. Gibt es einen kleinen schönen 
Transistor, den ich nehmen kann, der die Schaltung aushält? Am besten so 
winzig wie der Zwei-Kanal-Mosfet FS8205, welcher auf der TP4056 Platine 
drauf ist.

Bitte nehmt es mir nicht übel, wenn ich Anfängerfehler mache. Ich bin 
offen für Kritik und freue mich sehr auf Feedback und Tipps!

Vg
Burination

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
In dem Moment, wo das Relais umschaltet, stürzt der Raspi ab.
USVs für Raspis (die auch funktionieren und besser durchdacht sind) 
bekommst Du für 20E in der Bucht.

von Burination S. (burination)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Woran liegt das? Hat der Pi während des Umschaltens kurzzeitig keinen 
Strom? Wie funktionieren die Schaltungen, von denen du sprichst?

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Buri E. schrieb:
> Hat der Pi während des Umschaltens kurzzeitig keinen
> Strom?
Genau das.

> Wie funktionieren die Schaltungen, von denen du sprichst?
Eine übliche USB arbeitet immer mit den Akkus und Spannungswandlern. Die 
Akkus werden während des Betriebes aufgeladen. Da wird nichts 
umgeschaltet.
Was aber gemacht wird: Du brauchst eine Meldung, daß kein Strom mehr da 
ist. Damit kannst Du den Raspi nach einer gewissen Zeit herunterfahren 
bevor die Akkus leer werden.

von Kuenstler (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Du bist:
Buri E. schrieb:
> unerfahren in der Thematik

aber gleich die:
> universale und ultimative Stromversorgungsschaltung
basteln?

Ich würde Dir raten, zumindest schon in der Wortwahl da Dein
Anspruchsdenken etwas sehr weit zurück zu fahren!
> ul·ti·ma·tiv
> Adjektiv
> ...
> 2.besonders Werbesprache
> "nicht mehr zu verbessern; das höchste Stadium einer Entwicklung
>  erreicht habend"
>

von Andreas B. (bitverdreher)


Angehängte Dateien:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Noch etwas:
Ich habe zwar keinen Raspi, sondern einen Neo2 als Server, aber das 
dürfte genauso gehen:
Ich teste zyklisch die IP meines Modems (das an der Netzspannung hängt). 
Ist die IP nicht mehr erreichbar, dann habe ich Stromausfall.
Angehängtes Script wird in der local.rc gestartet und managed das 
herunterfahren incl. Stromausfall loggen. (Kopfzeilen anpassen!)

Kuenstler schrieb:
> Ich würde Dir raten, zumindest schon in der Wortwahl da Dein
> Anspruchsdenken etwas sehr weit zurück zu fahren!
Laß ihn doch mal seine jugendliche Euphorie. Das Aufwachen kommt früh 
genug. ;-)

von Burination S. (burination)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das wäre halt echt ein Traum, wenn am Ende des Weges sowas stehen würde 
:)

von Burination S. (burination)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke Andreas! Werde es mir angucken.

von Onkel Hotte (Gast)


Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
Buri E. schrieb:
> Ich möchte eine universale und ultimative Stromversorgungsschaltung
> aufbauen

Dann bau das genau so, wie du es hier skizziert hast. Dann hast du ein 
prima Projekt, an dem du nachmessen und austüfteln kannst, warum es 
nicht funktioniert - so lernt man am meisten.

von RaspiTöter (Gast)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo  Buri E.,
so ähnlich habe ich auch mal angefangen.
Wie die ersten Antworten schon sagen ... Netzteil dran und ... Absturz !

Was viel interessanter wäre:
Ich habe dann mit der PiUSV, dem PIxxx-SOwieso USV Shield etc. 
herumgebastelt und immer hatte ich da ein ganz bestimmtes Problem, dass 
es noch fast lästiger als den Stromausfall machte ...

Jede USV, USV-Shiled, LiPo Pi, etc. hat einen GPI-Pin, ein I2c, SPI, 
etc. Interface mit dem es dem Pi mitteilen kann ob er auf Netzteil, USV, 
USV-Batt. Low läuft.
Alle Sktipte die ich bisher ausprobiert habe, haben dabei eine Nachteil:
Die brauchen Rechenzeit oder bremsen den Pi aus und verursachen in der 
Hauptanwendung Probleme.

