5 verschiedene Möglichkeiten, einen Raspberry Pi mit Strom zu versorgen

Egal, ob Sie Ihren Raspberry Pi zu Hause oder an einem abgelegenen Ort verwenden, z. B. für eine Wetterstation oder eine Wildkamera, er benötigt eine zuverlässige Stromversorgung, um zu funktionieren.

Wenn Sie ein Raspberry Pi-Modell haben und nicht ganz sicher sind, wie Sie es für Ihr Projekt mit Strom versorgen sollen, lesen Sie weiter um sich über die verschiedenen Möglichkeiten zu informieren, wie man diese scheckkartengroßen Computer mit Strom versorgen kann.

Energieoptionen für Raspberry Pi

Alle Raspberry Pi-Computer benötigen seit ihrer Einführung 5 V Strom, aber die empfohlene Stromstärke variiert zwischen den Modellen. Ältere (und auch die kleineren Zero) Modelle benötigen 2,5 A oder weniger, während neuere Modelle in voller Größe wie der Raspberry Pi 4 und Pi 400 benötigen bis zu 3 A, insbesondere wenn Sie zusätzliche Peripheriegeräte anschließen oder auftreten schwere Aufgaben.

Die folgende Tabelle zeigt die Leistungsanforderungen für jedes Raspberry Pi-Modell.

Wenn Sie ein Netzteil verwenden, das nicht genügend Strom liefert oder die Anforderungen nicht erfüllt, wird oben auf dem Bildschirm eine Unterspannungswarnung angezeigt. Ältere Modelle zeigen stattdessen möglicherweise regenbogenfarbene Quadrate oder ein blinkendes Blitzsymbol.

Unterspannung kann zu Problemen wie Beschädigung der SD-Karte, CPU-Drosselung, Problemen mit angeschlossenen Peripheriegeräten und zufälligen Abstürzen führen. Im Allgemeinen führt Unterspannung nicht zu dauerhaften Schäden am Raspberry Pi.

1. Stromversorgung

Die gebräuchlichste Art, einen Raspberry Pi mit Strom zu versorgen, ist die Verwendung eines kompatiblen USB-Netzteils. Die Art des USB-Anschlusses ist von Modell zu Modell unterschiedlich. Jüngste Raspberry Pi-Modelle haben eine Umstellung von Micro-USB auf den USB-Typ-C-Anschluss gesehen.

Wenn Sie bereits über ein USB-Netzteil verfügen, das die empfohlenen Anforderungen erfüllt, können Sie damit Ihren Raspberry Pi problemlos mit Strom versorgen. Andernfalls ist es möglicherweise besser, das offizielle USB-Netzteil bei einem zugelassenen Händler zu erwerben, um Zeit zu sparen und Probleme zu vermeiden.

Das offizielle Netzteil des Raspberry Pi liefert eine höhere als die normale USB-Spannung von 5,1 Volt, um Probleme zu vermeiden, die durch Spannungsabfälle in Kabeln verursacht werden.

2. Powerbank

Wenn Sie Ihren Raspberry Pi nicht über das Stromnetz mit Strom versorgen können oder möchten, ist eine kompatible Powerbank die nächstbeste Option. Besonders praktisch ist eine Powerbank portable oder Always-on-Projekte.

Das Powerback muss nicht genau 3A liefern. Eine Stromstärke von nur 2,4 A hat sich für den Raspberry Pi 4B in vielen Situationen als völlig ausreichend erwiesen. Wenn Sie jedoch Tastaturen, Mäuse und SSDs anschließen, benötigen Sie ein 3-A-Netzteil. Sie müssen Spannungsabfälle berücksichtigen, insbesondere wenn Sie generische Kabel verwenden. Der Raspberry Pi löst normalerweise eine Unterspannungswarnung bei etwa 4,7 V aus.

Laut Leistungsmessungen aus Raspi.tv, verbraucht der Raspberry Pi 4B beim Ansehen von 1080p-Videos etwa 640 mA. Multipliziert mit der Eingangsspannung von 5 V ergibt das etwa 3,2 W elektrische Leistung.

