Na napájanie Raspberry Pi pre vaše projekty môžete použiť lítiovú batériu. To vám umožní vytvárať prenosné projekty, ktoré si môžete prenášať so sebou. Mnoho výrobcov si vyberá lítiové batérie z niekoľkých dôvodov:
Pri napájaní z batérie spotrebujete menej energie.
Získate stabilný výkon bez nekvalitných meničov.
V kufríku pre váš projekt máte viac miesta.
Vďaka napájaniu Raspberry Pi z batérie si môžete jednoduchšie upravovať návrhy. Pred začatím si premyslite, čo si váš projekt vyžaduje.
Výber modelu
Potreby napájania
Pred výberom batérie musíte vedieť, koľko energie váš Raspberry Pi spotrebuje. Každý model má iné potreby. Niektoré spotrebujú viac energie ako iné. V tabuľke nižšie sú uvedené populárne batériové moduly a ktoré modely Raspberry Pi podporujú. To vám pomôže priradiť správny hardvér k vášmu projektu.
Názov Produktu | kompatibilita | Cena | odkaz |
|---|---|---|---|
Dvojitý držiak batérie 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 | |
UPS PIco HV3.0B+ HAT Stack 450 PoE | Raspberry Pi 3 Model B + | $34.95 | |
LiFePO4 napájané/Pi+ | Raspberry Pi (rôzne modely) | N / A |
Tiež je potrebné skontrolovať, koľko prúdu odoberá váš Raspberry Pi. Tabuľka nižšie zobrazuje spotrebu energie pre rôzne modely. Napríklad Raspberry Pi 3 B+ môže spotrebovať až 400 mA, zatiaľ čo model Zero spotrebuje oveľa menej.
Ak chcete, dlhšia výdrž batérie, vyberte si model s nižšími nárokmi na energiu. Vďaka tomu vydrží batéria vášho Raspberry Pi dlhšie.
Vplyv na výdrž batérie
Výber modelu Raspberry Pi ovplyvňuje, ako dlho môže váš projekt bežať na batériu. Tu je niekoľko vecí, ktoré treba mať na pamäti:
Raspberry Pi 4 Model B s SSD diskom beží na bežnú batériu približne 5 hodín. Použitie SD karty namiesto SSD disku môže predĺžiť jeho výdrž.
Rýchlejšie úložisko, ako napríklad SSD, pomáha vášmu Raspberry Pi rýchlejšie spúšťať aplikácie, ale spotrebuje viac energie.
Raspberry Pi 5 potrebuje ešte viac energie. Nemusí dobre fungovať pre prenosné projekty, ktoré vyžadujú dlhú výdrž batérie.
Tip: Ak chcete, aby váš projekt vydržal celý deň, vyberte si model s nižšou spotrebou energie a vyhnite sa dodatočnému hardvéru, ktorý vybíja batériu.
Výber správneho modelu vám pomôže vyťažiť maximum z vášho projektu napájania Raspberry Pi z batérie.
Výpočet životnosti batérie
Odber prúdu a kapacita
Pred výberom batérie musíte vedieť, koľko prúdu spotrebuje váš Raspberry Pi. Každý model odoberá iné množstvo energie. Tabuľka nižšie zobrazuje typický odber prúdu pre populárne modely Raspberry Pi. Môžete vidieť, koľko energie môže váš projekt potrebovať pri nečinnosti alebo pri intenzívnom používaní.
Model Raspberry Pi | Odber prúdu v kľudovom stave (W) | Odber prúdu v kľudovom stave (mA) | Odber prúdu pri zaťažení (W) | Odber prúdu pri zaťažení (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 |
Raspberry Pi Zero W | 0.4-0.5 | 80-100 | 0.8-1.5 | 160-300 |
Poznámka: Odber prúdu sa mení v závislosti od toho, čo robíte s Raspberry Pi. Ak prehrávate videá alebo používate piny GPIO, batéria sa vybije rýchlejšie. Keď je váš Pi nečinný alebo v režime hlbokého spánku, spotrebuje menej energie.
