Fråga:
Vad behöver jag veta för att driva batterier?
Highly Irregular
2012-06-13 01:41:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vilket spänningsområde kan det acceptera? Vilken typ av batterier är lämpliga?

Anser du att denna fråga är obesvarad? Om så är fallet, kan du berätta för mig hur jag kan förbättra det jag har bidragit med?
@AndrewLarsson, Jag hoppades på lite konkret information om det acceptabla spänningsområdet. Jag vet dock att detta har ställts någon annanstans och fortfarande är obesvarat: http://raspberrypi.stackexchange.com/q/341/68 Innan den frågan har besvarats, tror jag inte att den här ska slutföras.
Tio svar:
#1
+48
Andrew Larsson
2012-06-13 02:05:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Standard USB använder 5V, och Model B Pi hävdar att den behöver 700mA. Hämtad från Vanliga frågor om Raspberry Pi:

Enheten ska fungera bra med 4 x AA-celler.

Om du använde 1,5V alkaliska batterier, du skulle överförse kortet. Som med de flesta SoC-baserade datorer bör du använda NiMH-batterier, eftersom de levererar i genomsnitt 1,25 V. Detta skulle lämna ditt bräde på en säker, mer kontrollerad 5V. Pi kommer att dra rätt mängd förstärkare från batterierna, så du behöver inte oroa dig där.

NiMH-batterier när de är nyladdade ger en effekt på ungefär 1,4 V tror jag, och den sjunker till 1,2 V efter en del användning ... kommer det att vara skadligt?
@HighlyIrregular De flesta av dem max vid 1.3V vid full kapacitet och går ner till 1.2V när de behöver laddas. Detta kommer inte att vara skadligt. Faktum är att du kan uppleva en liten prestationsförstärkning när de är friska från laddaren.
@Joe Batterierna själva behöver inte klassas för strömstyrka är det jag säger där. Pi drar rätt mängd förstärkare från batterierna. Jag ska klargöra det i mitt svar.
Enligt min förståelse har alkaliska batterier ett högt internt motstånd så de är inte lämpliga för enheter som drar avsevärd ström. Det är därför de inte är särskilt lämpliga för digitalkameror. Jag vet inte om de skulle vara tillräckliga för en Raspberry Pi eller inte.
De kommer att fungera. De håller bara inte länge (drygt 4 timmar vid 1000 mAh vardera).
Jag skulle vara försiktig med att driva kortet från en oreglerad källa - när batterierna tappar kommer spänningen att sjunka under specifikationen och troligen orsaka stabilitetsproblem. Jag har läst att USB / Ethernet-chipet sannolikt kommer att misslyckas först
Du kan naturligtvis använda en 5V-regulator om du är orolig för överutbud av kortet.
@berry120 Det skulle hjälpa fram till den punkt där din strömförsörjning går under 5V, men jag antar att du bara kan lägga till ett annat batteri för att kompensera.
Jag föreslår att du använder 5 batterier (7,5 V alkaliska eller ~ 6 V NiMH) och en 5 V LDO-regulator. Naturligtvis, om du vill ha längre drifttider, använd större batterier (som "C" -celler) eller anslut mer parallellt!
Det verkar som den mest pålitliga installationen, men inte alla har tillgång till en spänningsregulator. Om du vill lägga till det i mitt svar accepterar jag faktiskt redigeringen. Det skulle gynna denna fråga.
Jag är ny och förvirrad, du kallar den en dator av mikrocontroller, jag trodde att den var mikroprocessorbaserad?
En mikrokontroller är i grunden en allt-i-ett-mikrodator som innehåller en mikroprocessor tillsammans med annan mikrohårdvara.
700mA är väldigt hård mot alkaliner och du behöver en hel del NiMH för att få bra körning med 3,5 W avlopp.
Om du ville undvika termen krig, kan du bara kalla det ett SOC (system på chip) eftersom det egentligen inte är ett bra exempel på någon extrem typ. :)
@XTL överens. Se min redigering.
#2
+20
Fanjita
2012-07-03 18:58:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Här är en jämförelse av olika billiga alternativ för batteri, som alla kommer att leverera Pi väl inom sina specifikationer: Köra en Raspberry Pi från batterier [Den här länken är faktiskt död - och sökning i domänen efter "hallonbatterier" misslyckas - men Pikamander2 föreslog nedan som redigering som förmodligen innehåller det ursprungliga innehållet (??). Förhoppningsvis kan detta betraktas som allmän egendom. -> goldilocks]