Die typische Lithium-Ionen-Powerbank hat eine nominale Zellenspannung von 3,7 V. Bei einer 20Ah Powerbank entspricht dies einer Kapazität von 74Wh. Um die Stunden zu berechnen, die diese Powerbank benötigt Zuletzt teilen wir diese Kapazität (74 Wh) durch den Leistungsbedarf des Raspberry Pi (3,2 W, wenn eine 1080p Video).

Daher sollte eine 20.000-mAh-Powerbank den Raspberry Pi 4 etwa 23 Stunden lang mit Strom versorgen, wenn Videos angesehen werden und insgesamt eine geringe intensive Last besteht. Je nach CPU-Auslastung und angeschlossenen Geräten ist dies entweder weniger oder mehr.

3. Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Ein unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ist ein Gerät, das Computer und andere Geräte mit Notstrom versorgt.

Im Gegensatz zu einer tragbaren Powerbank schaltet sich eine USV bei einem Stromausfall automatisch ein und hat normalerweise eine geringere Batteriekapazität. Sie ist in der Regel auch teurer als eine Powerbank, kann aber bei einem Stromausfall hilfreich sein, insbesondere bei Projekten, die immer eingeschaltet sein müssen.

Um eine USV mit einem Raspberry Pi zu verwenden, müssen Sie einen UPS HAT (Hardware Attached on Top) wie das Modell PiJuice oder Waveshare erwerben. Sie müssen den HAT so einrichten, dass er während eines Ausfalls aktiviert wird. Die Stromversorgung einer USV kann je nach Kapazität zwischen zwei und fünf Stunden dauern.

4. Allgemeiner Eingang Ausgang (GPIO)

Der General Purpose Input Output (GPIO)-Header Auf dem Raspberry Pi befindet sich eine Reihe von Pins, insgesamt entweder 26 oder 40, die als Schnittstelle zwischen dem Raspberry Pi und anderen elektronischen Komponenten verwendet werden können. Es kann auch verwendet werden, um den Pi mit Strom zu versorgen.

Sie sollten jedoch beachten, dass die Stromversorgung eines Raspberry Pi über die 5-V-Stromanschlüsse am GPIO schwierig sein kann, da dies zu ernsthaften Problemen führen kann, wenn es falsch gemacht wird. Es kann Ihrem Raspberry Pi dauerhaften Schaden zufügen. Diese Methode zur Stromversorgung des Raspberry Pi ist möglicherweise für erfahrenere Benutzer geeignet.

Sie müssen den physischen Pin 2 oder 4 mit einer 5-V-Versorgung und Pin 6 mit Masse (GND) verbinden. Sie müssen auch sicherstellen, dass Ihr Netzteil geregelt ist und einen Überstromschutz hat, bevor Sie es an den Raspberry Pi anschließen.

5. Stromversorgung über Ethernet (PoE)

Power over Ethernet oder PoE ist eine immer beliebtere Methode zur Stromversorgung von Geräten. Es verwendet das Ersatzpaar in einem Ethernet-Kabel, um sowohl Daten als auch elektrischen Strom zu übertragen. Dies kann als praktische Möglichkeit zur Stromversorgung von Raspberry Pis oder anderen Geräten verwendet werden, die eine eigene dedizierte Stromquelle benötigen. Derzeit sind der Raspberry Pi 3B+ und 4B die einzigen Modelle, die Power over Ethernet offiziell unterstützen (obwohl andere möglicherweise mit einem PoE-Adapter eines Drittanbieters funktionieren).

Um einen Raspberry Pi über Ethernet mit Strom zu versorgen, benötigen Sie einen PoE HAT. Sie können entweder den originalen Raspberry Pi PoE HAT (eingestellt, aber noch bei Amazon erhältlich) oder den Raspberry Pi PoE+ HAT verwenden. Der PoE+ HAT kann mehr Leistung liefern und kostet den gleichen Preis wie die ältere Version. Der originale PoE HAT verbraucht jedoch im Leerlauf weniger Strom und passt in das offizielle Gehäuse, falls dies für Sie wichtig ist.

Abschluss

Es gibt viele Möglichkeiten, einen Raspberry Pi mit Strom zu versorgen. Am gebräuchlichsten ist die Verwendung eines USB-Netzteils, aber es gibt auch andere Optionen wie PoE und tragbare Powerbanks. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, daher liegt es an Ihnen, die beste Methode für Ihre Situation und Ihre Projektanforderungen zu wählen.