Wenn Du eine "Ultimative USV für Raspberry Pi 3a+" bauen willst, dann 
starte mit der Softwareseite und bastel einen Treiber  Programm  
Kernelerweiterung, die die USV auslesen kann ohne dass z.B. durch ein 
cron-Skript der Pi für 0,5 sec. fast steht um ein Python Skript 
auszuführen, dass nur mal eben auf den GPIO Pin schaut und dann 
entsprechend reagiert.

Ich bin mindestens 10 Happen zu doof dazu und leider einer der Menschen 
der immer groß anfangen will um dann gigantisch zu scheitern.

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
RaspiTöter schrieb:
> hat einen GPI-Pin, ein I2c, SPI,
> etc. Interface mit dem es dem Pi mitteilen kann ob er auf Netzteil, USV,
> USV-Batt. Low läuft.
Überflüssig

> Alle Sktipte die ich bisher ausprobiert habe, haben dabei eine Nachteil:
> Die brauchen Rechenzeit oder bremsen den Pi aus und verursachen in der
> Hauptanwendung Probleme.
Probier meinen Script oben aus. Dazu braucht es keine zusätzliche 
Hardware. Da bremst auch nichts aus. Der pingt lediglich einmal alle 30s 
den Server an. Simpel und wirkungsvoll.

: Bearbeitet durch User
von never ever (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wenn du schon basteln willst dann doch sowas das geht einwandfrei

https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-usv-selber-bauen-unterbrechungsfreie-stromversorgung/

von Joachim B. (jar)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Dazu braucht es keine zusätzliche
> Hardware

ach?

Ich lese es wird eine USV gebraucht,

1. fällt die Versorgung aus muss das festgestellt werden ohne das der PI 
ausfällt.
2. braucht also einen Puffer eine USV die solange durchhält bis der PI 
sauber runtergefahren wurde ohne offene Prozesse zu killen.
3. Müssen in dieser Zeit auch alle Schreibvorgänge abgeschlossen sein, 
LOGs, Swap.

Leider wurde sowas schon öfter angeboten für den PI und bis jetzt hatten 
alle Macken.
Powerbank ist eine gute Idee, aber es gibt nur wenige die LADEN und 
Betrieb gleichzeitig erlauben, oft nur entweder oder!

Auf jeden Fall muss vor der Pufferung gemessen werden ob die Spannung 
noch belastbar vorhanden ist, dazu sind einige Eingriffe nötig.

In reiner Software sehe ich das also nicht.
Die USV mit Batterie ohne Laden hatten den Nachteil das die Überwachung 
der Batterie diese leert oder das die Batteriespannung zwar OK ist aber 
wenn gebraucht nicht den passenden Strom mehr für den PI liefern kann 
wenn es gebraucht wird, man hat stets nur die Batterie Leerlaufspannung 
festgestellt!

Beim PI OS ist es nicht fest wielange das Runterfahren sicher dauert, 
also ist die Abschätzung der Kapazität auch schwierig.

von STK500-Besitzer (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joachim B. schrieb:
> Powerbank ist eine gute Idee, aber es gibt nur wenige die LADEN und
> Betrieb gleichzeitig erlauben, oft nur entweder oder!

"Pass through" ist zwar selten, aber doch schon relativ verbreitet.

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joachim B. schrieb:
> 1. fällt die Versorgung aus muss das festgestellt werden ohne das der PI
> ausfällt.
Nö, weil bei einer normalen USV die Batterien immer mitlaufen, Da 
braucht man nichts umzuschalten.

Joachim B. schrieb:
> 2. braucht also einen Puffer eine USV die solange durchhält bis der PI
> sauber runtergefahren wurde ohne offene Prozesse zu killen.
Der "Puffer" ist die USV.

Informiere Dich mal wie eine USV funktioniert. Die gibt es in einfacher 
Form (Diese habe ich für meinen Mini Server mit den Neo2) für 12V in der 
Bucht. Damit läuft der Rapi o.ä ca. 1h. Bei mir hängt da noch die ganze 
Peripherie mit dran. ab 30min Stromausfall (Server nicht erreichbar) 
fährt der Neo2 runter.
Professionelle USV testen den Netzausfall mit einer Elektronik. 
Ansonsten ist das Prinzip gleich.