Innehåller innehållet nedan:

Kör en Raspberry Pi från batterier

Battery options side-by-side

En av de viktigaste egenskaperna hos en mobil, Raspberry Pi-baserad robot är att den behöver köras på batteri - att dra en strömkabel runt är inte mycket nytta.

Problemet är att Pi tar en märkbar mängd ström (säg 500mA, beroende på aktivitet och anslutna kringutrustning) och behöver ett ganska smalt ingångsspänningsområde (5V +/- 0,25V, eller så) . Eftersom batterispänningen varierar ganska vilt beroende på aktuell laddningsnivå är det inte riktigt förnuftigt att köra direkt från ett batteri.

Så jag började undersöka olika alternativ för att omvandla standard batterispänningar till något som passar Pi .

Med hjälp av en linjär regulator

Det traditionella tillvägagångssättet, redan när jag först tänkte på elektronik för cirka 30 år sedan, skulle vara att sätta ihop tillräckligt med batterier för att få en betydligt högre spänning än 5V (säg, 4x icke-uppladdningsbar AA för att få 6V, eller 6x uppladdningsbar AA för 7.2V), och kör sedan den genom en linjär regulator (t.ex. 7805-serie IC) för att få en stadig 5V.

Det finns två huvudproblem med detta tillvägagångssätt.

  1. Linjära regulatorer är ineffektiva och bränner effektivt bort överspänningen som värme. Det betyder att du bara slösar bort batteriets livslängd och förmodligen också måste ta itu med att släppa bort den värmen med en kylfläns.
  2. Pi drar en hel del ström, så det skulle behöva en ganska stor regulator, tillsammans med en stor kylfläns.

Lyckligtvis finns det mycket bättre tillvägagångssätt idag, i form av omkopplade regulatorer, som är mycket mycket effektivare, även vid höga strömmar.

Använda en RC-modell UBEC

Anständiga radiostyrda modeller, särskilt flygplan, behöver ofta en effektiv strömförsörjning med stabil spänning som går från en liten, lätt batteri. Standardmetoden för detta är att använda ett uppladdningsbart batteri kopplat till en enhet som kallas en UBEC (Ultimate Battery Eliminator Circuit), som tar en högre spänning än den erforderliga utgången och mycket effektivt nedkonverterar den. Medan en linjär regulator som matar 500mA-utgången från en 6V-ingång skulle dra 500mA (vilket leder till bortkastad effekt på (6-5) x0,5 = 0,5W), behöver en UBEC inte dra hela 500mA från ingångsbatteriet slösar bort mycket lite kraft.

Eftersom UBEC används så ofta för RC-modeller kan du plocka upp dem mycket billigt, och de klarar i allmänhet ganska höga strömmar. Till exempel hittade jag en 4A-modell på eBay för ungefär 1,50 £ inklusive porto.

Nackdelen är att du måste leverera mer ingångsspänning än önskad utspänning, vilket innebär att du kan behöva många celler i batteriet. Ändå är detta ett mycket billigt alternativ och fungerar bra.

Använda en DC-DC-omvandlare

Om vikt är en prioritet, behåll sedan antalet battericeller till ett minimum är viktigt. Lyckligtvis finns det en enhet som kallas en DC-DC-omvandlare som fungerar på ett mycket liknande sätt som en UBEC, men kan fungera från en ingångsspänning som är lägre än den erforderliga utspänningen. Dessa är också vanligtvis väldigt små.

