Podeu utilitzar una bateria de liti per proporcionar energia a la Raspberry Pi per als vostres projectes. Això us permet crear projectes portàtils que podeu transportar. Molts fabricants escullen bateries de liti per diversos motius:
Amb la bateria fas servir menys energia.
Obteniu un rendiment estable sense convertidors de baixa qualitat.
Tens més espai dins de la caixa del teu projecte.
L'ús de la bateria per a la Raspberry Pi us permet modificar els vostres dissenys més fàcilment. Tingueu en compte què requereix el vostre projecte abans de començar.
Selecció del model
Necessitats d'energia
Cal saber quanta energia utilitza la teva Raspberry Pi abans de triar una bateria. Cada model té unes necessitats diferents. Alguns utilitzen més energia que d'altres. La taula següent mostra els mòduls de bateria més populars i els models de Raspberry Pi que admeten. Això t'ajuda a trobar el maquinari adequat per al teu projecte.
nom del producte | Compatibilitat | preu | Enllaç |
|---|---|---|---|
Porta-bateria doble PIco Li-Ion 18650 | Raspberry Pi B, B+ | $11.95 | |
UPS PIco HV3.0B+ HAT Top-End 450 | Raspberry Pi 3 Model B + | $35.95 | |
SAI PIco HV3.0B+ HAT Stack 450 PoE | Raspberry Pi 3 Model B + | $34.95 | |
LiFePO4wered/Pi+ | Raspberry Pi (diversos models) | N / A |
També has de comprovar quanta intensitat consumeix la teva Raspberry Pi. La taula següent mostra el consum d'energia per a diferents models. Per exemple, una Raspberry Pi 3 B+ pot consumir fins a 400 mA, mentre que un model Zero consumeix molt menys.
Si vostè desitja durada de la bateria més llarga, tria un model amb necessitats d'energia més baixes. Això fa que la configuració de la bateria de la Raspberry Pi duri més.
Impacte en la durada de la bateria
L'elecció del model de Raspberry Pi canvia el temps que el vostre projecte pot funcionar amb bateria. Aquí teniu algunes coses a tenir en compte:
La Raspberry Pi 4 Model B amb un SSD funciona durant unes 5 hores amb una bateria normal. L'ús d'una targeta SD en lloc d'un SSD pot fer que duri més.
Un emmagatzematge més ràpid, com un SSD, ajuda el teu Pi a iniciar aplicacions ràpidament però consumeix més energia.
La Raspberry Pi 5 necessita encara més potència. Potser no funciona bé per a projectes portàtils que necessiten una bateria de llarga durada.
Consell: si voleu que el vostre projecte duri tot el dia, trieu un model amb un consum d'energia inferior i eviteu maquinari addicional que consumeixi la bateria.
Triar el model adequat us ajuda a treure el màxim profit del vostre projecte d'alimentació amb bateria de Raspberry Pi.
Càlcul de la vida útil de la bateria
Consum de corrent i capacitat
Cal saber quanta potència utilitza la Raspberry Pi abans de triar una bateria. Cada model consumeix una quantitat diferent d'energia. La taula següent mostra el consum típic de corrent dels models populars de Raspberry Pi. Podeu veure quanta potència pot necessitar el vostre projecte quan està inactiu o amb un ús intensiu.
Model de Raspberry Pi | Consum de corrent en repòs (W) | Consum de corrent en repòs (mA) | Consum de corrent sota càrrega (W) | Consum de corrent sota càrrega (mA) |
|---|---|---|---|---|
Gerd Pi 5 | 3.0-3.5 | 600-700 | 7.0-9.0 | 1400-1800 |
Raspberry Pi 4 B. | 2.5-3.0 | 500-600 | 5.0-7.5 | 1000-1500 |
Gerd Pi 400 | 2.7-3.2 | 540-640 | 5.5-7.5 | 1100-1500 |
Raspberry Pi 3 B + | 1.9-2.3 | 380-460 | 3.5-5.5 | 700-1100 |
Raspberry Pi Zero 2 W | 0.5-0.7 | 100-140 | 1.5-2.2 | 300-440 |
Raspberry Pi Zero W | 0.4-0.5 | 80-100 | 0.8-1.5 | 160-300 |
Nota: El consum de corrent canvia segons el que feu amb la vostra Raspberry Pi. Si reproduïu vídeos o utilitzeu pins GPIO, la bateria es consumirà més ràpidament. Quan la vostra Pi està inactiva o utilitza el mode de repòs profund, consumeix menys energia.
Exemple de càlculs
Podeu estimar quant dura la vostra Raspberry Pi configuració de l'alimentació de la bateria durarà utilitzant una fórmula senzilla. Això t'ajuda a planificar el teu projecte i evitar quedar-te sense energia.