Joachim B. schrieb:
> Powerbank ist eine gute Idee, aber es gibt nur wenige die LADEN und
> Betrieb gleichzeitig erlauben, oft nur entweder oder!
Die "Schaltung" des TO kann man dazu (abgesehen von den 
unterdimensionierten Spannungswandler) und ohne Relais (also an die 
Batterie, Netz nur zum laden) so verwenden.

von Burination S. (burination)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Weißt du wie die Pass-Through Schaltungen aufgebaut sind bzw. wo ich 
sowas nachlesen könnte?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Buri E. schrieb:
> Weißt du wie die Pass-Through Schaltungen aufgebaut sind bzw. wo ich
> sowas nachlesen könnte?

Eigentlich ganz einfach. Eingangsseitig wird der Akku mit einem 
Ladegerät geladen. Ausgangsseitig sorgt ein Spannungswandler für 
konstante Ausgangsspannung.

Die billigere Sparversion ist, eine einzige Spule abwechselnd für den 
Laderegler oder den Spannungs-Konstanter zu verwenden. Da geht dann halt 
nicht beides gleichzeitig.

von Burination S. (burination)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Buri E. schrieb:
>> Hat der Pi während des Umschaltens kurzzeitig keinen
>> Strom?
> Genau das.

Also könnte man denn nicht eventuell das Relais mit einem Mosfet 
austauschen, welcher viel schneller schalten kann? Außerdem könnte man 
doch rein theoretisch gucken, wie lange der Spannungsregler braucht, um 
die Spannung vom Akku auf 5V zu erhöhen. Anschließend würde eine 
Kondensator vor dem Raspi genau diesen gesamten Umschaltprozess 
überbrücken.

Oder ist das nur Wunschdenken :D

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kann man machen, aber wozu?
Du kannst auch mit 2 MosFets eine Christbaumbeleuchtung dazuschalten 
wenn Dir danach ist.
Oder Du machst es einfach wie der Rest der Welt eine USV konzipiert. 
Nämlich einfach aber zweckmäßig.

von Joachim B. (jar)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> weil bei einer normalen USV die Batterien

bitverdreher?
ne Wortverdreher.

Es gibt kaum "normale" USV für den PI, es gibt USV für 230V wo das 
Netzteil auch vom PI dran hängen kann. (Wo die Akkus Pflegebedarf haben 
und nicht unendliche Laufzeit)
Der TO fragte nach USV für den PI und nicht universal USV mit Akku an 
230V.
Zeige eine PI USB die nicht im Langzeittest durchgefallen ist!
Mir fallen da mindestens 2 Stück ein die genau das versprachen was der 
TO sucht!

Einen USB Akku der beides konnte speisen und geladen werden hatte ich 
mal für 3 Jahre, aber danach nie wieder, derselbe war nicht mehr 
bestellbar.
Man dürfte also eine Menge USB Akkus bestellen dürfen um das 
festzustellen, darauf hatte in keine Lust mehr weil das bei USB Akkus 
nie genannt wiird.

Was ist heute nur los, wollen alle die Worte verdrehen?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Buri E. schrieb:
> Anschließend würde eine Kondensator vor dem Raspi genau
> diesen gesamten Umschaltprozess überbrücken.

Das hast du aber nur sehr wenig Spielraum (in Volt), deswegen halte ich 
das für keinen guten Lösungsansatz.

Und nachdem der Kondensator gearbeitet hat, wer lädt ihn dann parallel 
zur Last schnell genug auf? Den Ladestrom musst du mit einkalkulieren.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das hast du aber nur sehr wenig Spielraum (in Volt), deswegen halte ich
> das für keinen guten Lösungsansatz.

lass ihn bauen, auf die "ultimative" USV für den PI wartet die Raspi 
Gemeinde doch noch immer, vielleicht schafft er es endlich!

