Stabile Stromversorgung für Raspberry Pi gesucht

Du gibst 280€ für ein Gerät aus und meinst der billigste Chinamüll taugt dann zur Stromversorgung? Finde den Fehler.

Ich hatte noch nie Stromversorgungsprobleme am Raspi, woran mag das liegen. Meine Eigenbau-Online-USVs einfachster Bauart habe ich kürzlich hier beschrieben.

Sowas macht selbst im Auto bisweilen Wackelkontakte. Löten und gut ist. Wenn Steckverbinder, dann etwas hochwertiges.

Am 13.10.23 um 10:28 schrieb Wolfgang Schreiber:

Dann nimm einfach einen Zigarettenanzünder-USB-Adapter, der ein bisschen mehr kostet (z.B. von AliExpress) und zum Schnellladen von Händis geeignet ist. RasPis sind, was die Stromversorgung anbelangt, etwas anspruchsvoll. Wie bereits von Axel angesprochen, sollte der Adapter aus seinem Gehäuse raus und gelötet werden.

Am 13.10.23 um 10:28 schrieb Wolfgang Schreiber:

Wackelkontakt? EMV?

Kann der genug Strom für Lastspitzen vom Raspi (welches Modell)?

Der muss vor allem elektrisch gut mit dem Raspi verbunden sein. Allerdings mögen USB-Netzteile dicke Kondensatoren nicht unbedingt, denn bei USB ist das nicht zulässig; es würde die Kontakte bei Hot-Plug verbrutzeln und könnte zu Spannungseinbrüchen im Host führen. Das Netzteil könnte den Kondensator daher als Kurzschluss fehlinterpretieren und abschalten.

Möglicherweise ist aber auch der mickrige USB-Stecker bei Vibrationen das Problem. Die neueren Raspis kann man auch über die 5V-Pins des GPIO-Pfostensteckers versorgen. Das ist weniger vibrationsanfällig.

Die USB Spezifikation fordert keine sonderlich stabile Versorgungsspannung.

Und eine Pufferung braucht es dafür schon mal gar nicht.

Aber USB und 2,4A passt sowieso nicht gut zusammen. Wobei die meisten Raspis sich mit deutlich weniger begnügen, wenn man nicht gerade eine Externe USB-Platte o.ä. dran hängt. Selbst der Pi4 hier braucht selten mehr als 1A.

Aber falls es nicht die Sache mit dem Wackelkontakt/Vibrationen ist, habe ich ehrlich gesagt Zweifel, ob wirklich die Stromversorgung das Problem ist. Die Raspis brauchen die 5V eigentlich für nichts. Die haben alle nochmal einen geregelten Spannungswandler drauf. Bei den alten ist das einfach ein Längsregler, bei den neueren ist ein Schaltregler drauf. Beiden gemein ist, dass ihnen die genaue Spannung einigermaßen egal ist. Die laufen auch mit 4V.

Ich würde eher nochmal eine Blick auf eingekoppelte Transienten werfen. Vor allem, falls irgendwelche Ports belegt sind, können ggf. hässliche Ausgleichsströme durch die Masseleitungen fließen, und übelste Störungen einkoppeln. Das sollte man tunlichst lassen. Auch elektromagnetische Störungen wären denkbar. Wenn Leitungen mit starken Stromspitzen in der Nähe vorbei laufen, könnte es direkt Probleme geben.

Marcel

Am 13.10.2023 um 10:28 schrieb Wolfgang Schreiber:

Doch doch, ein Oszi könnte die Probleme zeigen. EMV Probleme vielleicht? Impulse der Motorzündung im Bordnetz, oder HF vom Bordfunkgerät? Gehäuse und Kabel zum PI sind alle abgeschirmt? Ich würde in die Stromversorgung auf 12V-Seite zum USB-Spannungswandler eine fette Drossel einbauen, die Störimpulse vom Bordnetz dämpft.

In meinem ersten Auto damals waren aus den Lautsprechern auch das Knattern der Zündung, die Lichtmaschine und die Blinker zu hören. Dicke Drosseln als Filter in der Spannungsversorgung zum Verstärker halfen da. Ein Oszi war dabei recht hilfreich.

Und noch ein Hinweis am Rande: Es gab mal Raspberrys mit einem lichtempfindlichen Spannungsregler auf der Platine. Ich glaube aber nicht, dass dieses Problem heute noch besteht oder neuere PIs gar empfindlicher sind als damals.

Das kann sein. Weit eher sehe ich aber die Verbindung "Zigarrenanzünder" kritisch. Das war schon immer murks und wird in billig nicht besser.

Nein. Umgekehrt wird ein Schuh draus: Billigste Chinaadapter taugen nicht für die Versorgung von Geräten, egal welcher Art.

Ich komme nach einer langen Fahrt mit durchgehenden Navigation mit vollem Akku im Telephon an. OK, der allerbillgste ist es natürlich nicht, aber ich lasse grundsätzlich Kataloge nach Preis sortieren und nehme das erste, das vernünftig aussieht.

Denkfehler: Dein Telephon hat eine eingebaute USV und stört sich überhaupt nicht daran, wenn die USB-Versorgung gelegentlich mal eine Sekunde lang ausfällt.

Der Raspi hat das nicht, der braucht stabile 5V ohne Einbrüche.

cu Michael

Kann helfen. Gegen Aussetzer dann noch eine Diode in Reihe, und dahinter (am Eingang des Spannungswandlers) einen ausreichend dicken Elko.