Príklady výpočtov
Môžete odhadnúť, ako dlho bude váš Raspberry Pi nastavenie napájania z batérie vydrží vďaka jednoduchému vzorcu. To vám pomôže naplánovať si projekt a vyhnúť sa vybitiu energie.
na vypočítať výdrž batérie, použitie:
Životnosť (v cykloch) = (Kapacita x 100) / (Rýchlosť vybíjania x Hĺbka vybíjania)
Kapacita je v ampérhodinách (Ah)
Vybíjací prúd je v ampéroch (A)
Hĺbka vybitia je percento spotreby batérie pred nabitím.
Povedzme, že používate lítiovú batériu s kapacitou 5000 mAh (5 Ah) a váš Raspberry Pi 4 B odoberá pri záťaži 1 A. Ak pred opätovným nabitím použijete 80 % batérie, váš výpočet vyzerá takto:
Life = (5 x 100) / (1 x 80) = 500 / 80 = 6.25 cycles
Na jedno nabitie môžete odhadnúť dobu prevádzky takto:
Prevádzková doba (hodiny) = Kapacita batérie (Ah) / Odber prúdu (A)
Príklad: 5Ah / 1A = 5 hodín
Tip: Ak váš projekt používa hlboký spánok alebo zostáva nečinný, môžete z batérie vyťažiť viac hodín. Spustenie spotrebúva viac energie, takže časté reštartovanie môže skrátiť výdrž batérie.
Tieto výpočty môžete použiť na výber správnej batérie pre váš projekt napájania Raspberry Pi z batérie.
Výber lítiovej batérie
Kapacita vs. prenosnosť
Pri výbere batérie pre Raspberry Pi musíte zvážiť, ako dlho vydrží a ako ľahko sa prenáša. Väčšie batérie umožňujú dlhší chod vášho projektu, ale sú ťažšie a zaberajú viac miesta. Menšie batérie sú ľahšie a zmestia sa do malých priestorov, ale nevydržia tak dlho.
Pre projekty Raspberry Pi môžete použiť rôzne druhy batérií:
Nikel-metal hydridové (NiMH) batérie
Olovené batérie
Väčšina ľudí má najradšej lítium-iónové alebo lítium-polymérové batérie. Tieto batérie udržia veľa energie v malej veľkosti. Sú vhodné na prenosné projekty a poskytujú stabilný výkon Raspberry Pi.
Tip: Pred kúpou batérie vždy skontrolujte, či má bezpečnostné štítky. Hľadajte UN38.3, UL1642 a IEC62133. Tieto štítky znamenajú, že batéria prešla dôležitými bezpečnostnými testami.
Certifikáty | Popis |
|---|---|
UN38.3 | Toto je potrebné na bezpečnú prepravu lítiových batérií po celom svete. Zabezpečuje to, aby batéria spĺňala bezpečnostné pravidlá. |
UL1642 | Týmto sa kontroluje, či sú lítiové batériové články bezpečné a či sa neprehrievajú alebo neskratujú. |
IEC62133 | Toto je celosvetové pravidlo pre nabíjateľné batérie. Pomáha chrániť batérie v prenosných zariadeniach tým, že zabraňuje problémom, ako je prehrievanie alebo vytečenie. |
Kompromisy projektu
Pred výberom batérie si premyslite, čo váš projekt potrebuje. Ak chcete, aby váš Raspberry Pi fungoval dlho, možno budete potrebovať väčšiu batériu. Vďaka tomu bude váš projekt ťažší a väčší. Ak chcete, aby bol váš projekt malý a ľahký, možno ho budete musieť častejšie nabíjať.
Väčšie batérie (ako napríklad veľkosť D) vydržia dlhšie, ale sú ťažšie a väčšie.