A calcular la durada de la bateria, utilitzeu:
Vida (en cicles) = (Capacitat x 100) / (Taxa de descàrrega x Profunditat de descàrrega)
La capacitat s'expressa en amperes-hora (Ah)
La taxa de descàrrega s'expressa en amperes (A)
La profunditat de descàrrega és el percentatge de bateria utilitzada abans de carregar-se
Diguem que fas servir una bateria de liti de 5000 mAh (5 Ah) i la teva Raspberry Pi 4 B consumeix 1 A sota càrrega. Si fas servir el 80% de la bateria abans de recarregar-la, el càlcul serà el següent:
Life = (5 x 100) / (1 x 80) = 500 / 80 = 6.25 cycles
Per a una sola càrrega, podeu estimar el temps d'execució així:
Temps de funcionament (hores) = Capacitat de la bateria (Ah) / Consum de corrent (A)
Exemple: 5Ah / 1A = 5 hores
Consell: Si el vostre projecte utilitza el repòs profund o roman inactiu, podeu aprofitar més hores la bateria. L'inici consumeix més energia, de manera que els reinicis freqüents poden escurçar la durada de la bateria.
Podeu utilitzar aquests càlculs per triar la bateria adequada per al vostre projecte d'alimentació de bateria de Raspberry Pi.
Triar una bateria de liti
Capacitat vs. Portabilitat
A l'hora d'escollir una bateria per a la teva Raspberry Pi, has de pensar en quant dura i com és de fàcil de transportar. Les bateries més grans permeten que el teu projecte funcioni més, però són més pesades i ocupen més espai. Les bateries més petites són més lleugeres i caben en espais petits, però no duren tant.
Podeu utilitzar diferents tipus de bateries per a projectes amb Raspberry Pi:
Bateries de níquel-hidrur metàl·lic (NiMH).
Bateries de plom-àcid
A la majoria de la gent li agraden més les bateries de liti-ió o polímer de liti. Aquestes bateries contenen molta energia en una mida petita. Són bones per a projectes portàtils i proporcionen una bateria estable per a la Raspberry Pi.
Consell: comproveu sempre si la bateria té etiquetes de seguretat abans de comprar-la. Busqueu les etiquetes UN38.3, UL1642 i IEC62133. Aquestes etiquetes signifiquen que la bateria ha superat proves de seguretat importants.
Certificació | Descripció |
|---|---|
UN38.3 | Això és necessari per enviar bateries de liti de manera segura arreu del món. Assegura que la bateria compleixi les normes de seguretat. |
UL1642 | Això comprova que les cel·les de la bateria de liti siguin segures i que no es sobreescalfin ni es curtcircuitin. |
IEC62133 | Aquesta és una norma mundial per a les piles recarregables. Ajuda a mantenir les piles segures en dispositius portàtils evitant problemes com el sobreescalfament o les fuites. |
Compromisos del projecte
Pensa en què necessita el teu projecte abans de triar una bateria. Si vols que la teva Raspberry Pi funcioni durant molt de temps, potser necessitaràs una bateria més gran. Això farà que el teu projecte sigui més pesat i gran. Si vols que el teu projecte sigui petit i lleuger, potser hauràs de carregar-lo més sovint.
Les bateries més grans (com les de mida D) duren més però són més pesades i grans.
Les piles més petites (com les AA) són més lleugeres però no duren tant.
El tipus de bateria i la quantitat d'energia que utilitza el vostre projecte canviaran el temps que funcionarà.
També hauries de tenir en compte la nova tecnologia de bateries. Alguns dispositius UPS d'ió-liti monocel·la nous poden proporcionar prou energia a la teva Raspberry Pi i mantenir-la encesa fins que l'apaguis de manera segura. Els sistemes moderns de gestió de bateries (BMS) utilitzen dissenys especials i fins i tot IA per controlar l'estat de la bateria i aturar problemes. Aquestes funcions ajuden a que la bateria duri més i a mantenir el teu projecte segur.
Nota: És possible que la bateria no duri tant com espereu. L'ús de molta energia pot fer que la bateria sigui menys eficient. Trieu sempre una bateria que pugui suportar la màxima energia que pugui utilitzar el vostre projecte.
Configuració de l'alimentació de la bateria de la Raspberry Pi
Necessiteu les peces adequades i un bon pla per configurar l'alimentació de la bateria de la Raspberry Pi. Això ajuda a que el vostre projecte funcioni de manera segura i correcta. A continuació, veureu les peces principals que necessiteu, els passos de configuració fàcils i com es compara cada mètode.
Controlador de càrrega bàsic
Un controlador de càrrega manté la bateria de liti i la Raspberry Pi segures. Controla com es carrega la bateria i atura els danys. Sempre hauries d'utilitzar un controlador de càrrega amb bateries de liti.
