Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akkuversorgung RP4b


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von Hans F. (dani1632)


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Hallo,

ich will für einen Raspberry PI 4b eine Akkuversorgung realisieren. Zur 
Verfügung steht ein 9V Netzteil mit 2A Strom. Der LAdevorgang könnte bis 
zu 24h dauern, das wäre kein Problem. Der Akku sollte dann für ca 2h 
halten, wenn der RP in vollem Betrieb ist. Meines Wissens zieht so ein 
RP bis zu 3A (oder noch mehr?) im Vollbetrieb bei 5V.

Meine Fragen:
Was würdet ihr als geeignetes Akkusystem sehen?
Wie könnte die Ladeschaltung aussehen, wenn ich das Netzteil mit 9V und 
2A verwende?

Danke!

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Du könntest mit einer etwas besseren Powerbank anfangen. Manche können 
beim Laden gleichzeitig Strom am Ausgang liefern (pass-through).

Dein Netzteil passt nicht dazu. Dieses jetzt irgendwie mit Adapter da 
rein zu quetschen, ist sowohl technisch als auch finanziell schlecht.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Hans F. schrieb:
> Was würdet ihr als geeignetes Akkusystem sehen?

Geeignete Powerbank. Der Pi ist auf Versorgung über USB ausgelegt, und 
eine Powerbank ist für die Versorgung über USB ausgelegt → passt. Es 
gibt Powerbanks mit „Pass-through“-Funktion, die während der Benutzung 
geladen werden können – das wäre hier dann das Richtige. Das 9V-Netzteil 
ersetzt du durch ein handelsübliches USB-Netzteil, und ab dafür.

Konstant 15W zu ziehen, wird selbst mit dem Pi4 schon recht sportlich – 
normalerweise sind das eher Lastspitzen im Betrieb, solange man es nicht 
explizit drauf anlegt. Aber wenn, dann wäre bei deiner Anforderung „2h 
Laufzeit“ eben eine Powerbank mit min. 30Wh angesagt.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Ferige Lösungen:
https://www.ebay.de/itm/395786291923
mit ca 5 Ah, aber man kann bestimmt noch weiter Zellen Paralell schalten 
auf kosten derLadedauer.
oder der:
https://www.ebay.de/itm/176189308273

von Hans F. (dani1632)


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OK, danke schon mal - das klingt vernünftig, leider ist das 9V Netzteil 
aber eine fixe Anforderung. Das wird auch für den Rest der Elektronik 
verwendet (es gibt neben dem RP noch ein weiteres Board, das damit 
versorgt wird (braucht nur wenig Strom, unter 100mA). Un die Anforderung 
ist es, nur 1 Netzteil zu verwenden, ich muss also mit den 9V zurecht 
kommen und mit den ca 1,9A, das das Netzteil dafür noch liefern kann...

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Hans F. schrieb:
> also mit den 9V zurecht komme

Falsche Schlussfolgerung. Gerade weil du nur 100 mA brauchst, bietet 
sich ein Step-Up Wandler an, der die 5 Volt hoch setzt.

von Hans F. (dani1632)


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von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Hans F. schrieb:
> AUs den 9V die 5V für den RP4 zu erzeugen, sollte ja auch über fertige
> USB STepDOwn Module gehen, z.B. dieses hier:

Neu halten diese China-Dinger nie so viel aus, wie angepriesen. Gehe 
eher mal von 1,5 A aus, wenn die Kühlung gut ist.

Oft ist die Spule zu klein ausgelegt, so dass die Ausgangsspannung eine 
hohe Restwelligkeit hat und bei geringer Stromaufnahme (Standby, hat der 
Raspi vermutlich nicht) zu hoch wird.

Step-Down Wandler haben einen hunds-gemeinen Haken: Wenn der 
Schalttransistor wegen Überspannung oder Hitze kaputt geht, dann leitet 
er die 9 Volt ungebremst an den Raspberry Pi durch. Dann ärgert man sich 
über zu viel Geiz.

: Bearbeitet durch User
von Hans F. (dani1632)


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Danke...
Habe aber natürlich vergessen zu beschrieben, dass dazwischen ja die 
POwerbank ist. D.h. mit den 9V auf den Eingang des China USB Step Down, 
vom USB Ausgang zur Powerbank. Die Powerbank versorgt über den eigenen 
USB Ausgang des Raspi... Wäre das denkbar?
Bzgl Ladestrom: Ich weiß nciht genau, was solche Powerbanks Ladestrom 
ziehen, ist vermutlich durch USB begrenzt? Also der China StepDown 
liefert maximal 3A auf der Ausgangsseite bei 5V. Wenn ich einen 
schlechten Wirkungsgrad von 70% annehme, und am Eingang die 9V anlege, 
ergibt das einen EIngangsstrom von 2,3A. Das Netzteil kann 3A liefern 
(die 2A oben war ein Fehler)... Abgesehen davon, wieviel Strom nimmt 
denn so eine Powerbank wirklioch auf beim Laden über USB?