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joachim B. schrieb:
> Der TO fragte nach USV für den PI und nicht universal USV mit Akku an
> 230V.
Und wo kommt der Strom für die USV her? Aus der Steckdose.
Auch für einen Raspi kann man so etwas ordentlich konstruieren. Die 
Anforderungen sind prinzipiell die gleichen wie bei einem Server, sonst 
bräuchte man keine USV. Das heißt ja nicht daß jede Raspi USV die da in 
der Bucht angeboten wird, ihren Namen auch verdient.
Und natürlich halten Akkus nicht ewig. Das ist auch das Merkmal einer 
normalen USV.

von Sebastian S. (amateur)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde empfehlen, die Schublade - zumindest zwischenzeitlich - zu 
schließen und mich mal mit dem Thema: USV beschäftigen.
Im Netz findest Du da haufenweise, z.T. ellenlange Abhandlungen über die 
Problematik, rund um eine Notstromversorgung.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn der Raspi dann trotz Stromausfall weiter läuft, möchte man bald 
auch den Ethernet Switch und den WLAN Router ebenfalls absichern.

Bevor man jetzt für jedes Gerät erneut eine Sonderlocke baut, würde ich 
doch lieber nochmal über eine handelsübliche USV mit 230V Ausgang 
nachdenken. Viele von denen liefern inzwischen nebenbei auch 5V.

Die sind so billig geworden, dafür bekommst du heute teilweise nicht 
einmal das Gehäuse und die Anschlüsse einzeln.

Oder mal über einen Laptop nachdenken. jeder Laptop enthält ab Werk eine 
USB die auch noch eine Menge Peripherie mit versorgen kann. Netzteil, 
Tastatur, Bildschirm, ordentliches Speichermedium, viel bessere 
Performance sind auch all im Preis inbegriffen.

Bevor ich um einen Raspi viel herum bauem damit er vollwertig wird, 
kaufe ich lieber gleich einen vollwertigen Computer. Sollte gebraucht ab 
200€ zu haben sein.

: Bearbeitet durch User
von ACDC (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn der Raspi dann trotz Stromausfall weiter läuft, möchte man bald
> auch den Ethernet Switch und den WLAN Router ebenfalls absichern.

Ich hab eine 1kVA USV die alle Geräte die an der "rote" Steckdose 
angeschlossen sind min für 2 Stunden am Leben hält.

Das sind ua. Fritzbox, Switches, PCs, TVs, und auch Raspis.....

von Bauform B. (bauformb)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man einsieht, dass der RPi kein normaler PC ist, kann man die Sache 
ganz anders angehen. Zwei grobe Richtlinien:
* man muss den RPi nicht runter fahren
* die Programme müssen nicht beendet werden
* auf eine SD-Karte schreibt man nicht

Der letzte Punkt kann je nach Umgebung ganz einfach oder unmöglich sein. 
Auf jeden Fall kann man swap abschalten. Wenn das RAM tatsächlich nicht 
reichen sollte, ist der RPi einfach der falsche Rechner. Logfiles werden 
normalerweise auf einem Log-Server gesammelt. Aber meistens reicht dafür 
auch ein tmpfs.

Nachdem diese beiden Fehlerquellen beseitigt sind, kann man sich die 
einzelnen Programme anschauen. Bei jeder einzelnen Datei muss man sich 
fragen, ob die wirklich beschreibbar sein muss. Der ntpd z.B. schreibt 
ungefähr jede Stunde die Drift nach var... Das ist auf einem RPi 
schlicht überflüssig, es funktioniert auch ohne.

Hartnäckig dumme Programme können sich in einem tmpfs-Verzeichnis 
austoben, das einmalig beim Start von der SD-Karte gefüllt wird. 
Raffinierte Programme machen es so:
- mount -o remount,rw /foo
- open
- write
- close
- mount -o remount,ro /foo (oder umount /foo)
und verlassen sich darauf, dass in der halben Sekunde der Strom nicht 
ausfällt. Wer genug Vertrauen ins EVU hat, braucht dann keine USV und 
kann den RPi jederzeit abschalten.

Feiglinge brauchen außer der USV auch einen Massenspeicher, bei dem 
definiert ist, wie lange ein sync wirklich braucht. Wenn man diese Zeit 
kennt, kann man die Elkos der USV dimensionieren. Dabei sollte man 
bedenken, dass die gespeicherte Energie mit dem Quadrat der Spannung 
wächst (Step-Down Wandler haben oft einen sehr weiten 
Eingangsspannungsbereich).

