Raspberry Pi Verhalten bei Spannungseinbrüchen
 

Guten Abend allerseits,

kurz etwas zur Vorgeschichte:

Ich bin aktuell dabei meinen Raspberry B+ zum Gerät für unterwegs auszurüsten. Ich habe mir als Projektbedingung gesetzt, dass man eine rund einstündige Präsentation via Akku schafft. Alles soll in das Standardgehäuse passen, sowohl die entsprechenden Akkus, Laderegler etc.

Mein Grundgedanke für das Umschalten von Netz (+-Laden) auf Akkubetrieb über Taster/Schalter hardwaretechnisch zu realisieren, wobei dort natürlich geringe Verzögerungen beim Schaltvorgang der Transistoren für kurzfristige Spannungseinbrüche führen.

Ich halte es aber auch nicht für sinnvoll den Akku zunächst zuzuschalten und dann das Netz erst abzutrennen. Da LiIonenakkus geplant sind und diese einen relativ geringen Innenwiderstand haben könnte das zu hohen Stromspitzen führen.

Nun zur eigentlichen Frage: Weiß irgendjemand, wie träge die Raspberry Pis auf nen Stromausfall reagieren mit nem unsaftem Shutdown?

Eine Option, die ich auch im Kopf habe, aber wo ich mit Sicherheit komplexer denke, als die Sache ist ist die folgende: Ein großer Kondensator verhält sich kurzzeitig für Gleichsstrom, wie eine nicht geschlossene Verbindung. Dadurch könnte ich gleichstromtechnisch den Akku beim Zuschalten noch vom Netz pseudo-entkoppelt haben und dann das Netz abschalten lassen.

Um den Spannungseinbruch zu verringern und zu Glätten könnte auch ein Kondensator als Kurzzeitspeicher interessant sein, da bin ich mir aber wegen des Innenwiderstandes der Akkus unsicher, ob das eine sonderlich gute Idee ist.


Vielen Dank schonmal im Voraus,

Tong

Der Pi hat, nach meinen Messungen, einen sehr geringen Spannungsbereich von etwa 4,75 bis 5,2 V. Fällt die Spannung unter diesen Wert ist er aus.

Dass der Akku samt Ladereglung in das Gehäuse passt kann ich mir übrigens auch kaum vorstellen. Der B+ zieht im Leerlauf etwa 600mA. Entsprechend mehr wenn diverse Geräte angeschlossen sind, was ja bei dir der Fall ist. Ein ausreichender Akku wird kaum in das Gehäuse passen.

Den ganzen Kram mit Akku zuschalten und abschalten kannst du dir sparen wenn du einen anständigen Laderegler nimmst.

Hm Danke erstmal für die Antwort.. Hast du spezielle Laderegler im Auge? Ich bin noch am schwanken zwischen manchen IC's von LT bzw. Maxim. Platztechnisch wird es eng. Allerdings habe ich mir das Ziel gesetzt und das will ich auch so in der Art und Weise hinbekommen.

Für den speziellen unterwegs Fall soll übrigens nichts weiter angeschlossen sein als HDMI Kabel und im Gehäuse sollen noch 2 Taster integriert sein, die dann über GPIO quasi wie Pfeiltasten fungieren sollen..

Da du praktisch keine Anforderungen nennst kann man auch keinen Laderegler empfehlen.

ich nehme mal an dass du sowieso zwei Akkus brauchen wirst, die standard Lipo Akkus bewegen sich doch, wenn sie voll geladen sind, so um die 4,2 V.

Sorry ich dachte das wäre klar. Da ich an ~1h Betrieb denke an einen Energiegehalt von mindestens 7Ah. Wenn du allerdings für Li-Polymer nen gescheiten Laderegler im Kopf hast, schau ich mich da auch nochmal um. Denn ich hatte eher mit Li-Ion überlegt.
Ich denke eher, dass ich mehr als 2 Zellen brauchen werde bei dem Bedarf an Energie. Ich hatte eher mit 3-4 Zellen geschätzt. Allerdings steht das alles noch nicht fest, so lange der Laderegler nicht fessteht und solange, wie nicht festssteht, ob oder wie ich das umschalten realisieren kann.

