Pro napájení Raspberry Pi vašich projektů můžete použít lithiovou baterii. To vám umožní vytvářet přenosné projekty, které si můžete nosit s sebou. Mnoho výrobců volí lithiové baterie z několika důvodů:
S napájením z baterie spotřebujete méně energie.
Získáte stabilní výkon bez nekvalitních měničů.
V kufru projektu máte více místa.
Využití baterie pro Raspberry Pi vám umožní snadněji upravovat vaše návrhy. Než začnete, zvažte, co váš projekt vyžaduje.
Výběr modelu
Potřeby napájení
Než si vyberete baterii, musíte vědět, kolik energie vaše Raspberry Pi spotřebovává. Každý model má jiné potřeby. Některé spotřebovávají více energie než jiné. Níže uvedená tabulka ukazuje oblíbené bateriové moduly a které modely Raspberry Pi podporují. To vám pomůže vybrat ten správný hardware pro váš projekt.
jméno výrobku | Kompatibilita | Cena | Odkaz |
|---|---|---|---|
Držák baterií PIco Double Li-Ion 18650 | Raspberry Pi B, B+ | $11.95 | |
UPS PIco HV3.0B+ HAT Top-End 450 | Malina Pi 3 Model B + | $35.95 | |
UPS PIco HV3.0B+ HAT Stack 450 PoE | Malina Pi 3 Model B + | $34.95 | |
LiFePO4/Pi+ | Raspberry Pi (různé modely) | N / A |
Také je třeba zkontrolovat, kolik proudu vaše Raspberry Pi odebírá. Níže uvedený graf ukazuje spotřebu energie u různých modelů. Například Raspberry Pi 3 B+ může spotřebovat až 400 mA, zatímco model Zero spotřebuje mnohem méně.
Pokud chcete, aby delší výdrž baterie, zvolte model s nižšími nároky na energii. Díky tomu vydrží baterie vašeho Raspberry Pi déle.
Vliv na životnost baterie
Výběr modelu Raspberry Pi ovlivňuje, jak dlouho může váš projekt běžet na baterii. Zde je několik věcí, které je třeba mít na paměti:
Raspberry Pi 4 Model B s SSD diskem vydrží na běžnou baterii přibližně 5 hodin. Použití SD karty místo SSD disku může prodloužit jeho výdrž.
Rychlejší úložiště, jako je SSD, pomáhá vašemu Raspberry Pi rychleji spouštět aplikace, ale spotřebovává více energie.
Raspberry Pi 5 potřebuje ještě více energie. Nemusí dobře fungovat pro přenosné projekty, které vyžadují dlouhou výdrž baterie.
Tip: Pokud chcete, aby váš projekt vydržel celý den, vyberte si model s nižší spotřebou energie a vyhněte se dalšímu hardwaru, který vybíjí baterii.
Výběr správného modelu vám pomůže vytěžit maximum z vašeho projektu napájení Raspberry Pi z baterií.
Výpočet životnosti baterie
Odběr proudu a kapacita
Než si vyberete baterii, musíte vědět, kolik proudu váš Raspberry Pi spotřebovává. Každý model odebírá jiné množství energie. Níže uvedená tabulka ukazuje typický odběr proudu pro oblíbené modely Raspberry Pi. Můžete vidět, kolik energie může váš projekt potřebovat při nečinnosti nebo při intenzivním používání.
Model Raspberry Pi | Odběr proudu v klidu (W) | Odběr proudu v klidu (mA) | Odběr proudu při zatížení (W) | Odběr proudu při zátěži (mA) |
|---|---|---|---|---|
Raspberry Pi 5 | 3.0-3.5 | 600-700 | 7.0-9.0 | 1400-1800 |
Raspberry Pi 4B | 2.5-3.0 | 500-600 | 5.0-7.5 | 1000-1500 |
Raspberry 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 2W | 0.5-0.7 | 100-140 | 1.5-2.2 | 300-440 |
Malina Pi Zero W | 0.4-0.5 | 80-100 | 0.8-1.5 | 160-300 |
Poznámka: Odběr proudu se mění v závislosti na tom, co s Raspberry Pi děláte. Pokud přehráváte videa nebo používáte piny GPIO, baterie se vybíjí rychleji. Když je váš Pi v nečinnosti nebo je v režimu hlubokého spánku, spotřebovává méně energie.
Příklad výpočtů
Můžete odhadnout, jak dlouho bude váš Raspberry Pi nastavení napájení z baterie vydrží díky použití jednoduchého vzorce. To vám pomůže naplánovat si projekt a vyhnout se vyčerpání energie.