Besonders einfach wird's, wenn diese Elkos gleichzeitig die Siebelkos 
hinter Ringkerntrafo und Gleichrichter sind. So eine Konstruktion kann 
30 Jahre wartungsfrei laufen.

von Joachim B. (jar)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas B. schrieb:
> Auch für einen Raspi kann man so etwas ordentlich konstruieren.

hat wohl noch keiner geschafft soweit ich weiss, irgendwas war immer.

von Joachim B. (jar)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan ⛄ F. schrieb:
> Bevor ich um einen Raspi viel herum bauem damit er vollwertig wird,
> kaufe ich lieber gleich einen vollwertigen Computer. Sollte gebraucht ab
> 200€ zu haben sein.

habe ich auch öfter festgestellt und geschrieben, jeder billige Lapptop 
hat die USV dabei und ist stärker.
Ich habe schon zuviel für PI, gefräste Vollalugehäuse, Netzteile und SD 
ausgegeben, 2-3 leben noch und nur 2 sind rund um die Uhr im Einsatz.

Nach PI1,2x PI2 und 2xPI3 ist man ziemlich ernüchtert.

von Andreas B. (bitverdreher)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joachim B. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Auch für einen Raspi kann man so etwas ordentlich konstruieren.
>
> hat wohl noch keiner geschafft soweit ich weiss, irgendwas war immer.
Guckst Du in der Bucht unter "ups camera uninterrupted".
Da gibt es das fix und fertig für 30€. Man muß ja nicht unbedingt nach 
"Raspi" suchen.
Da hängt bei mir den Neo2 server (mit 1TB Festplatte) dran, ebenso ein 
Switch und der WLAN Accesspoint. (läuft alles mit 12V)

Bauform B. schrieb:
> Zwei grobe Richtlinien:
> * man muss den RPi nicht runter fahren
Da stimme ich Dir nicht zu. Auch ein Raspi kann Daten verlieren und die 
Festplatte unbrauchbar machen wenn er einfach ausgeschaltet wird. Wenn 
man allerdings so eine einfach Konfiguration hat wie von Dir beschrieben 
(nur SD card) braucht man tatsächlich auch keine USV.

ACDC schrieb:
> Ich hab eine 1kVA USV
Das finde ich zu Hause wieder etwas übertrieben.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Bevor ich um einen Raspi viel herum bauem damit er vollwertig wird,
> kaufe ich lieber gleich einen vollwertigen Computer. Sollte gebraucht ab
> 200€ zu haben sein.
Kommt darauf an, wozu. Wenn man einen Raspi als PC Ersatz verwenden 
will, stimme ich Dir zu.
Bei mir läuft ein Neo2 mit NAS Dock als Server. Das Dingens hat mich mit 
Festplatte (1TB WD red) zusammen ca. 100€ gekostet. Das Ganze braucht 
7.5W am Netz (mit Switch, Accesspoint und o.g. USV Netzteil.
Mal gemessen: Ein Lenovo 10e (alter Atom) braucht 11W mit abgeschraubten 
Bildschirm.
Schnell genug ist das Ganze auch. Wenn die Akkus nachlassen, stellt man 
halt von 30 auf 3min ein. Bis die Li Akkus mal auf 10% der Leistung 
kommen, dürften einige Jahre vergehen.
Für mich die perfekte Lösung.

von Mein Senf (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joachim B. schrieb:
> Nach PI1,2x PI2 und 2xPI3 ist man ziemlich ernüchtert.

Dem kann ich nur zustimmen. Es ist ein Spielzeug, mehr nicht. Meine Pis 
laufen nur noch als Dritt TVs mit alten TFTs.

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

von Helge (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nerv-Autosteckdose, Tele nachladen im Auto: Zündung ein, Anlasser, immer 
tutet das Ding los wegen Spannung-da, Spannung-weg. Doof.
Ich hatte eine billige power bank (Werbegeschenk) bekommen, die lieferte 
nur Strom, wenn nicht geladen wurde. Der hab ich eine extra 
Schottkydiode spendiert von Eingang zu Ausgang. Kommen halt nur 4,7V an, 
aber reicht.
Könnte doch fürn Raspi reichen?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Helge schrieb:
> Könnte doch fürn Raspi reichen?