Menšie batérie (ako napríklad AA) sú ľahšie, ale nevydržia tak dlho.
Typ batérie a spotreba energie vášho projektu ovplyvnia jeho funkčnosť.
Mali by ste sa tiež pozrieť na novú technológiu batérií. Niektoré nové jednočlánkové lítium-iónové zdroje UPS dokážu dodať dostatok energie vášmu Raspberry Pi a udržať ho zapnutý, kým ho bezpečne nevypnete. Moderné systémy správy batérií (BMS) používajú špeciálne návrhy a dokonca aj umelú inteligenciu na sledovanie stavu batérie a predchádzanie problémom. Tieto funkcie pomáhajú predĺžiť životnosť batérie a udržiavať váš projekt v bezpečí.
Poznámka: Vaša batéria nemusí vydržať tak dlho, ako očakávate. Používanie veľkého množstva energie môže znížiť jej účinnosť. Vždy si vyberte batériu, ktorá zvládne najviac energie, ktorú váš projekt môže spotrebovať.
Nastavenie napájania z batérie Raspberry Pi
Na nastavenie batériového napájania Raspberry Pi potrebujete správne súčiastky a dobrý plán. To pomôže vášmu projektu fungovať bezpečne a dobre. Nižšie uvidíte hlavné súčiastky, ktoré potrebujete, jednoduché kroky nastavenia a porovnanie jednotlivých metód.
Základný regulátor nabíjania
Regulátor nabíjania chráni vašu lítiovú batériu a Raspberry Pi. Riadi spôsob nabíjania batérie a zabraňuje jej poškodeniu. S lítiovými batériami by ste mali vždy používať regulátor nabíjania.
Ovládač nabíjania | Popis |
|---|---|
TP4056 | Riadi prúd a napätie lítiových batérií. Zabraňuje prebíjaniu a pomáha predĺžiť životnosť batérie. |
MT3608 | Mení napätie z 3.7 V na 5 V. Umožňuje efektívne využívať energiu batérie a zaisťuje bezpečné nabíjanie. |
Dobrý regulátor nabíjania má mnoho bezpečnostných funkcií:
Ochranný mechanizmus | Popis |
|---|---|
Ochrana pred prebitím | Zabraňuje prílišnému nabíjaniu batérie. |
Reverzná ochrana | Chráni veci, ak batériu pripojíte nesprávne. |
Ochrana proti skratu | Zastavuje príliš veľký prúd, ktorý môže spôsobiť prehriatie. |
Tip: Pred kúpou regulátora nabíjania si vždy všímajte tieto bezpečnostné prvky. Pomáhajú udržať napájanie z batérie vášho Raspberry Pi v bezpečí.
Krok za krokom: Pridanie regulátora nabíjania
Prispájkujte regulátor nabíjania na dosku batérie.
Pripojte držiak batérie k ovládaču.
Pripojte výstupné vodiče k napájaciemu vstupu Raspberry Pi.
Pred pripojením Raspberry Pi otestujte výstupné napätie.
Držiak na 4-článkovú batériu 18650 vám poskytuje dlhší čas prevádzky. Mnohé regulátory nabíjania vám tiež umožňujú rýchle nabíjanie až do 3000 mA a prepínanie napájania medzi batériou a adaptérom bez zastavenia.
DC/DC prevodník
DC/DC menič mení napätie batérie na napätie, ktoré potrebuje váš Raspberry Pi. Väčšina lítiových batérií poskytuje 3.7 V, ale váš Raspberry Pi potrebuje 5 V.