Hallo

sehr interessantes Thema

Frage dazu:

Möchtest du im laufenden Betrieb wechseln können? Wenn ja, klappt das nicht einfach nur mit einem Laderegler.

Der Laderegler ist quasi nur dafür da, um die Batterie zu laden. Um gleichzeitig zu laden und Betrieb, hast du mindestens die doppelte Spannung am Gerät anliegend.

Das musst verhindert werden, und zwar mit einem Spannungsregler der die Spannung auf 5 V konstant hält, einmal vom Netzteil und einmal per Akku (wenn du 3-4 Akku in Reihe schalten möchtest, 3V sagt man bei Li-Ionen Akku (Spitze 3,6-3,7V Vollgeladen.)
Bei 4 Akku 14,8V)

Ladegerät muss mit Abschaltvorrichtung ausgestattet sein. Ist auch wichtig.
Li-Ionen Akkus sind gefährlich bei Überladung

daher brauchst du. um es vernünftig aufzubauen
- Netzteil (15V, wenn 4 AKKU's) oder Verdopplungsschaltung.
- Laderegler mit Abschaltschaltautomatik bei bestimmter Voltzahl,
- Spannungsregler um die Spannung auf 5V konstant zu halten

(Aus dem Kopf ziemlich grob gesagt)

um das ganze zu verwirklichen.

Mit dem Umschalten, wäre trotzdem ein Speicher (Kondensator) von Vorteil, der zwischen, Netzteil/Akku und Rasby angebracht wird

Das ist nichts anderes wie beim Laptop.

Jedoch 7 Ampere ist sehr hoch gegriffen, damit kannste den Raspy, wenn der nur [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. Jetzt registrieren...]
Die Box müss aber größer sein.

Ich weiß zwar nicht, ob du dich mit der Materie Elektronik auskennst, Marke Eigenbau ist das ein kleiner Geldbetrag, jedoch viel Löterei
Schau mal hier hinein, [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. Jetzt registrieren...]dabei.

Es mag daran liegen das ich was anderes unter "im laufenden Betrieb" wechseln verstehe aber den Akku zu laden und die Schaltung zu versorgen ist mit einem Laderegler IC wie z.B. dem MAX 1898 möglich.

@ GoalBoal: Du hast recht. Ich hab mich da irgendwie um Faktor 10 vertan. 0,7 Ah sollten reichen. Und ist ja auch prinzipiell egal, ob es 2, 3 oder 4 Zellen werden. Ich brauche allerdings nicht für Laden und Betrieb die doppelte Spannung. Ich will alles über die 5V Schiene laufen lassen. Daher kommt für mich eine Parallele Schaltungsanordnung in Frage.

@spartan-b292: Den hatte ich unter Anderem auch ins Auge gefasst, Es wird allerdings vermutlich einer von LT sein (Nummer gerade nicht im Kopf, bin unterwegs).

Das eigentliche Problem, was ich habe ist das folgende: Ich möchte von 2 Spannungsquellen quasi unterbrechungslos hin- und herwechseln können. Sieht jemand eine Lösung, die simpel realisierbar ist abgesehen von Zwischenspeicher in Form eines Kondensators und Abschalten - Zwischenspeicher - Aufschalten?

TI und Lineartechnology haben auch dafür Laderegler die das unterstützten. TI nennt das glaube smart power management einfach mal auf deren Website suchen.

Ihr macht euch das aber auch schwer. Da reicht doch ne einfacher Zehnerdiode.

Ich hab mal schematisch aufgemalt:

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Wenn oben der Schalter an ist sperrt die Diode die untere Spannungsquelle.

Und den Akku lädst du darüber wie?

Da brauchst du natürlich noch einen Laderegler für. Es ging jetzt aber erstmal um das Unterbrechungsfreie Umschalten von Batterie und Steckdose. Und das löst man so ganz easy.

Oder du nimmst einfach einen Laderegler der das unterstützt.

[Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. Jetzt registrieren...] PiUSV - Dann passt der Raspi nicht mehr in das Standard Gehäuse. Zusätzlich gibts aber Software zum Einbinden und Anpassen.