Leider nein. Unter 4.85V motzt der Graphic-Chip, Warnung zu wenig 
Spannung beim Raspi 4. Es gab bis vor wenigen Jahren bei Watterott eine 
Wandlerpaltine, die machte aus etwas niedrigerer Spannung ca. 
5.2...5.3V. Leider war diese zu dem Zeitpunkt als ich das fand bereits 
der Bestand bei Null und abgekündigt.

Als besitzer von drei unterschiedlichen Powerbanks sind die Erfahrung 
so, dass davon drei zufälligerweise, obwohl es nicht angegeben ist, 
Charge-Through machen, aber dann nur mit ca. 4.5V.
Dann habe ich noch eine PowerBank von Cellular Line, die macht 
ChargeThrough, aber mit einer Umschaltunterbrechung von ca. 1s mit einer 
Verzögerung von ca. 1s. Also sind leider fast alle Charge-Through 
Powerbanks nicht mehr dafür geeignet.

von Dieter (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Es wird auch gemunkelt, das Hersteller von PowerBanks dies absichtlich 
aus gewissen Zwängen heraus machen, weil irgend wo die  Produkthaftung 
gemeint haben solle, dass eine PowerBank, die sich als USV eigne, dafür 
ausgelegt sein müsse fünf Jahre permanent am Netzteil zu hängen.

Mit der Unterbrechung eignet sich diese nicht ohne Zusatzschaltung und 
damit wäre man fein raus. ChargeTrough hat damit nur noch den Status als 
Abhilfe, wenn nur ein USB-Anschluss da ist, dass man so zugleich beides 
anschließen kann an einem Anschluss. D.h. Power Bank und das Smartphone 
laden kann.

von Joachim B. (jar)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Helge schrieb:
> Kommen halt nur 4,7V an,
> aber reicht.
> Könnte doch fürn Raspi reichen?

nö, ab PI2 braucht man 5,1V wegen der Spannungsabfälle an USB und PCB.
Ein Grund warum immer nur die "speziellen" PI Netzteile Probleme 
beseitigen.

von Burination S. (burination)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die guten Tipps und Anregungen. Genau solche 
Diskussionen habe ich gesucht.

Im Anhang ist nun eine verbesster Schaltung, welche einen Raspi 3a+ mit 
Strom versorgen soll. Ist kein Netzteil angeschlossen, betreiben die 
Akkus den Raspi. Wird ein Netzteil angeschlossen (5V/2A) schaltet der 
Mosfet um. Nun wird der Raspi direkt vom Netzteil mit Strom versorgt. 
Auch der Akku wird nun geladen. Damit beim Schalten der Raspi nicht 
abstürzt, habe ich einen Kondensator (C5) vor dem Raspi gepackt.

Die Schaltung hatte ich vorher schon gefunden und an meine Bedürfnisse 
angepasst.

Würde das so nun funktionieren und wenn nein, was müsste angepasst 
werden? Kennt jemand einen anderen Mosfet, der kleiner als meiner ist 
und mit 5V schalten kann?

Vg

von ACDC (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dieter D. schrieb:
> Unter 4.85V motzt der Graphic-Chip, Warnung zu wenig
> Spannung beim Raspi 4.

den 2er hab ich noch direkt an einer Lion Zelle laufen lassen. Auch bei 
3V hat der noch funktioniert.

Ist das beim 3er und 4er nicht mehr so?

Läuft da wirklich irgendwas direkt an den 5V?

Dann würde es erklären, dass man da Netzteile mit mehr als 5V braucht.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn das Netzteil zu langsam aus geht und relativ lange braucht um 
deutlich unter 3V zukommen, dann schaltet der Mosfet nicht richtig 
durch. Funktioniert so nicht, wie es soll.

Eigentlich benötigst Du nur den Schaltwandler. Wenn das Netzteil 5.2V 
liefert, der Schaltwandler auf 5.0V eingestellt wurde, dann macht dieser 
keine Zyklen, bis die Spannung auf 5.0V gefallen ist. Übrigens es gibt 
da noch einen kleinen Trick, wenn Du am FB den unteren Widerstand 
aufteilst. Mit einem Widerstand vom Netzteilkreis kann dort eingekoppelt 
werden, so dass im Netzversorgungsfall der Schaltwandler 5.0V liefern 
will und wenn das Netz weg ist, ebenfalls 5.2V.