Tittar jag på eBay igen, jag hittade några riktigt trevliga, som inkluderar ett kvinnligt USB-A-uttag. Det betyder att du kan använda samma USB-kabel som du antagligen använder för att driva din Raspberry Pi utan någon ändringar. Priset här var runt £ 2,50, med gratis porto. Ingångsspänningen är 3-5V (perfekt för 3x uppladdningsbar AA) och utgångsströmmen är upp till 1A, vilket borde vara mycket.

Använda en integrerad batterilåda

Slutligen finns det olika lösningar tillgängliga som använder uppladdningsbara batterier plus en DC-DC-omvandlare, i ett särskilt hus. Dessa kan vara ganska trevliga, eftersom de inte kräver någon specialmontering (t.ex. lödning) - vissa har till och med redan inbyggda batterier. Alternativet jag valde använder litiumjonceller med hög kapacitet "18650" (t.ex. dessa, cirka 10 £ för ett par från eBay) och kostar cirka 8 £ inklusive porto. Den kan leverera upp till 2,5 A, vilket är mer än tillräckligt, och har återigen ett inbyggt USB-B-uttag för enkel anslutning, samt ett bekvämt USB-miniA-uttag för enkel laddning. En annan trevlig egenskap hos denna typ av låda är att du kan hålla fast i allt från 1-4 celler, beroende på hur mycket batterilivslängd du behöver.

En nackdel är att dessa lådor kan vara ganska stora. Den jag valde är ungefär lika stor som lådan som min Pi kom in från Farnell.

Om du väljer alternativet 18650 är det värt att handla noggrant. Vissa märken, framför allt Ultrafire, har ett dåligt rykte för kvalitet och verkar inte leva upp till deras nominella kapacitet. Dessa typer av batterier är också utsatta för brand eller explosion om de används felaktigt - så du vill vara mycket försiktig med att ta hand om dem, och det är värt att se till att du inte använder ett tvivelaktigt varumärke.

Beräkningar av batterilivslängden

Jag har inte experimentellt verifierat några batteritidssiffror för något av dessa alternativ ännu, även om jag har testat att min Pi går lyckligt från var och en av dem (förutom , hittills, för UBEC).

När du beräknar teoretisk batterilivslängd, eftersom du konverterar spänningar, kan du inte gå helt enkelt efter mA-värdena (mAh) tryckt på batteriet. Det är enklast att konvertera till wattimmar, vilket helt enkelt är spänning multiplicerat med mAh-siffran. RasPi behöver cirka 500 mA vid 5V, vilket är 0,5 x 5 = 2,5 watt. Om vi ​​antar perfekt effektivitet i omvandlaren (de är vanligtvis minst 90% effektiva) skulle en 1,5V AA-cell med 1000mAh-kapacitet kunna leverera 1,5Wh - dvs. köra en RasPi i cirka 1,5 / 2,5 = 0,6 timmar (eller 36 minuter) ) på egen hand. Med en omkopplad omvandlare (dvs. något av de tre sista alternativen) spelar det ingen roll om du ansluter flera celler i serie eller parallellt - i varje fall multiplicerar du ungefär den tillgängliga kapaciteten med antalet celler används.

Här är en enkel jämförelse sida vid sida av alternativen ovan. Jag hoppas att det hjälper dig att räkna ut en lämplig batteriladdningslösning för ditt Pi-projekt.

Battery Comparison table

Övervakning av laddningsnivå

När du kör batterier är det klokt att försöka övervaka den aktuella laddningsnivån, så att du kan uppskatta återstående batteritid. Du kan göra detta genom att observera spänningen över batteriet - detta faller när batteriet laddas ur. Förutom att tillåta icke-linjära urladdningskurvor (varje celltyp beter sig annorlunda och har olika spänningsområde), finns det två huvudproblem med detta när man kör en Pi från en spänningsomvandlare.

