Akku Energieversorgung Raspberry ?

**pulsar** · 13.09.15, 17:19

Hi,

gibts hier Pi Bastler oder Hardware/Elektronik Gurus? :-)

Meinen alten Raspberry Pi A möchte ich mit 16 AAA Zellen und einer 5V Solarzelle mit Energie versorgen. Die Akkus sind dabei in 4 Blöcke mit je (4,8V) aufgeteilt mit jeweils 4 AAA Zellen, welche zusammen mit der Solarzelle Parallel geschaltet sind. Das ganze wird dann auf Pin 2(5V) und 6(GND) der GPIO-Leiste angeschlossen.

Meine Fragen sind nun:

Kann man die Spannung welche an Pin 2 und 6 Anliegt irgendwie auslesen?

Auf jeden Linux System finde ich ein Verzeichnis /sys/class/power_supply/ kann man damit etwas im Zusammenhang mit einfachen Akkus anfangen?

welcher Wlan Stick für den Pi ist zu empfehlen der nur sehr wenige mA benötigt?

Vielleicht hat hier der ein oder andere schon ähnliche Dinge realisiert, Vllt auch mit anderen SoC Boards?

Grüßle aus Rhein Main
pulsar

**Sven_R** · 13.09.15, 19:49

warum nimmst du nicht die PIUSV

ich hab die einser variante und die bringt schon ne menge mit.

die 2´er kann auch die akkus laden.

die 1´er kannst du per SPI interface direkt auslesen und auch die akkus überwachen.
wenn die dann FAST leer sind schaltest du einfach ab!

Gruss
Sven

**pulsar** · 13.09.15, 21:35

Hey Sven,

ja die PIUSV werde ich mir vllt. auch mal in einen späteren Projekt mit einbeziehen

Aber im Moment möchte ich es mit den bereits bei mir bestehenden Mitteln erledigen oder nur einfach Elektrobauteile dazu kaufen, wie Widerstand Kondensator und Diode. Mag mehr über die Grundlagen erfahren mit der PiUSV würde ich mir ein weiteres Komplexes Gerät holen was ich nicht so einfach durchblicken kann. Habe auch sehr viele AAA Zellen hier bei mir rumliegen, das schon mal vorweg, bevor hier jem. vorschlägt ich könnte mir noch eine USB-Powerbank kaufen.

Was ich mir im Moment kaufen würde, wäre ein Stromsparender Wlan Stick - meiner wird sehr heiß. Kann man mit einen Wlan Tool (wpa_supplicant?) irgendwie die Sendestärke einstellen? Habe das Gefühl er sendet mit FullPower. In meinem Wlan Router WebInterfade wird er mit 5 von 5 möglichen Balken angezeigt. Kann ja sein das ich dadurch den Energieverbrauch weiter senken kann.

**TheDarkRose** · 14.09.15, 06:41

Die Zellen ohne Spannungsregler anschließen ist nicht gut. Erstens sind die 4,8V im vollgeladenen Zustand schon zu wenig, aber wenn der Ladezustand sinkt, wird aich die Spannung weniger. Im besten Fall geht einfach nichts.

Du musst mindestens eine Zelle mehr dazu tun (6V) und einen Low-Drop 5V Spannungsregler dazwischen.

**pulsar** · 14.09.15, 21:51

Hi TheDarkRose,
am Spannungsregler fallen aber sicher auch wieder Verluste an und im Moment versuche ich alles so minimal wie möglich zu halten. Suche noch nach Möglichkeiten Energie einzusparen, sparsamer WLAN Stick wäre das eine und am Raspberry Pi kann man vllt. auch noch was optimieren. Im Moment startet wirklich nur ein SSH-Server keine grafische Oberfläche.

Zum Spannungsregler zurück, Die Batterien können sich im Moment auch nicht wirklich überladen, da die Solarzelle viel zu schwach ist. Die liefert nur ein Strom von 0,2A an einem leicht bedeckten Tag. Der Pi soll auch nicht ständig laufen nur mal so maximal 4 Stunden an 3 Tagen in der Woche.