Du brauchst dann noch die Schaltung der idealen Diode mit zwei Mosfets.

Mal so als Idee in den Raum geworfen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
ACDC schrieb:
> Ist das beim 3er und 4er nicht mehr so?

Ja. Das ist so. HDMI reagiert da am empfindlichsten. Den Link zu dem 
Beitrag, wo das genau stand, habe ich jetzt so schnell nicht gefunden.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Buri E. schrieb:
> Würde das so nun funktionieren und wenn nein, was müsste angepasst
> werden?

Hinter Diode D2 hast du ganz sicher deutlich weniger als 5,1V. Damit 
wird der Raspi nicht laufen.

Dieter D. schrieb:
> Du brauchst dann noch die Schaltung der idealen Diode mit zwei Mosfets.

Oder anders gesagt: Einen (annähernd) verlustfreien Umschalter.

von Burination S. (burination)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan ⛄ F. schrieb:
> Buri E. schrieb:
>> Würde das so nun funktionieren und wenn nein, was müsste angepasst
>> werden?
>
> Hinter Diode D2 hast du ganz sicher deutlich weniger als 5,1V. Damit
> wird der Raspi nicht laufen.
>
> Dieter D. schrieb:
>> Du brauchst dann noch die Schaltung der idealen Diode mit zwei Mosfets.
>
> Oder anders gesagt: Einen (annähernd) verlustfreien Umschalter.

Vielen Dank für den Tipp mit der idealen Diode!

Hier im Anhang ist mal eine "ideale Diode", die mit LTSpice simuliert 
wurde. Ich habe als Eingangssignal einfach mal eine Sinusfunktion (5V) 
genommen, um zu sehen, wie die Leistung so ist und ob überhaupt gesperrt 
wird.


Mit der "idealen Diode" bekomme ich ca. 4,8V. Mit der Schottky-Diode ca. 
4,6V. Das ist auf jeden fall besser, aber nicht perfekt. Kennt ihr denn 
eine bessere Schaltung? Oder würde es Sinn machen, den Laderegler 
einfach ans Ende zu setzen, damit die 4,8V auf 5V geregelt werden.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Dieter D. schrieb:
> ACDC schrieb:
>> Ist das beim 3er und 4er nicht mehr so?
>
> Ja. Das ist so. HDMI reagiert da am empfindlichsten. Den Link zu dem
> Beitrag, wo das genau stand, habe ich jetzt so schnell nicht gefunden.

Etwas konnte ich noch finden.

Qelle: https://howtoraspberrypi.com/raspberry-pi-hdmi-not-working/

"If despite all your attempts the Raspberry Pi still not display 
anithing on HDMI, it can come from a simple power supply problem. In 
other words, the power delivered by your power supply is enough to run 
your Raspberry Pi, but not to power the HDMI connection."

Auf Grund der ausreichenden Leistungsfähigkeit des Netzteiles fielen die 
Spannungseinbrüche so ungünstig aus, dass die Warnsymbole "rainbow sqare 
/ yellow flash" nicht angezeigt wurden, aber der Grafikchipsatz bereits 
den HDMI-Ausgang deaktivierte.

Das Signal des Unterspannungsdetektors liegt gemäß einem Blog auch an 
GPIO Pin 35 an. Wenn man dieses auswerten wollte, müßte dieser Pin mit 
einem anderen GPIO Pin als Eingang verbunden werden und kann so 
ausgelesen werden.

Bei älteren Raspberry Pi Modellen wäre noch über:

$ sudo cat /sys/class/leds/led1/brightness

# Ausgabe: 0 oder 255

auf der Konsole zur Auswertung möglich gewesen. Die grüne LED kann hier 
noch als led0 abgefragt werden.