Controlador de càrrega | Descripció |
|---|---|
TP4056 | Controla el corrent i el voltatge de les bateries de liti. Evita la sobrecàrrega i ajuda a que la bateria duri més. |
MT3608 | Canvia de 3.7 V a 5 V. Permet un bon ús de la bateria i manté la càrrega segura. |
Un bon controlador de càrrega té moltes característiques de seguretat:
Mecanisme de protecció | Descripció |
|---|---|
Protecció de sobrecàrregues | Evita que la bateria es carregui massa. |
Protecció inversa | Manté les coses segures si connecteu malament la bateria. |
Protecció contra curtcircuits | Atura massa corrent, cosa que pot causar calor. |
Consell: Busca sempre aquestes característiques de seguretat abans de comprar un controlador de càrrega. Ajuden a mantenir segura la configuració de la bateria de la teva Raspberry Pi.
Pas a pas: Afegir un controlador de càrrega
Solda el controlador de càrrega a la placa de la bateria.
Connecteu el suport de la bateria al controlador.
Connecteu els cables de sortida a l'entrada d'alimentació de la Raspberry Pi.
Proveu la sortida de voltatge abans de connectar la vostra Raspberry Pi.
Un suport de bateria 18650 de 4 cel·les us ofereix més temps de funcionament. Molts controladors de càrrega també us permeten carregar ràpidament fins a 3000 mA i canviar l'alimentació entre la bateria i l'adaptador sense aturar-vos.
Convertidor CC / CC
Un convertidor CC/CC canvia el voltatge de la bateria al que necessita la teva Raspberry Pi. La majoria de bateries de liti donen 3.7 V, però la teva Raspberry Pi necessita 5 V.
Especificació | Importància |
|---|---|
Capacitat actual | Ha de donar fins a 3 amperes per a Raspberry Pi 4, sobretot a l'arrencada. |
Eficiència | Alta eficiència (fins a un 95%) que estalvia energia. |
Sortida de voltatge estable | Hauria de donar uns 5.3 V, però mai més de 5.45 V. |
Baixa resistència interna | Estalvia energia i ajuda a que el teu projecte funcioni millor. |
Disseny d'inductor d'anell | Gestiona l'alt corrent necessari per iniciar la Raspberry Pi. |
Alguns convertidors DC/DC populars són:
Descripció del model | Manipulació de la tensió | Gamma de preus |
|---|---|---|
Convertidor Buck reductor | Fins a 30V | $ 25 o més |
Convertidor de 12V d'alta gamma | 36V a 12V | N / A |
No utilitzeu adaptadors de corrent USB C barats. Sovint es trenquen i és possible que no protegeixin el sistema d'alimentació de la bateria de la vostra Raspberry Pi.
Pas a pas: instal·lació d'un convertidor CC/CC
Connecteu la sortida de la bateria a l'entrada del convertidor CC/CC.
Feu servir un multímetre per ajustar el voltatge de sortida a 5.1 V–5.3 V.
Connecteu la sortida del convertidor als pins d'alimentació o al port USB de la Raspberry Pi.
Proveu el sistema comprovant el voltatge a l'entrada d'alimentació del Pi.
Podeu afegir un interruptor entre la bateria i el convertidor per facilitar el control de l'alimentació. Comproveu sempre la sortida màxima de corrent del convertidor. Per a la Raspberry Pi 4, necessiteu com a mínim 3A.
Mòdul d'augment de potència
Un mòdul d'augment de potència ajuda a mantenir el voltatge estable a mesura que la bateria s'esgota. Augmenta el voltatge de 3.7 V a 5 V, que és el correcte per a projectes d'alimentació amb bateria de Raspberry Pi.
característica | Descripció |
|---|---|
Convertidor d'impuls intern | Augmenta el voltatge de 3.7 V a 5 V per a Raspberry Pi. |
Tall de baixa descàrrega | Evita que la bateria es descarregui massa, cosa que la manté segura. |
Tall de càrrega alta | Evita la sobrecàrrega, fent que la configuració sigui més segura. |
Estabilitat de voltatge | Manté la sortida a 5V fins i tot quan la bateria s'està baixant. |
Llindar d'apagada | S'apaga a 2.5 V per protegir la bateria de possibles danys. |
Nota: Els mòduls d'augment de potència són ideals per a projectes portàtils. Ajuden a que la teva Raspberry Pi funcioni durant més temps i es mantingui segura.
Pas a pas: Ús d'un mòdul Power Boost
Connecteu la bateria de liti a l'entrada del mòdul d'augment de potència.
Connecteu la sortida del mòdul als pins de 5V i GND de la Raspberry Pi.
Assegureu-vos que la sortida es mantingui a 5V, fins i tot quan la bateria s'esgota.
