您可以使用鋰電池為您的專案提供 Raspberry Pi 電池供電。這樣您就可以建立可隨身攜帶的便攜式項目。許多創客選擇鋰電池的原因如下：
使用電池供電可以減少能源消耗。
無需使用低品質的轉換器即可獲得穩定的性能。
您的項目箱內有更多空間。
利用電池為 Raspberry Pi 供電，您可以更輕鬆地修改設計。在開始之前，請考慮您的專案需求。
選型
電力需求
在選擇電池之前，您需要了解 Raspberry Pi 的功耗。每種型號的需求都不同。有些型號的電池比其他型號耗電更多。下表列出了常用的電池模組及其支援的 Raspberry Pi 型號。這有助於您根據項目選擇合適的硬體。
產品描述* | 相容性 | 價格 | Link |
|---|---|---|---|
PIco 雙鋰離子 18650 電池座 | 樹莓派 B、B+ | $11.95 | |
UPS PIco HV3.0B+ HAT 頂端 450 | Raspberry Pi 3 Model B + | $35.95 | |
UPS PIco HV3.0B+ HAT Stack 450 PoE | Raspberry Pi 3 Model B + | $34.95 | |
LiFePO4wered/Pi+ | Raspberry Pi（各種型號） | 不適用 |
您還需要檢查 Raspberry Pi 的耗電量。下表顯示了不同型號的功耗。例如，Raspberry Pi 3 B+ 的耗電量最高可達 400 mA，而 Zero 型號的耗電量則要低得多。
如果你想 更長的電池壽命請選擇功耗較低的型號。這樣可以讓您的 Raspberry Pi 電池供電時間更長。
對電池壽命的影響
您選擇的 Raspberry Pi 型號會影響專案使用電池運作的時間。以下是一些需要注意的事項：
配備 SSD 的 Raspberry Pi 4 Model B 使用普通電池可運作約 5 小時。使用 SD 卡代替 SSD 可延長續航時間。
更快的儲存（例如 SSD）可以幫助您的 Pi 快速啟動應用程序，但會消耗更多電力。
Raspberry Pi 5 需要更多電力。它可能不太適合需要長電池續航力的便攜式項目。
提示：如果您希望專案持續一整天，請選擇功耗較低的型號，並避免使用會耗盡電池的額外硬體。
選擇正確的型號可以幫助您從 Raspberry Pi 電池電源專案中獲得最大收益。
電池壽命計算
電流消耗和容量
在選擇電池之前，您需要了解 Raspberry Pi 的耗電量。每個型號的耗電量都不同。下表顯示了常見 Raspberry Pi 型號的典型耗電量。您可以了解您的專案在空閒或高負載情況下可能需要的電量。
樹莓派型號 | 空閒電流消耗（W） | 空閒電流消耗（mA） | 負載電流消耗（W） | 負載電流消耗（mA） |
|---|---|---|---|---|
樹莓派5 | 3.0-3.5 | 600-700 | 7.0-9.0 | 1400-1800 |
樹莓派4B | 2.5-3.0 | 500-600 | 5.0-7.5 | 1000-1500 |
樹莓派400 | 2.7-3.2 | 540-640 | 5.5-7.5 | 1100-1500 |
樹莓派3 B + | 1.9-2.3 | 380-460 | 3.5-5.5 | 700-1100 |
樹莓派零 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 |
注意：電流消耗會根據你使用 Raspberry Pi 的操作而改變。如果你播放影片或使用 GPIO 引腳，電池消耗會更快。當你的 Pi 處於空閒狀態或深度睡眠狀態時，它的功耗會更低。
示例計算
你可以估算你的 Raspberry Pi 的使用壽命 電池電量設定 只需使用簡單的公式即可持續使用。這有助於您規劃專案並避免電力耗盡。
至 計算電池壽命， 使用：
壽命（循環次數）=（容量 x 100）/（放電率 x 放電深度）
容量以安培小時（Ah）為單位
放電率以安培（A）為單位
放電深度是充電前電池使用的百分比
假設您使用 5000mAh（5Ah）的鋰電池，而您的 Raspberry Pi 4 B 在負載下消耗 1A 電流。如果您在充電前使用了 80% 的電量，則計算方法如下：
Life = (5 x 100) / (1 x 80) = 500 / 80 = 6.25 cycles
對於一次充電，您可以這樣估算運行時間：
運轉時間（小時）=電池容量（Ah）/電流消耗（A）
例如：5Ah / 1A = 5 小時
提示：如果您的專案使用深度睡眠或保持閒置狀態，則可以延長電池續航力。啟動時會消耗更多電量，因此頻繁重啟會縮短電池壽命。
您可以使用這些計算為您的 Raspberry Pi 電池電源專案選擇合適的電池。