Habe noch einen großen Kondensator Parallel zur Solarzelle und den Akkus geschaltet um evtl. bei direkten Sonnenlicht evtl Spannungspitzen abzufangen oder falls mal kurz mehr Energie vom Pi und Wlan Stick benötigt wird oder falls die Solarzelle kurz kein Licht bekommt. Weiß nicht ob es sinnvoll ist aber schaden sollte der Kondensator aufjedenfall nicht - hoffe ich ;-)

Im Moment messe ich den ganzen Tag durchgängig 5,16V an meinem Versuchsaufbau, das wäre theoretisch ja ein super toller Wert. Soll ich den Raspberry Pi A samt Wlan Stick wirklich mal anschließen und sehen was dann passiert?

Die Spannung steigt - also nicht die Volt, die innere Anspannung

Ne mache ich morgen, heute ist es eeh schon dunkel

**pulsar** · 14.09.15, 22:14

Mal was fürs Auge, damit man sich das alles mal vorstellen kann hier mal ein Bild meines nächtlichen Aufbaus. Ist etwas dunkel, ich weiß

Im Moment messe ich nur noch 5,07V, gut normalerweise hätten die Akkus auch nur 4,8 Volt aber im laufe des Tages haben sie sich etwas aufgeladen, hängt ja noch keine Last dran. Man sieht auch das ich sogar 2 Kondensatoren Parallel geschaltet habe, sollte zusammen einen größeren Kondensator mit mehr Kapazität geben. Das Flachbandkabel soll dann zu den GPIO Pins des Pi´s gehen von wo aus er versorgt werden soll, Pin 2 und Pin 6.

Energieversorgung_Rpi.jpg

Mist das Bild ist Kopfrum, also bitte den Bildschirm um 180° drehen

**derguteweka** · 14.09.15, 22:43

Moin,

Zitat von pulsar

Mag mehr über die Grundlagen erfahren mit der PiUSV würde ich mir ein weiteres Komplexes Gerät holen was ich nicht so einfach durchblicken kann. Habe auch sehr viele AAA Zellen hier bei mir rumliegen, das schon mal vorweg, bevor hier jem. vorschlägt ich könnte mir noch eine USB-Powerbank kaufen.

Das ist Kaese. Ein so komplexes Geraet, wie der Raspi ist ungeeignet, um Grundlagen von Spannungsversorgungen "zu studieren". Deine Konstruktion ist auch weitgehend ungeeinget, eine verlaessliche Spannungsversorgung fuer eine Digitalschaltung darzustellen. Die 5V muessen irgendwie geregelt sein, Akkus und Solarzellen haben viel zu grosse Spannungsschwankungen. Wenn dich der schlechte Wirkungsgrad eines LowDrop Reglers stoert, dann nimm einen hochoptimierten Schaltregler.
Klingt komisch, ist aber so...

Gruss
WK

**TheDarkRose** · 14.09.15, 23:02

Ohne Last haben Akkus immer um 0,2-0,3V höhere Spannung. Wenn man eine geregelte Spannung braucht ist immer mit Verlusten zu rechnen.

Wie gesagt, so ist das nicht für den Betrieb geeignet. Auch zum Expirimentieren eignet sich ein ATtiny viel besser. Die 0,50€ kann man auch mal gerne aus Versehen verbrutzeln.

**Newbie314** · 14.09.15, 23:08

Ich weiß nicht ob das noch so ist, aber ich las dass beim Raspi oft Schreibfehler auf der "Platte" vorkommen und Leute öfter mal ihr System deswegen neu aufsetzen müssen.

Ob das Problem mittlerweile behoben ist weiß ich nicht, aber wenn deine Spannung unkontrolliert zu stark absinkt fährt der Raspi nicht sauber runter und genau das passiert mit hoher Wahrscheinlichkeit.

Wenn du 5,07 V gemessen hast ist das ja schön, aber was wenn mal eine Wolke über die Zellen zieht ? Hast du für die Messung auch einen Widerstand der als "Last" deinem Raspi mit dem WLAN Stick entspricht drangehängt ?