Vigileu l'apagada automàtica quan la bateria estigui baixa.
Visió general del maquinari essencial
Aquí teniu una llista ràpida del maquinari principal que necessiteu per a una configuració segura d'alimentació amb bateria de Raspberry Pi:
Descripció del component | Detalls |
|---|---|
Sortida de corrent màxima | 5.1V 5000mA |
Porta bateria | Porta-bateries 18650 de 4 cel·les |
Funcions de protecció | Sobrecorrent, sobretensió, connexió inversa |
Eficiència | Fins a un 95% per a un millor ús de l'energia |
Interval d'entrada de potència | 6V a 18V |
Capacitat de càrrega ràpida | 3000mA |
Canvi de potència | Canvia fàcilment entre còpia de seguretat i adaptador |
Apagat automàtic | S'apaga quan s'apaga la Pi |
Consum d'energia d'espera | Molt baix per ajudar a que la bateria duri més |
Comparació de mètodes de configuració
Cada mètode té punts forts i dolents. Aquí teniu una comparació senzilla:
Mètode | pros | Contres |
|---|---|---|
Controlador de càrrega bàsic | Fàcil d'usar, protegeix la bateria i el Pi | Pot ser que no augmenti el voltatge per a tots els models Pi |
Convertidor CC / CC | Suporta corrents elevats i tensions constants | Requereix una configuració acurada, costa més |
Mòdul d'augment de potència | Manté la sortida de 5V, protegeix la bateria | Potser no dóna prou corrent per al Pi 4 |
Els controladors de càrrega bàsics són bons per a projectes fàcils i models de Raspberry Pi més petits.
Els convertidors CC/CC funcionen millor per a models d'alta potència com ara Raspberry Pi 4 o 5.
Els mòduls d'augment de potència són ideals per a projectes portàtils que necessiten un voltatge constant.
Prova la teva configuració sovint. Comprova el voltatge i la temperatura per mantenir el sistema d'alimentació de la bateria de la teva Raspberry Pi segur. Molta gent troba que una bona configuració pot fer funcionar una Raspberry Pi durant hores, però és possible que necessitis una bateria més gran per a ús nocturn o a l'aire lliure.
Podeu utilitzar una bateria de liti per fer funcionar la vostra Raspberry Pi. Primer, comproveu que el voltatge sigui correcte. Protegiu la bateria perquè no s'ompli o es buidi massa. Mireu sempre les connexions per assegurar-vos que siguin segures. La taula següent enumera coses importants que cal recordar:
característica | Descripció |
|---|---|
Entrada de tensió | 3.7 V de cel·les de Li-ion |
Sortida de voltatge | Augmenta la tensió fins a 5V per a la teva Raspberry Pi |
Protecció de la bateria | Atura la sobrecàrrega i la sobredescàrrega |
Els indicadors LED | Verd per carregat, vermell per carregar |
Algunes persones es pregunten si un powerbank o un panell solar funcionaran. Sí, es poden fer servir si donen com a mínim 5V i 2.5A.
Prova diferents maneres d'alimentar la teva Raspberry Pi. Comparteix el que trobis. Si tens preguntes o idees, escriu un comentari a continuació!
FAQ
Es pot utilitzar qualsevol bateria de liti amb una Raspberry Pi?
Cal que utilitzeu una bateria de liti que s'adapti a les necessitats de voltatge i corrent de la vostra Raspberry Pi. La majoria de models Pi necessiten 5V. Comproveu sempre la sortida de la bateria i utilitzeu una controlador de càrrega per a la seguretat.
Com saps si la teva bateria és prou gran?
Comprova el consum de corrent de la teva Raspberry Pi. Divideix la capacitat de la bateria (en mAh) pel consum actual de la Pi (en mA). Això et donarà el temps de funcionament en hores. Afegeix capacitat addicional per seguretat.
És segur carregar la bateria mentre la Raspberry Pi està en funcionament?
Sí, pots carregar i utilitzar la bateria alhora si fas servir un controlador de càrrega adequat. El controlador protegeix tant la bateria com la teva Raspberry Pi de danys.
Es pot utilitzar un banc d'energia per fer funcionar una Raspberry Pi?
Sí! Molts bancs d'energia funcionen bé si proporcionen com a mínim 5 V i 2.5 A. Alguns bancs d'energia s'apaguen amb càrregues baixes, així que prova el teu abans d'utilitzar-lo en el teu projecte.
Què passa si la bateria s'esgota mentre la Raspberry Pi està encesa?
La teva Raspberry Pi s'apagarà de sobte. Això pot causar pèrdua o corrupció de dades. Fes servir un sistema de gestió de la bateria o UPS HAT per apagar el Pi de manera segura quan la bateria s'esgoti.