  1. Ingångsspänningen på Pi kommer alltid att vara en stadig 5V, enligt design. Så du måste ansluta ledningar från ingångsbatteriet till din laddningsövervakningskrets, snarare än att kunna mäta spänningen vid ingången till Pi. För integrerade batterilådor kräver detta att man borrar några hål i lådan för att komma åt batteriet.
  2. Pi har ingen inbyggd analog-till-digital-omvandlare, så du kan inte direkt mäta spänningen med Pi. Du kan få små, billiga, fristående ADC-marker som är tillgängliga med Pi: s GPIO-stift (t.ex. använder I2C), vilket förmodligen är det billigaste alternativet. Personligen har jag många ATTiny85-mikrokontroller som ligger runt (i huvudsak en mini-Arduino), och jag kommer nog att titta på att använda en av dem för att mäta den analoga spänningen, konvertera till en procentuell återstående indikation med programvara på ATTiny och sedan kommunicera den nivån till Pi över I2C.

Tyvärr kan du inte stänga av Pi ordentligt helt från programvara, så det finns också ett potentiellt miniprojekt för att tillhandahålla ett programvarustyrbart, spärrbrytare. Personligen förväntar jag mig att bara använda den manuella avstängaren som är inbyggd i batterilådan. Om du använder Li 18650-celler är det värt att få den 'skyddade' typen, eftersom dessa automatiskt klipps ut vid låga spänningar.

Ser ut som bra information, @Fanjita. För att undvika länkrutt, anses det dock viktigt att sammanfatta det i ett inlägg.
@HighlyIrregular - Jag har lagt till länkens innehåll
@Greenonline din klippning och klistra respekterar inte originalförfattarens upphovsrätt. En sammanfattning är OK, en fullständig kopiering är förmodligen en dålig idé.
Länken är trasig.
Som originalförfattare till innehållet bekräftar jag bara att jag är glad att hela citatet ovan ska bevaras här. När jag först skrev det trodde jag att min personliga blogg skulle vara immun mot länkrutt - men då hade jag några värdproblem och har inte kommit till att återställa domänen. Jag antar att jag just lärt mig att du inte på ett tillförlitligt sätt kan förutsäga framtiden!
#3
+8
Alex Chamberlain
2012-06-13 02:21:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det är inte tillrådligt att köra RPi på batterier, eftersom den har utformats för att drivas med USB; USB-ström är reglerad och exakt 5V. De flesta USB-portar kan leverera ~ 500mA, medan de flesta USB-laddare är utformade för att leverera 1A. RPi kräver en minimiförsörjning på 700mA, annars kanske den inte startar ordentligt.

Det rekommenderas istället att använda en batteridriven USB-nödladdare eller vänta på en LiPo-skärm, vilket utan tvekan kommer att vara utvecklats.

Min förståelse för mobiltelefoner är att de kommer att acceptera en rad spänningar ... Jag antar att det skulle betyda att jag skulle behöva leta efter en USB-nödladdare som reglerar spänningen
Ja, kanske ska jag ta bort den ledtråden eller hitta ett exempel?
Även om det är rent anekdotiskt bevis är varje USB-laddare jag har sett reglerad, så det borde vara ganska bra för att köra en RPI från. Förmodligen bättre än en dators USB-ström eftersom datorerna har mycket fler enheter som orsakar buller på + 5V-skenan.
De flesta USB2-portar på datorer kan bara leverera ~ 500 mA
@Alex Bättre? De flesta laddare är 1A.
#4
+8
Kibbee
2012-10-28 22:13:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag har den här batteridrivna USB-mobiltelefonladdaren och ett par litium 18650 -batterier. Det gjorde ett ganska bra jobb och sprang i 5,5 timmar i viloläge och över 4 timmar när man kör en Quake 3 demo loop. Du kan läsa om min testmetod här. Dessa 18650 litim-batterier fungerar bra eftersom de är tillräckligt höga spänningar för att bara två batterier lätt kan göra jobbet, och de är också uppladdningsbara. De ger också en hel del kraft och låter dig använda Pi i många timmar även under full belastning. Jag skulle tro att dessa batterier skulle vara ett bra val för alla som vill driva sin Raspberry Pi från batterier.