**pulsar** · 15.09.15, 18:06

Thx für die Resonanzen, werde mir die genannten Punkte später, wenn ich es etwas sauberer und Professioneller mache mit einfließen lassen.

möchte später ein WLAN Stick angeschlossen haben, daher brauche ich einen Pi und auf einen ATtiny kann ich wahrscheinlich kein Linux und WLan Stick mit betreiben. Der Pi kann auch komplex sein, mir geht es zunächst erst einmal um eine simple Energieversorgung um damit den Raspberry, als erstes Ziel, 10 Minuten am laufen zu halten.

Newbie314, das Problem ist mittlerweile behoben, es war bei den ersten Modellen von 2012 der Fall, zu erkennen daran das die beiden Bohrlöcher noch fehlten. Bin immer wieder beeindruckt was meine Raspberry´s alles aushalten auch die SD-Karten

und ebenfalls bei diesen Projekt wird die SD-Karte des öfteren unsauber heruntergefahren werden, aber da muss das arme Versuchskaninchen jetzt erst mal durch.

Mich wundert bei meiner heutigen Messung, das ich am Ausgang meines Versuchsaufbaus die bekannten 5,07V messe, aber an meinen Kondensatoren welche Parallel zu den Akkus und Solarzelle geschaltet sind 6,38V messe

irgendwas stimmt da nicht.

Kennt wer eine gute Software um kleine simple Schaltpläne zu zeichnen und optimalerweise auch zu simulieren? Ktechlab fande ich immer spitze, schade das ich es nicht mehr in den Standard OpenSuse Repos finde, vielleicht gibt es ja eine vergleichbare ähnlich gute Software.

**derguteweka** · 15.09.15, 20:20

Moin,

Zitat von pulsar

Kennt wer eine gute Software um kleine simple Schaltpläne zu zeichnen und optimalerweise auch zu simulieren?

Ich hab' noch nicht damit gearbeitet, aber vielleicht ist qucs was fuer dich.
Fuer grosse, komplizierte Schaltplaene geht Kicad. Zum simulieren nehm' ich gerne ngspice - das frisst aber keine Schaltplaene, sondern Netzlisten als ASCII.
KTechLab scheint mir seit 5 Jahren tot zu sein, da wirds mit KDE>3 und QT>4.0 wohl nix mehr.

Gruss
WK

**pulsar** · 15.09.15, 22:36

Danke derguteweka, qucs hört sich gut an werde ich gleich mal installieren.

**TheDarkRose** · 16.09.15, 04:45

Solange du keinen Lastwiderstand anschließt, sind deine Messungen verfälscht!

Btw. wie groß ist dein Kondensator?

**pulsar** · 16.09.15, 17:38

Habe einen 4700µF und einen 470µF Kondensator Parallel geschaltet. Denke das ich mit den Kondensatoren etwas Energie zwischen Puffern kann, falls der Rpi gerade beim Start und Initialisierung des Wlan Sticks mehr Strom benötigt.

Ja da hast du recht, die Spannungen werden unter Last ganz schön einbrechen. Falls es mal etwas Sonne gibt, hoffe ich das die Solarzellen genug Strom liefern um die Spg. nicht zu weit abfallen zu lassen. Merke im Moment auch das die Akkus nicht mehr so optimal sind, müsste diese evtl. mal mit einem Richtigen Ladegerät vorladen.

Mich wundert bei meiner heutigen Messung, das ich am Ausgang meines Versuchsaufbaus die bekannten 5,07V messe, aber an meinen Kondensatoren welche Parallel zu den Akkus und Solarzelle geschaltet sind 6,38V messe irgendwas stimmt da nicht.

Hatte hier einen defekt in meiner Lochstreifen Platine, die Solarzelle hatte nur die Kondensatoren aufgeladen. Zwischen Solarzelle mir Parallel geschalteten Kondensator und den Parallel geschalteten Akkus war ein ganz dünner riss auf dem Lochstreifen, diesen Defekt habe ich nun behoben. Die Spg. ist nun überall gleich, was ja in einer Parallelschaltung so sein muss.

...Heute wird es leider noch nichts mit einem richtigen Test. Glaube das wird erst was am Wochenende