選擇鋰電池
容量與便攜性
為 Raspberry Pi 挑選電池時，需要考慮電池的續航時間和攜帶方便程度。電池容量越大，專案運作時間越長，但重量越大，佔用空間也更大。電池容量越小，重量越輕，佔用空間也更小，但續航時間也較短。
您可以在 Raspberry Pi 專案中使用不同類型的電池：
鎳氫 (NiMH) 電池
鉛酸電池
大多數人最喜歡鋰離子或鋰聚合物電池。這些電池體積小巧，能量密度高。它們非常適合便攜式項目，並且能夠為 Raspberry Pi 提供穩定的電池供電。
提示：購買電池前，請務必檢查電池是否貼有安全標籤。請查看電池是否符合 UN38.3、UL1642 和 IEC62133 標準。這些標籤表示電池已通過重要的安全測試。
證書 | 簡介 |
|---|---|
UN38.3 | 這是在世界各地安全運輸鋰電池所必需的。它確保電池符合安全規則。 |
UL1642 | 這可以檢查鋰電池是否安全，是否過熱或短路。 |
IEC62133 | 這是全球針對充電電池的一項規定。它有助於防止電池過熱或漏液等問題，從而確保便攜式設備中的電池安全。 |
項目權衡
在選擇電池之前，先想想你的專案需要什麼。如果你想讓你的樹莓派工作更長時間，你可能需要更大的電池。這會使你的專案更重、更大。如果你想讓你的專案更小更輕，你可能需要更頻繁地充電。
較大的電池（如 D 型電池）使用壽命更長，但更重且更大。
較小的電池（如 AA 電池）較輕，但使用壽命較短。
電池類型和項目使用的電量將影響其工作時間。
你也應該了解一下新的電池技術。一些新型單節鋰離子 UPS 設備可以為你的 Raspberry Pi 提供足夠的電力，並使其保持運行狀態，直到你安全地關閉它為止。現代電池管理系統 (BMS) 採用特殊設計，甚至人工智慧來監控電池健康狀況並阻止問題發生。這些功能可以幫助你的電池延長使用壽命，並確保你的專案安全。
注意：您的電池續航力可能不如預期。過度耗電會降低電池效率。請務必選擇能夠承受專案最大功率的電池。
Raspberry Pi 電池電源設置
您需要合適的零件和周密的計劃來設定 Raspberry Pi 電池供電。這有助於您的專案安全且有效率地運作。下文將介紹所需的主要零件、簡單的設定步驟以及各種方法的比較。
基本充電控制器
充電控制器可以保護您的鋰電池和 Raspberry Pi 的安全。它控制電池的充電方式並防止損壞。您應該始終為鋰電池配備充電控制器。
充電控制器 | 簡介 |
|---|---|
TP4056 | 控制鋰電池的電流和電壓。防止過度充電，延長電池使用壽命。 |
MT3608 | 將 3.7V 更改為 5V。讓您充分利用電池電量並確保充電安全。 |
良好的充電控制器具有許多安全功能：
保護機制 | 簡介 |
|---|---|
過充保護 | 阻止電池過度充電。 |
反向保護 | 若電池連接錯誤，仍可確保安全。 |
短路保護 | 阻止過多的電流，因為過多的電流會導致發熱。 |
小提示: 購買充電控制器前，請務必查看這些安全功能。它們有助於確保 Raspberry Pi 電池供電系統的安全。
逐步添加充電控制器
將充電控制器焊接到電池板上。
將電池座連接到控制器。
將輸出線連接到 Raspberry Pi 電源輸入。
在連接 Raspberry Pi 之前測試電壓輸出。
4 芯 18650 電池座可延長電池使用時間。許多充電控制器還能讓您快速充電至 3000mA，並在電池和轉接器之間不間斷切換電源。
DC/DC轉換器
DC/DC 轉換器將電池電壓轉換為 Raspberry Pi 所需的電壓。大多數鋰電池的電壓為 3.7V，但 Raspberry Pi 需要 5V。
規格 | 重要性 |
|---|---|
當前容量 | 必須為 Raspberry Pi 4 提供高達 3 安培的電流，尤其是在啟動時。 |
效率 | 高效率（高達95%）節省能源。 |
穩定電壓輸出 | 應該給大約 5.3V，但絕對不會超過 5.45V。 |
內阻低 | 節省電力並幫助您的專案更好地運行。 |
環形電感器設計 | 處理啟動 Raspberry Pi 所需的高電流。 |
一些流行的 DC/DC 轉換器包括：
型號說明 | 電壓處理 | 價格範圍 |
|---|---|---|
降壓轉換器 | 高達 30V | $ 25或更多 |
高階12V轉換器 | 36V到12V | 不適用 |
請勿使用廉價的 USB C 電源轉接器。它們經常損壞，並且可能無法保護您的 Raspberry Pi 電池供電系統。
逐步安裝 DC/DC 轉換器
將電池輸出連接到 DC/DC 轉換器輸入。
使用萬用電表將輸出電壓設定為5.1V–5.3V。
將轉換器輸出連接到 Raspberry Pi 電源插針或 USB 連接埠。