špecifikácia | Význam |
|---|---|
Aktuálna kapacita | Raspberry Pi 4 musí poskytovať až 3 ampéry, najmä pri štarte. |
Účinnosť | Vysoká účinnosť (až 95 %) šetrí energiu. |
Stabilný výstup napätia | Malo by dávať okolo 5.3 V, ale nikdy viac ako 5.45 V. |
Nízky vnútorný odpor | Šetrí energiu a pomáha lepšie prispievať k úspešnému priebehu vášho projektu. |
Návrh kruhového induktora | Zvláda vysoký prúd potrebný na spustenie Raspberry Pi. |
Niektoré populárne DC/DC meniče sú:
Popis modelu | Manipulácia s napätím | Cenové rozpätie |
|---|---|---|
Znižujúci prevodník | Až 30V | $ 25 alebo viac |
Špičkový 12V menič | 36V na 12V | N / A |
Nepoužívajte lacné napájacie adaptéry USB C. Často sa kazia a nemusia ochrániť batériový systém vášho Raspberry Pi.
Krok za krokom: Inštalácia DC/DC meniča
Pripojte výstup batérie k vstupu DC/DC meniča.
Pomocou multimetra nastavte výstupné napätie na 5.1 V – 5.3 V.
Pripojte výstup prevodníka k napájacím pinom Raspberry Pi alebo k USB portu.
Otestujte systém kontrolou napätia na vstupe napájania Pi.
Pre jednoduché ovládanie napájania môžete medzi batériu a menič pridať prepínač. Vždy skontrolujte maximálny prúdový výstup meniča. Pre Raspberry Pi 4 potrebujete aspoň 3 A.
Modul na zvýšenie výkonu
Modul na zvýšenie výkonu pomáha udržiavať stabilné napätie, keď sa batéria vybíja. Zvyšuje napätie z 3.7 V na 5 V, čo je ideálne pre projekty napájania Raspberry Pi z batérie.
Vlastnosti | Popis |
|---|---|
Interný zosilňovač | Zvyšuje napätie z 3.7 V na 5 V pre Raspberry Pi. |
Nízke vybíjanie | Zabraňuje nadmernému vybitiu batérie, čím ju chráni. |
Vypnutie pri vysokom nabití | Zabraňuje prebíjaniu, čím zvyšuje bezpečnosť vášho zariadenia. |
Stabilita napätia | Udržiava výstupné napätie 5 V, aj keď je batéria takmer vybitá. |
Vypínací prah | Vypne sa pri napätí 2.5 V, aby sa chránila batéria pred poškodením. |
Poznámka: Moduly na zvýšenie výkonu sú skvelé pre prenosné projekty. Pomáhajú vášmu Raspberry Pi bežať dlhšie a zostať v bezpečí.
Krok za krokom: Použitie modulu na zvýšenie výkonu
Pripojte lítiovú batériu ku vstupu modulu na zvýšenie výkonu.
Pripojte výstup modulu k pinom 5V a GND na Raspberry Pi.
Uistite sa, že výstupné napätie zostane na 5 V, aj keď sa batéria vybíja.
Dávajte si pozor na automatické vypnutie, keď je batéria takmer vybitá.
Prehľad základného hardvéru
Tu je stručný zoznam hlavného hardvéru, ktorý potrebujete pre bezpečné nastavenie napájania Raspberry Pi z batérie:
Popis súčasti | podrobnosti |
|---|---|
Maximálny prúdový výstup | 5.1V 5000mA |
Držiak batérie | Držiak na 4-článkovú batériu 18650 |
Ochranné funkcie | Nadprúd, prepätie, spätné zapojenie |
Účinnosť | Až 95 % pre najlepšie využitie energie |
Rozsah vstupného výkonu | 6V na 18V |
Rýchlonabíjacia kapacita | 3000mA |
Prepínanie napájania | Jednoduché prepínanie medzi zálohovaním a adaptérom |
Automatické vypnutie | Vypne sa, keď je Pi vypnuté |
Spotreba energie v pohotovostnom režime | Veľmi nízka, aby batéria vydržala dlhšie |
Porovnanie metód nastavenia
Každá metóda má dobré aj zlé stránky. Tu je jednoduché porovnanie:
Metóda | Výhody | Nevýhody |
|---|---|---|
Základný regulátor nabíjania | Jednoduché použitie, chráni batériu a Pi | Nemusí zvýšiť napätie pre všetky modely Pi |
DC/DC prevodník | Zvláda vysoký prúd, stabilné napätie | Vyžaduje si starostlivé nastavenie, stojí viac |
Modul na zvýšenie výkonu | Udržiava výstup 5V, chráni batériu | Nemusí poskytovať dostatok prúdu pre Pi 4 |
Základné regulátory nabíjania sú vhodné pre jednoduché projekty a menšie modely Raspberry Pi.