Dann ein Spannungswandler, der den Peakstrom des Raspi als Dauerstrom liefern kann (also irgendwas in der 3A-Klasse[1]), und das Ganze sauber verbinden - am besten fest anlöten, nix Stecker außer für die Verbindung zum Flieger.

cu Michael

[1] Wenn man echte 3A und nicht China-Ampere will, würde ich ein Modul mit Synchrongleichrichtung empfehlen, nix asynchrones mit notorisch unterdimensionierter Diode. Also kein LM2596, kein XL6009, kein MP1584. Rein optisch betrachtet erfüllt sowas die Anforderungen:

könnte auch gehen: der hier mit unbekanntem Chip von MPS: ich habe aber keine Erfahrungen mit diesen Modulen - die Module, die ich hier habe, finde ich aktuell nirgendwo. Die Links sind nur als Beispiel zu verstehen, seriöse Bezugsquellen bitte selber 'raussuchen.

Kein Denkfehler. Der Unterschied war mir vollkommen bewußt. Ich antwortete auf Andreas' "Geräten, egal welcher Art". Es ist eben nicht egal, mit Akku und eigener Versorgung darf der Ladestrom schon mal wackeln.

Was in einem Kontext geht, muß das in anderem noch lange nicht tun. Sieht man genau hier, wo ein "gut genug" Gerät aus einer Anwendung keineswegs mehr gut genug in der anderen ist.

Am 13.10.23 um 21:47 schrieb Andreas Neumann:

Doch. Die USB-Spezifikation erlaubt am Geräteende des Kabels einen Spannungseinbruch bis 4.5V. Der RasPi hingegen verlangt laut Datenblatt mindestens 4.75V und wird darunter leider schnell instabil.

Sorry, aber das ist Unfug.

Viele Geräte mit USB-Stromversorgung nutzen diese lediglich zum Laden ihres Akku. Dabei spielt es ziemlich genau gar keine Rolle, wie gut der Ladeadapter geregelt ist und wie er auf Lastspitzen reagiert. USB-BC sieht sogar explizit vor, das bei einfachen Ladeadaptern rechtzeitig vor der Belastungsgrenze die Spannung einbrechen soll, damit das Gerät ggf. den Ladestrom reduzieren kann.

Viele USB-Geräte halten sich ferner an die Spezifikation und funktionieren auch bei 4.5V noch einwandfrei. Das ist keine Kunst, die meiste Elektronik läuft heute mit 3.3V und kleiner, es muss also sowieso auch im Gerät nochmal ein Stepdown-Regler sitzen.

Richtig ist: Chinaadapter aus undefinierten Quellen sind oft ein Sicherheitsrisiko. Das hängt allerdings nicht am Preis. Es gibt richtig gute China-Marken mit im Direktimport attraktiven Preisen. Und es gibt den Schüttgut-Theken der deutschen Elektromärkte furchtbaren Dreck zum Wucherpreis.

Es macht ja nichts wenn Du es nicht verstanden hast. Hint: Ein Raspi ist kein Akku.

Ich sehe einen schwachen Funken glimmen...

Ein Raspi ist ein Raspi. Ein "egal welcher Art" muß aber keienswegs ein Raspi sein und auch sonst nichts anspruchsvolles. Hergen hat natürlich völlig recht.

Am 14.10.23 um 16:33 schrieb Andreas Neumann:

Was genau habe ich deiner Meinung nach an "Geräten, egal welcher Art" nicht verstanden?

Du sprachst explizit von "Geräten, egal welcher Art", und das ist Unfug.

"Egal welcher Art" umfasst Geräte mit Akku.

"Egal welcher Art" umfasst Geräte ohne Akku, welche sich an die USB-Spezifikation halten und Spannungseinbrüche bis 4.5V weg stecken. Der RasPi gehört leider nicht dazu.

Danke für alle Hinweise, erstmal genug Bastelmaterial für kommende lange Winterabende.

Weiß vielleicht doch jemand eine kleine Powerbank, die per Spezifikation(!) als online-USV betreibbar ist, sich also im Betrieb nachladen lässt?

VG Wolfgang

Kurzfassung: Gibt es nicht.

Langfassung: Im Netz sind und waren über die Jahre immer wieder mal Beschreibungen für solche universell benutzbare Powerbanks zu finden. Keine davon ist heute noch käuflich. Und wenn doch sowas zu finden ist, wäre es extremer Zufall und nächste Woche schon nicht mehr gültig, da der Hersteller dann eine neue, "verbesserte" Version auf den Markt wirft.

Für die geeignete Stromversorgung frägst Du Hergen und Axel, die kennen sich da offenbar besser aus als ich, meine Raspis funktionieren wohl nur aus dummen Zufall seit Jahren zuverlässig.

Am 14.10.23 um 20:04 schrieb Wolfgang Schreiber:

Da der RasPi ja ein Bastelrechner ist und der Lötkolben hoffentlich erlaubt ist, wie wäre es mit so etwas:

Nein, ich habe es nicht ausprobiert. Käme halt drauf an, ob die versprochenen 3A Belastbarkeit wirklich gehalten werden, zumindest kurzzeitig.

Wolfgang Schreiber hat geschrieben:

Ich verbaute mal ein Energieversorgungsgerät der Marke Shanqiu im Fuß einer Tischleuchte, um diese zeitweise vom Stromnetz unabhängig zu machen.

Vermutlich ist dieses ein Nachfolgemodell:

Halbwegs klein find ich es, leicht, wie ursprünglich von Dir gewollt, aber nicht.