Na vypočítat výdrž baterie, použijte:
Životnost (v cyklech) = (Kapacita x 100) / (Rychlost vybíjení x Hloubka vybíjení)
Kapacita je v ampérhodinách (Ah)
Vybíjecí proud je v ampérech (A)
Hloubka vybití je procento využití baterie před nabitím.
Řekněme, že používáte lithiovou baterii s kapacitou 5000 mAh (5 Ah) a váš Raspberry Pi 4 B odebírá při zátěži 1 A. Pokud před nabitím použijete 80 % baterie, bude váš výpočet vypadat takto:
Life = (5 x 100) / (1 x 80) = 500 / 80 = 6.25 cycles
Dobu provozu na jedno nabití můžete odhadnout takto:
Doba provozu (hodiny) = Kapacita baterie (Ah) / Odběr proudu (A)
Příklad: 5Ah / 1A = 5 hodin
Tip: Pokud váš projekt používá hluboký spánek nebo je nečinný, můžete z baterie vyčerpat více hodin. Spouštění spotřebovává více energie, takže časté restarty mohou zkrátit výdrž baterie.
Tyto výpočty můžete použít k výběru správné baterie pro váš projekt napájení Raspberry Pi.
Výběr lithiové baterie
Kapacita vs. přenositelnost
Při výběru baterie pro Raspberry Pi je třeba zvážit její dlouhou životnost a snadné přenášení. Větší baterie umožňují delší provoz vašeho projektu, ale jsou těžší a zabírají více místa. Menší baterie jsou lehčí a vejdou se do malých prostor, ale nevydrží tak dlouho.
Pro projekty s Raspberry Pi můžete použít různé druhy baterií:
Nikl-metal hydridové (NiMH) baterie
Olověné kyseliny
Většina lidí má nejraději lithium-iontové nebo lithium-polymerové baterie. Tyto baterie pojmou hodně energie v malé velikosti. Jsou vhodné pro přenosné projekty a poskytují stabilní napájení Raspberry Pi.
Tip: Před koupí baterie vždy zkontrolujte, zda má bezpečnostní štítky. Hledejte UN38.3, UL1642 a IEC62133. Tyto štítky znamenají, že baterie prošla důležitými bezpečnostními testy.
Osvědčení | Popis |
|---|---|
UN38.3 | To je nutné pro bezpečnou přepravu lithiových baterií po celém světě. Zajišťuje to, aby baterie splňovala bezpečnostní pravidla. |
UL1642 | Tím se kontroluje, zda jsou lithiové baterie bezpečné a zda se nepřehřívají nebo nezkratují. |
IEC62133 | Toto je celosvětové pravidlo pro dobíjecí baterie. Pomáhá chránit baterie v přenosných zařízeních tím, že zabraňuje problémům, jako je přehřívání nebo únik. |
Kompromisy projektu
Před výběrem baterie si promyslete, co váš projekt potřebuje. Pokud chcete, aby váš Raspberry Pi fungoval dlouho, možná budete potřebovat větší baterii. Díky tomu bude váš projekt těžší a větší. Pokud chcete, aby byl váš projekt malý a lehký, možná ho budete muset častěji nabíjet.
Větší baterie (například velikosti D) vydrží déle, ale jsou těžší a větší.
Menší baterie (například AA) jsou lehčí, ale nevydrží tak dlouho.
Typ baterie a množství energie, kterou váš projekt spotřebuje, ovlivní dobu jeho fungování.
Měli byste se také podívat na nové technologie baterií. Některé nové jednočlánkové lithium-iontové zdroje UPS dokáží dodat dostatek energie vašemu Raspberry Pi a udržet ho zapnutý, dokud jej bezpečně nevypnete. Moderní systémy správy baterií (BMS) používají speciální konstrukce a dokonce i umělou inteligenci ke sledování stavu baterie a odstraňování problémů. Tyto funkce pomáhají prodloužit životnost baterie a udržovat váš projekt v bezpečí.
Poznámka: Vaše baterie nemusí vydržet tak dlouho, jak očekáváte. Používání velkého množství energie může snížit její účinnost. Vždy vyberte baterii, která zvládne největší množství energie, kterou váš projekt může spotřebovat.
Nastavení napájení z baterie Raspberry Pi
Pro nastavení napájení Raspberry Pi z baterie potřebujete správné součástky a dobrý plán. To pomůže vašemu projektu fungovat bezpečně a dobře. Níže uvidíte hlavní součástky, které potřebujete, snadné kroky nastavení a porovnání jednotlivých metod.
Základní regulátor nabíjení
Regulátor nabíjení chrání vaši lithiovou baterii a Raspberry Pi. Řídí, jak se baterie nabíjí, a zabraňuje poškození. S lithiovými bateriemi byste měli vždy používat regulátor nabíjení.