Ein paar Werte sind aber über das Programm vgencmd per Software 
auszulesen.

http://raspberrypi.stackexchange.com/questions/7414/is-it-possible-to-detect-input-voltage-using-only-software

von Thomas G. (conquistador)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ACDC schrieb:
> Dieter D. schrieb:
>> Unter 4.85V motzt der Graphic-Chip, Warnung zu wenig
>> Spannung beim Raspi 4.
>
> den 2er hab ich noch direkt an einer Lion Zelle laufen lassen. Auch bei
> 3V hat der noch funktioniert.
>
> Ist das beim 3er und 4er nicht mehr so?
>
> Läuft da wirklich irgendwas direkt an den 5V?
>
> Dann würde es erklären, dass man da Netzteile mit mehr als 5V braucht.

Der Pi3 läuft noch mit 3.6V, der 4 ist ganz anders, den kannste auch 
nicht mehr über die GPIO pins speisen.

Bau einfach diese hier nach (im Datasheet ist ein Schaltplan) 
http://safe-power.appspot.com/technical.html
mit einer Lipo Zelle läuft das Ding ein paar Minuten ohne Probleme.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas G. schrieb:
> Der Pi3 läuft noch mit 3.6V,

Der Pi3B,1GB-Ram, lief bei mir nicht mit 4.3V. Für den Versuch wurde nur 
der Konsolenmodus verwendet.

Eine gute Übersicht gibt folgender Artikel:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/1912111.htm

Zum 3B steht noch unten warum es hierfür die 5.2V Netzteile gibt. Der 
3A+ kann durchaus hier unempfindlicher sein.

Alledings wird dem TO der getrickste Betrieb mit Unterspannung nicht 
weiter helfen. Die ultimative USV für den Raspi soll schließlich auch 
den Betrieb aller Features erlauben, d.h. auch HDMI soll weiterhin 
funktionieren. Es soll sicherlich auch möglich sein, diese für weitere 
Raspi-Versionen weiter verwenden zu können.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Burination S. schrieb:
> Mit der "idealen Diode" bekomme ich ca. 4,8V. Mit der Schottky-Diode ca.
> 4,6V. Das ist auf jeden fall besser, aber nicht perfekt.

Wenn der Raspi ohne HDMI betrieben werden soll, dann kann man das so 
versuchen.

Die Reaktionszeit spielt auch eine Rolle. Wenn bei 2A Last die Spannung 
maximal nur um 0.2V einknicken soll bei einer Reaktionszeit von 1ms, 
wäre ein Pufferelko von 10mF am Ausgang notwendig.

> Kennt ihr denn eine bessere Schaltung?

Aktuell bin ich dabei eine RPI Power Pack 2.0 dafür zweckzuentfremden. 
Leider sind auf dem Chip keine richtigen Angaben gemacht (MJMAKer ist 
darauf gestempelt). Das ist im Aufbau ein Schaltwandler-IC, das bei 5V 
am Eingang ungefähr 4.6V am Ausgang hat und im Leerlauf 5.05V. Nur bei 
Bezug der Energie aus dem Li-Akku liegen 5.1V am Ausgang.
Als USV sollte die Platine funktionieren, wenn man einen Bypass über 
eine ideale Diode ergänzen würde.

https://raspberrypiwiki.com/RPI_Lithium_Battery_Expansion_Board_SKU:435230
"Q6: Can the board power the RPi 3 when charging the battery at the 
meantime?"
A: ... Only power for Pi 3 in the case of using SSH and the other remote 
control."
Das Modell hat einen Taster, statt einem Schiebeschalter. Kann sein, 
dass daran die automatische Umschaltung scheitern wird.
Wenn dem so sein sollte, dann bekommt der Akku eine seperate 
Ladeschaltung verpasst. Vom Gesamtwirkungsgrad ist das allerdings 
ungünstig.

> Oder würde es Sinn machen, den Laderegler
> einfach ans Ende zu setzen, damit die 4,8V auf 5V geregelt werden.

Das wäre die sicherste Methode, auch von den Umschaltzeiten her 
betrachtet. Vom Gesamtwirkungsgrad ist das eine ungünstige Lösung, da 
zweimal gewandelt wird, aber eine Kröte wird man bei der Umsetzung 
schlucken müssen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und weiter geht es hier:
Beitrag "Load-Switch mit LTC4412/LTC4413 und 2p Li-Ionen-Akkus"

Der TO hat einen neuen Thread aufgemacht, statt hier fortzusetzen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.