DC/DC meniče fungujú najlepšie pre modely s vysokým výkonom, ako napríklad Raspberry Pi 4 alebo 5.
Moduly na zvýšenie výkonu sú skvelé pre prenosné projekty, ktoré vyžadujú stabilné napätie.
Často testujte svoju zostavu. Skontrolujte napätie a teplotu, aby ste zaistili bezpečnosť batériového napájania vášho Raspberry Pi. Mnoho ľudí zistí, že dobrá zostava dokáže Raspberry Pi napájať celé hodiny, ale na celonočné alebo vonkajšie použitie možno budete potrebovať väčšiu batériu.
Na napájanie Raspberry Pi môžete použiť lítiovú batériu. Najprv skontrolujte, či je napätie správne. Chráňte batériu pred prílišným nabitím alebo vybitím. Vždy skontrolujte pripojenia, aby ste sa uistili, že sú bezpečné. V tabuľke nižšie sú uvedené dôležité veci, ktoré si treba zapamätať:
Vlastnosti | Popis |
|---|---|
Napäťový vstup | 3.7 V z lítium-iónových článkov |
Napäťový výstup | Zvyšuje napätie na 5V pre váš Raspberry Pi |
Ochrana batérií | Zastavuje prebíjanie a nadmerné vybíjanie |
LED indikátory | Zelená pre nabité, červená pre nabíjanie |
Niektorí ľudia sa pýtajú, či bude fungovať powerbanka alebo solárny panel. Áno, môžete ich použiť, ak poskytujú aspoň 5 V a 2.5 A.
Vyskúšajte rôzne spôsoby napájania Raspberry Pi. Podeľte sa o svoje zistenia. Ak máte otázky alebo nápady, napíšte komentár nižšie!
Často kladené otázky
Môžete použiť akúkoľvek lítiovú batériu s Raspberry Pi?
Musíte použiť lítiovú batériu, ktorá zodpovedá napäťovým a prúdovým potrebám vášho Raspberry Pi. Väčšina modelov Pi potrebuje 5 V. Vždy skontrolujte výstup batérie a použite regulátor nabíjania pre bezpečnosť.
Ako zistíte, či je vaša batéria dostatočne veľká?
Skontrolujte odber prúdu vášho Raspberry Pi. Vydeľte kapacitu batérie (v mAh) aktuálnou spotrebou Raspberry Pi (v mA). Získate tak čas prevádzky v hodinách. Pre bezpečnosť pridajte dodatočnú kapacitu.
Je bezpečné nabíjať batériu, keď je Raspberry Pi zapnuté?
Áno, batériu môžete nabíjať a používať súčasne, ak používate správny regulátor nabíjania. Regulátor chráni batériu aj Raspberry Pi pred poškodením.
Môžete použiť powerbanku na napájanie Raspberry Pi?
Áno! Mnohé powerbanky fungujú dobre, ak poskytujú aspoň 5 V a 2.5 A. Niektoré powerbanky sa pri nízkej záťaži vypínajú, preto si tú svoju pred použitím vo svojom projekte otestujte.
Čo sa stane, ak sa batéria vybije, keď je Raspberry Pi zapnuté?
Váš Raspberry Pi sa náhle vypne. Môže to spôsobiť stratu alebo poškodenie údajov. Použite systém správy batérie alebo UPS HAT na bezpečné vypnutie vášho Pi, keď je batéria takmer vybitá.