Jag försökte exakt samma inställning och min LCD-skärm blinkade (och pi startade inte) och sedan bröt telefonladdaren: lite rök och det var borta.
#5
+6
James Theorbtwo Mastros
2012-07-04 07:26:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

http://elinux.org/R-Pi_Troubleshooting#Froubleshooting_power_problems föreslår att spänningen måste vara mellan 4,75 och 5,25 V, vilket tyder på att 4 NiMh-batterier vid 1,2 V vardera ska vara 4,8 V, inom intervallet. Fulladdade NiMH-batterier kan dock gå upp till 1,4V * 4 = 5,6V, långt över det maximala. Om du testar dina batterier och upptäcker att de bara går så högt som 1,3 V när de är fulladdade, borde de vara OK. Den bästa lösningen är förmodligen att använda en växlande DC-DC-omvandlare för att konvertera från vad dina batterier lägger ut till 5 V.

Har du en speciell DC-DC-omvandlare i åtanke? Eller kanske en specifik krets?
#6
+5
Beached
2012-11-30 11:31:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Här är vad jag gjorde och det verkar fungera bra: Du kommer att behöva ett 8xAA batteripaket med ett 9v batteriliknande strömuttag. En 2Amp USB-biladapter Valfri - En kontakt för att ansluta till biladaptern, annars tar du bara adaptern från varandra.

Löd mittpinnen på biladaptern till det positiva från batteripaketet, eller om du använde kabeln rätt kabel. Och löd det negativa mot det yttre på adaptern

Jag fick sedan 8xAA 2500mAh uppladdningsbart NiMH för totalt 24wH. Detta borde vara bra ett tag.

Jag mäter en stadig 5.08v på USB-kontakten från adaptern. Detta beror på kvaliteten på den du köper / har. Jag använde en rayovac-adapter.

Batterierna slocknar omkring 10-11V före adaptern.

Pi behöver 5V om inte lite mer. Adafruit-adaptern är 5.25V

http://elinux.org/RPi_5V_PSU_construction är också hjälpsam.

Jag mätte också den aktuella dragningen från batteripaketet när det var 10V vid 0,54A. Enheten hade ett nav, Logitech Quickcam 9000, Netgear N150 och en USB2Serial-adapter och CPU: n var 70-100%. Vid tomgång var det 0.38A. Vid avstängning mättes 0,14A. Med bara Pi körde den på 0.24A. Under belastning vid 900Mhz använde den bara 0,27A. När enheten är i viloläge klockar den ner till 250 MHz. Det ser inte ut som att klockhastigheten gör stor skillnad eller CPU-belastningen.

Så vid 5W med alla enheter borde jag få ca 4-5 timmar, ge eller ta, men 8-9 timmar med bara Pi och ethernet.