透過檢查 Pi 電源輸入的電壓來測試系統。
您可以在電池和轉換器之間添加一個開關，以便輕鬆控制電源。請務必檢查轉換器的最大電流輸出。對於 Raspberry Pi 4，至少需要 3A 的電流。
功率提升模組
電源升壓模組有助於在電池電量耗盡時保持電壓穩定。它可以將電壓從 3.7V 升至 5V，非常適合 Raspberry Pi 電池供電專案。
獨特之處 | 簡介 |
|---|---|
內部升壓轉換器 | 將 Raspberry Pi 的電壓從 3.7V 升至 5V。 |
低排放截止 | 防止電池過度消耗，從而確保電池安全。 |
高電荷截止 | 停止過度充電，使您的設定更安全。 |
電壓穩定性 | 即使電池電量低，輸出仍保持 5V。 |
關斷閾值 | 在 2.5V 時關閉以保護電池免受損壞。 |
請注意： 電源增強模組非常適合便攜式項目。它們可以幫助你的 Raspberry Pi 運行更長時間，並保持安全。
逐步操作：使用功率提升模組
將鋰電池連接到電源升壓模組輸入端。
將模組輸出連接到 Raspberry Pi 的 5V 和 GND 引腳。
確保輸出保持在 5V，即使電池電量耗盡。
當電池電量不足時，請注意自動關機。
基本硬體概述
以下是安全 Raspberry Pi 電池電源設定所需的主要硬體的快速清單：
組件說明 | 信息 |
|---|---|
最大電流輸出 | 5.1V 5000mA |
電池座 | 4顆18650電池座 |
保護功能 | 過流、過壓、反接 |
效率 | 高達 95% 的最佳電源利用率 |
電源輸入範圍 | 6V到18V |
快速充電容量 | 3000mA |
電源開關 | 輕鬆在備份和適配器之間切換 |
自動關機 | 當 Pi 關閉時關閉 |
待機功耗 | 非常低，有助於延長電池使用壽命 |
比較設定方法
每種方法都有其優缺點。以下是一個簡單的比較：
選項 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
基本充電控制器 | 易於使用，保護電池和 Pi | 可能無法提升所有 Pi 型號的電壓 |
DC/DC轉換器 | 處理高電流、穩定電壓 | 需要仔細設置，成本更高 |
功率提升模組 | 保持5V輸出，保護電池 | 可能無法為 Pi 4 提供足夠的電流 |
基本充電控制器適用於簡單的專案和較小的 Raspberry Pi 模型。
DC/DC 轉換器最適合 Raspberry Pi 4 或 5 等高功率型號。
電源升壓模組非常適合需要穩定電壓的便攜式項目。
經常測試你的設定。檢查電壓和溫度，以確保你的 Raspberry Pi 電池供電系統安全。很多人覺得好的設定可以讓 Raspberry Pi 運作數小時，但如果是整夜或戶外使用，你可能需要更大的電池。
您可以使用鋰電池來運行 Raspberry Pi。首先，請檢查電壓是否正確。防止電池過滿或過空。務必檢查連接是否牢固。下表列出了需要注意的重要事項：
獨特之處 | 簡介 |
|---|---|
電壓輸入 | 鋰離子電池供電，電壓為 3.7V |
電壓輸出 | 為您的 Raspberry Pi 升壓至 5V |
電池保護 | 停止過度充電和過度放電 |
LED指示燈 | 綠色表示已充滿，紅色表示正在充電 |
有些人想知道行動電源或太陽能電池板是否可以供電。是的，只要它們至少能提供 5V 和 2.5A 的電壓，就可以使用。
嘗試不同的方法來為你的 Raspberry Pi 供電。分享你的發現。如果你有任何問題或想法，請在下方留言！
常見問題
您可以將任何鋰電池與 Raspberry Pi 一起使用嗎？
您需要使用符合 Raspberry Pi 電壓和電流需求的鋰電池。大多數 Pi 型號需要 5V 電壓。請務必檢查電池輸出，並使用 安全充電控制器.
你怎麼知道你的電池是否夠大？
檢查樹莓派的電流消耗。以電池容量（以 mAh 為單位）除以樹莓派的當前耗電量（以 mA 為單位）。這樣就能得到樹莓派的運行時間（以小時為單位）。為了安全起見，請額外增加電池容量。
在 Raspberry Pi 運行時為電池充電安全嗎？
是的，如果您使用合適的充電控制器，您可以同時充電和使用電池。此控制器可保護電池和您的 Raspberry Pi 免受損壞。
您可以使用行動電源來運行 Raspberry Pi 嗎？
是的！許多行動電源只要能提供至少 5V 和 2.5A 的電壓就能正常運作。有些行動電源在低負載時會斷電，所以在專案中使用前請先測試一下。
如果 Raspberry Pi 開啟時電池耗盡會發生什麼？
你的 Raspberry Pi 可能會突然關機。這可能會導致資料遺失或損壞。使用 電池管理系統 或 UPS HAT 在電池電量不足時安全地關閉您的 Pi。