Regulátor nabíjení | Popis |
|---|---|
TP4056 | Řídí proud a napětí lithiových baterií. Zabraňuje přebíjení a prodlužuje životnost baterie. |
MT3608 | Mění napětí z 3.7 V na 5 V. Umožňuje efektivně využívat energii baterie a zajišťovat bezpečné nabíjení. |
Dobrý regulátor nabíjení má mnoho bezpečnostních funkcí:
Mechanismus ochrany | Popis |
|---|---|
Ochrana proti přebití | Zabraňuje přílišnému nabíjení baterie. |
Reverzní ochrana | Chrání věci, pokud baterii zapojíte špatně. |
Ochrana proti zkratu | Zastavuje příliš velký proud, který může způsobit zahřívání. |
Tip: Před koupí regulátoru nabíjení vždy zkontrolujte tyto bezpečnostní prvky. Pomáhají udržet napájení baterie vašeho Raspberry Pi v bezpečí.
Krok za krokem: Přidání regulátoru nabíjení
Připájejte regulátor nabíjení na desku baterie.
Připojte držák baterie k ovladači.
Připojte výstupní vodiče k napájecímu vstupu Raspberry Pi.
Před připojením Raspberry Pi otestujte výstupní napětí.
Držák na 4 články baterií 18650 vám poskytne delší dobu provozu. Mnoho regulátorů nabíjení vám také umožňuje rychlé nabíjení až do 3000 mA a přepínání napájení mezi baterií a adaptérem bez zastavení.
Měnič DC / DC
DC/DC měnič mění napětí baterie na napětí, které vaše Raspberry Pi potřebuje. Většina lithiových baterií dává 3.7 V, ale vaše Raspberry Pi potřebuje 5 V.
Specifikace | Význam |
|---|---|
Současná kapacita | Raspberry Pi 4 musí dodávat až 3 ampéry, zejména při startu. |
Účinnost | Vysoká účinnost (až 95 %) šetří energii. |
Stabilní napěťový výstup | Mělo by dávat napětí okolo 5.3 V, ale nikdy ne více než 5.45 V. |
Nízký vnitřní odpor | Šetří energii a pomáhá lépe fungovat váš projekt. |
Návrh prstencové indukční cívky | Zvládá vysoký proud potřebný ke spuštění Raspberry Pi. |
Mezi oblíbené DC/DC měniče patří:
Popis modelu | Manipulace s napětím | Cenové rozpětí |
|---|---|---|
Snižující převodník | Až 30V | $ 25 nebo více |
Špičkový 12V měnič | 36V na 12V | N / A |
Nepoužívejte levné napájecí adaptéry USB-C. Často se porouchají a nemusí ochránit bateriový napájecí systém vašeho Raspberry Pi.
Krok za krokem: Instalace DC/DC měniče
Připojte výstup baterie ke vstupu DC/DC měniče.
Pomocí multimetru nastavte výstupní napětí na 5.1 V–5.3 V.
Připojte výstup převodníku k napájecím pinům Raspberry Pi nebo k USB portu.
Otestujte systém kontrolou napětí na napájecím vstupu Pi.
Pro snadné ovládání napájení můžete přidat přepínač mezi baterií a měničem. Vždy zkontrolujte maximální proudový výstup měniče. Pro Raspberry Pi 4 potřebujete alespoň 3 A.
Modul zvýšení výkonu
Modul zvýšení výkonu pomáhá udržovat stabilní napětí, když se baterie vybíjí. Zvyšuje napětí z 3.7 V na 5 V, což je ideální pro projekty s napájením Raspberry Pi z baterií.
vlastnost | Popis |
|---|---|
Interní zesilovací měnič | Zvyšuje napětí z 3.7 V na 5 V pro Raspberry Pi. |
Nízké vypouštění | Zabraňuje přílišnému vybíjení baterie, což ji chrání. |
Vypnutí při vysokém nabití | Zabraňuje přebíjení, čímž zvyšuje bezpečnost vaší instalace. |
Stabilita napětí | Udržuje výstupní napětí 5 V, i když je baterie téměř vybitá. |
Práh vypnutí | Vypne se při 2.5 V, aby se chránila baterie před poškozením. |
Poznámka: Moduly pro zvýšení výkonu jsou skvělé pro přenosné projekty. Pomáhají vašemu Raspberry Pi běžet déle a zůstat v bezpečí.
Krok za krokem: Použití modulu pro zvýšení výkonu
Připojte lithiovou baterii ke vstupu modulu zvýšení výkonu.
Připojte výstup modulu k pinu 5V a GND na Raspberry Pi.
Ujistěte se, že výstupní napětí zůstává na 5 V, i když se baterie vybíjí.
Dávejte pozor na automatické vypnutí, když je baterie téměř vybitá.