Jag glömde nämna. Detta driver också min USB2-hubb som har en seriell till USB-adapter, en webbkamera och en 802.11N-adapter.
Glöm inte att du kan redigera ditt eget svar;)
Jag skulle vilja välja en nit här om jag får. Om du ordnar batterierna i serie är enhetens strömkapacitet densamma som för ett batteri, inte summan av kapaciteten för de enskilda batterierna. För ett parallellt arrangemang skulle dock kapaciteten vara summan. Tänk på det här. Om ett batteri kan leverera 1,5v x 2500mAh = 3750mWh, kan 8 (i alla arrangemang) ge 30000mWh. 30000mWh / (8 x 1,5 v) = 2500 mAh. För parallellmontering, 30000mWh / 1.5v = 20000mAh. 20000mAh / 8 = 2500mAh. QED
Jag undrar om biladaptern skulle leverera de nödvändiga 5V om den själv matades med mindre än 10V eller så i din rig-up. Har du provat det med färre batterier? Det kan resultera i mindre spillvärme vilket i sin tur skulle fördröja den globala uppvärmningen, den oförlåtliga ökningen av entropi och universums marsch till sin egen värmedöd.
Skit, du har rätt. Jag uppdaterar. Det kommer bara att ta ungefär 5 timmar. Jag mätte den aktuella @10V till 500mA. Så 5W kraft behövs. 1.2V (den uppladdningsbara) x 8 ger 24wH, så 4,8 timmar. Hur som helst, om du vill använda ett AA-batteripaket kommer det antagligen att vara 8 batterier.
Jag mätte spänningen från adaptern med endast 6 batterier som slog ut 8V. Det var fortfarande 5,08 V.
#7
+3
Val
2012-11-26 23:00:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag använder Rpi med billig DC-DC-omvandlare. Används med airsoft-batterier och RC-modeller batterier (7.2V och 11.8V). Fungerar som en charm. Ser ut som att mitt 5000 mAh 11,6 V batteri kan driva det i flera dagar.

Var noga med att konfigurera det innan du använder det. Jag testar det med varje nytt batteri innan jag ansluter till Rpi.

#8
+2
TomiL
2013-10-17 17:55:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag ser minst två punkter att tänka på.

1. Effektivitet av effektregulator

Om du använder stridsstationer oroar du dig troligtvis för energiförbrukningen för din Rpi.Rpi använder en ineffektiv linjärregulator (typisk effekteffektivitet för dessa är cirka 30-50%. Men jag är inte säker på Rpi lin. Regulator!). Linjär regulator släpper energi som värme för att erhålla önskad spänningsskena, dvs. 3,3 V. Den allmänna regeln beträffande översättning av kraftledningar, t.ex. USB @ 5V -> [email protected], är: ju större ingångsspänning, desto större är avledningen på regulatorn för samma arbetsförhållanden. Å andra sidan ger svängande regulator högre effektivitet, typ. 80-85%, till och med upp till 97% ( LM2651). Och det är mer lämpligt (men också dyrare!), När du behöver större spänningsfall, t.ex. batteripaketets 12V eller 24V till 5V.

Du hittar massor av handledning för att ersätta den ursprungliga Rpi-regulatorn på Internet.

2. Batterityp

Du kan skapa ditt eget batteri med LiPo-batterier för att passa ditt projekt och sedan kan du justera mått, kapacitet, min. spännings- och strömspecifikationer etc. Du kan köpa olika typer av LiPoly på ofta använda e-marknader, som eBay eller liknande. Förutom kapacitet bör du vara försiktig med max. och standard laddström (behövs om du använder högeffektiva enheter längs hallon som UMTS-modem), cykelliv (vanligtvis 200-1000 för billiga LiPoly) och säkerhets- och skyddsspecifikationer ( urladdning, kortslutning, överspänning, underspänning osv.). Jag använde LiPoly-batterier i många projekt på grund av god tillgänglighet och prestanda kontra pris förhållande .

Du kan läsa mer om LiPoly på RC-forum.

#9
+1
touchStone
2013-07-04 11:08:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Detta är ett ganska dyrt USB-batteripaket, men det är väldigt mångsidigt, och du hittar flera användningsområden från det, förutom en batteribackup för ditt pi.

http: // www.adafruit.com/products/962

#10
-3
user2351160
2013-07-04 05:37:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det här är förmodligen fel men har du försökt att skaffa två batterier och sedan klippa av kabeln och sedan sätta i den på fyra batterier.

Klipper av vilken ledning? Batterier har vanligtvis inte tråd ansluten
Försök att förbättra ditt svar genom att beskriva vad du menar med hjälp av ett diagram eller en bild. Jag är inte säker på vad du försöker säga här.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...