Sollte hinhaun oder? Die Powerbank sollte auch eine saubere Spannung per 
USB liefern für den RP4...

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Hans F. schrieb:
> Wäre das denkbar?

Ja

Hans F. schrieb:
> Bzgl Ladestrom: Ich weiß nciht genau, was solche Powerbanks Ladestrom
> ziehen

Das wird wohl vom konkreten Produkt abhängen. Manche Geräte erkennen am 
Absacken der 5V, wann sie zu viel Strom aufnehmen, bzw wie viel geht. Ob 
das Netzteil und der Step-Down Wandler dies vertragen, ist die nächste 
offene Frage.

> Sollte hinhaun oder? Die Powerbank sollte

Hätte hätte Fahrradkette. Merkst du was?

Bei diesen China-Produkten kauft man viel Katze-Im-Sack. Es funktioniert 
irgendwie, nur nicht immer so, wie erwartet. Mangels vernünftigem 
Datenblatt kann man sich vor dem Kauf nicht vergewissern.

Wenn du bei dem Billigkram bleiben willst, musst du es selbst vorsichtig 
ausprobieren. Am Besten mit unterschiedlichen Lastszenarien ausmessen.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Sherlock schrieb:
> beim Laden gleichzeitig Strom am Ausgang liefern (pass-through).

Jack V. schrieb:
> gibt Powerbanks mit „Pass-through“-Funktion,

Anstatt Powerbanks mit Akkus unklarer Herkunft kann man das auch selbst 
in die Hand nehmen. Es gibt Step-Up-Wandler, die man aus LiIon füttern 
kann. Parallel dazu eine Ladeschaltung dran und Akkuzellen bekannt 
seriöser Herkunft.

Wenn das Ganze in ein eigenes Gehäuse kommt, kann man auch kurz mit 
ordentlichen Leitungen verdrahten anstatt sich auf unbekannte 
USB-Käblechen zu verlassen, die RasPi sollen angeblich zickig auf 
Unterspannung reagieren.

Gegen das 9V-Netzteil gibt es nichts einzuwenden, Step-Down für die 5V 
dran. Ladezeit ist unkritisch, das erledigt der bekannte Chinese TP4056, 
den man mit eher knappen 5V speisen sollte.

von Ralf X. (ralf0815)


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Manfred P. schrieb:
> Ladezeit ist unkritisch, das erledigt der bekannte Chinese TP4056,
> den man mit eher knappen 5V speisen sollte.

Der TP4056 speist mit max 1A, höherer Kapazität durch z.B. paralleler 
18650er etwas mager.
Gleichzeit erfüllt die Ladeendeinstellung bei 10% des Imax ihren Zweck 
nicht mehr, es kommt dann eher zur Zwangsabschaltung an der obersten 
Spannungsgrenze des Moduls.
Für eigenes Hobby ok, auch zwei und mehr TP4056 parallel, aber für 
Fremdnutzer?

von Jack V. (jackv)


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Manfred P. schrieb:
> Anstatt Powerbanks mit Akkus unklarer Herkunft kann man das auch selbst
> in die Hand nehmen.

Wenn man kann. Ansonsten kann man sich damit auch schnell den Akku 
ruinieren, etwa wenn man aufgrund fehlender oder fehlerhafter 
Ladeschlussabschaltung, etwa weil man den rausgehenden Strom nicht 
misst, in eine Art „tickle charge“-Modus gerät, und das können Li-Akkus 
so gar nicht ab.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Ralf X. schrieb:
> Der TP4056 speist mit max 1A, höherer Kapazität durch z.B. paralleler
> 18650er etwas mager.

Hans F. schrieb:
> Der LAdevorgang könnte bis zu 24h dauern, das wäre kein Problem

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


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Erst mal würde ich den passenden StromPi für das Board suchen gehen:

StromPi 3 für Raspberry Pi
https://www.rasppishop.de › Stro...
Mit einem Spannungsbereich von 6V-61V und einem Strom von bis zu 3A 
können auch größere Projekte mit genügend Strom beliefert werden. ... 
Die darin enthaltende ...

Es eignen sich Li-Akkus mit zwei Zellen in Reihe und passendem BMS. Aus 
Standardzellen für Deine anvisierten zwei Stunden Betrieb wäre die 
Konfiguration mindestens 2s2p bis zu 2s4p.

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