Přehled základního hardwaru
Zde je stručný seznam hlavního hardwaru, který potřebujete pro bezpečné nastavení napájení Raspberry Pi z baterie:
Popis součásti | Detaily |
|---|---|
Maximální proudový výstup | 5.1V 5000mA |
Držák baterie | Držák pro 4článkovou baterii 18650 |
Ochranné funkce | Nadproud, přepětí, zpětné zapojení |
Účinnost | Až 95 % pro nejlepší využití energie |
Rozsah příkonu | 6V na 18V |
Rychlonabíjecí kapacita | 3000mA |
Přepínání napájení | Snadné přepínání mezi zálohováním a adaptérem |
Automatické vypnutí | Vypne se při vypnutí počítače Pi |
Spotřeba energie v pohotovostním režimu | Velmi nízká, aby baterie vydržela déle |
Porovnání metod nastavení
Každá metoda má dobré i špatné stránky. Zde je jednoduché srovnání:
Metoda | Klady | Nevýhody |
|---|---|---|
Základní regulátor nabíjení | Snadné použití, chrání baterii a Pi | Nemusí zvyšovat napětí u všech modelů Pi |
Měnič DC / DC | Zvládá vysoký proud, stabilní napětí | Vyžaduje pečlivé nastavení, stojí více |
Modul zvýšení výkonu | Udržuje výstup 5V, chrání baterii | Nemusí dodávat dostatek proudu pro Pi 4 |
Základní regulátory nabíjení jsou vhodné pro jednoduché projekty a menší modely Raspberry Pi.
DC/DC měniče fungují nejlépe pro vysoce výkonné modely, jako je Raspberry Pi 4 nebo 5.
Moduly pro zvýšení výkonu jsou skvělé pro přenosné projekty, které vyžadují stabilní napětí.
Často testujte svou sestavu. Kontrolujte napětí a teplotu, abyste zajistili bezpečné napájení Raspberry Pi z baterie. Mnoho lidí zjistí, že dobrá sestava dokáže Raspberry Pi provozovat celé hodiny, ale pro celonoční nebo venkovní použití můžete potřebovat větší baterii.
K napájení Raspberry Pi můžete použít lithiovou baterii. Nejprve zkontrolujte správné napětí. Chraňte baterii před přílišným nabitím nebo vybitím. Vždy zkontrolujte připojení, abyste se ujistili, že jsou bezpečná. V následující tabulce jsou uvedeny důležité věci, které je třeba mít na paměti:
vlastnost | Popis |
|---|---|
Napěťový vstup | 3.7 V z lithium-iontových článků |
Napěťový výstup | Zvyšuje napětí na 5V pro Raspberry Pi |
Ochrana baterie | Zastavuje přebíjení a nadměrné vybíjení |
LED indikátory | Zelená pro nabití, červená pro nabíjení |
Někteří lidé se ptají, zda by powerbanka nebo solární panel fungovaly. Ano, můžete je použít, pokud dávají alespoň 5 V a 2.5 A.
Vyzkoušejte různé způsoby napájení Raspberry Pi. Podělte se o své poznatky. Pokud máte dotazy nebo nápady, napište komentář níže!
Nejčastější dotazy
Lze s Raspberry Pi použít jakoukoli lithiovou baterii?
Musíte použít lithiovou baterii, která odpovídá napěťovým a proudovým potřebám vašeho Raspberry Pi. Většina modelů Pi potřebuje 5V. Vždy zkontrolujte výstup baterie a použijte regulátor nabíjení pro bezpečnost.
Jak poznáte, že máte dostatečně velkou baterii?
Zkontrolujte odběr proudu vašeho Raspberry Pi. Vydělte kapacitu baterie (v mAh) aktuálním spotřebováním Raspberry Pi (v mA). Získáte tak dobu chodu v hodinách. Pro větší bezpečnost přidejte další kapacitu.
Je bezpečné nabíjet baterii, když je Raspberry Pi v provozu?
Ano, baterii můžete nabíjet a používat současně, pokud používáte správný regulátor nabíjení. Regulátor chrání baterii i Raspberry Pi před poškozením.
Lze použít powerbanku k napájení Raspberry Pi?
Ano! Mnoho powerbank funguje dobře, pokud poskytují alespoň 5 V a 2.5 A. Některé powerbanky se při nízké zátěži vypínají, proto si tu svou před použitím ve svém projektu vyzkoušejte.
Co se stane, když se baterie vybije, když je Raspberry Pi zapnutý?
Váš Raspberry Pi se náhle vypne. To může způsobit ztrátu nebo poškození dat. Použijte systém správy baterie nebo UPS HAT pro bezpečné vypnutí počítače Pi, když se baterie vybije.
