[ Info ] Stromversorgung Raspberry Pi

Quote from marlow

Da der Pi 2 USB Buchsen hat, kann ich dann die eine als Stromeingang nutzen? Also ich schließe dort ein USB-Kabel mit 5V an und am Micro-USB vom Pi mache ich nichts. Ist das so möglich?

natürlich, läuft bei mir seit April 2013 aus dem aktiven HUB

Hi,

möchte ja nicht mein Pi zerschießen.
Ich gehe wie folgt vor

- aus dem Netzteil lege ich das USB-Kabel als Stromnutzer an 5V + u. - an
- mit dem USB-Kabel koment von Netzteil gehe ich an den Pi USB und schlließe es dort an
- der zweite USB-Anschluß nutze ich dann für den UMTS-Stick

jetzt sollte doch schon der Pi laufen oder?
Der Micro-USB Port vom Pi bleibt leer

Sorry wenn ich es jetzt genau wissen möchte

Gruß

Danke,

habe es jetzt gemacht und es läuft. Fragt sich jetzt nur wie lange und wie stabil.

Quote from marlow

Danke,

habe es jetzt gemacht und es läuft. Fragt sich jetzt nur wie lange und wie stabil.

Quote from jar

natürlich, läuft bei mir seit April 2013 aus dem aktiven HUB

rund um die Uhr ! 24/7

Es wäre wirklich super wenn Ihr eure individuellen Probleme nicht in solch allgemeinen Info/Tutorial Threads wie diesen postet!

Wenn das jeder macht werden diese Threads ratzfatz unübersichtlich!

Es kann doch nun wirklich nicht so schwer sein für euer Problem einen eigenen Thread zu erstellen und ggf auf diesen (oder anderen) bezug zu nehmen

Zu Variante 3 kann ich aus meinen Problemen / Beobachtungen sagen: wenn das Netzteil schlecht verbunden ist (zu viel kabel / schlechte kabel / zu viel Verbindungsstellen im Kabel), freezt XBMC unter RaspBMC und kann einem mal das ganze System zerschießen.
Die Probleme gehn weg wenn man nur ein anständiges Kabel vom Netzteil zum GPIO 5V Pin legt.

Wäre vllt. hilfreich für manche das in den ersten Post aufzunehmen

was mir auffiel, nach fehlerausschlussverfahren bei jedem "absturz" des kameramoduls im dauerbetrieb.
die steckernetzteile sind allesamt mit einem "euro-stecker" ausgestattet, in deutschland sind aber in vielen/allen haushalten schutzkontakt-steckdosen vorhanden. ich hab mal, nach dem ich alle peripherie auf einen usb-hub gepackt habe und immer noch viele ausfälle hatte, einfach am steckernetzteil (mit euro-steckern) innerhalb einer mehrfachsteckdose (mit schuko) gewackelt - und siehe da, die rote led reagierte auf meine bewegungen. eigentlich auch nicht arg verwunderlich, wenn man sich beide stecker mal betrachtet - schukostecker: größerer durchmesser der stifte und durchgehende kontaktfläche. der euro-stecker ist im durchmesser kleiner und die kontaktfläche ist nur in der vorderen hälfte vorhanden. ich hab mir nun "euro-stecker-adapter" geholt, die man einfach in eine schuko-dose stecken kann. das wackeln am netzteil hat nun keine auswirkung mehr auf die rote led UND seit dem hab ich auch keinen ausfall mehr gehabt.

fazit: ich schätze, viele dieser stromversorgungsprobleme kommen durch die mischung von euro-steckern mit schuko-steckdosen.

Ich möchte hier noch mal ein paar ergänzende Worte zum Thema Stromversorgung des Raspberry Pi beisteuern.

Das ganze Chaos beginnt letztlich mit dem Entwurf des Stromversorgungsanschlusses in Form eine Micro USB Buchse.
Wenn man sich diese zierlichen Pins und die dünnen Leiterbahnen ansieht, kann es einem schon ganz anders werden und die 1A Polyfuse hat absolut ihre Berechtigung. Hoffentlich erledigt man diese Problemstelle in einer der nächsten Revisions. Ich würde mir dann auch 2 Lötanschlusspads wünschen.

Wegen der Micro USB Buchse folgen zwangsläufig die Probleme mit schwachbrüstigen, hochflexiblen, und billigen USB Stromversorgungskabeln. Selbst wenn das System läuft, weiss man doch nie, welche Sicherheitsreserven es hat.

Nun zu den Netzteilen. Häufig wird erst mal irgend ein altes Handyladegerät probiert. Diese sind oft erschreckend "weich" dimensioniert. Gut, es steht z.B. 5V/1A auf dem Teil. Aber der Leerlauf liegt u.U über 6V und die Volllastspannung bricht auf 4,3V ein. Diese Charakteristik ist recht sinnvoll zur Ladung des Handy-Akkus aber für den Raspberry völlig ungeeignet Fazit: Man tut gut daran, etwas Bewährtes mit einer stabilen Spannungsreglung zu kaufen.

Die Frage 1A oder 1,2A oder gar 2A ist recht einfach zu beantworten. Kalte Elektronik lebt länger. Das 1A Gerät muss fast Vollgas fahren, wird also u.U. punktuell recht heiss sein. Wohlgemerkt, wir reden hier über kleine, hochbelastete Bauteile - nicht über die Gehäusetemperatur von aussen Eine Überversorgung mit Strom findet nicht statt, denn der Verbraucher bestimmt den Strom, den er braucht. Nur im Kurzschlussfall sind die 2A unangenehmer. Wenn man zusätzliche Peripherie mitversorgen will, ist das stärkere Netzteil in jedem Fall sinnvoll, denn die Verwendung mehrerer Netzteile kann zu völlig unklaren Rückspeisungen (z.B. beim Ein/Ausschalten) mit u.U. zerstörerischer Wirkung führen.

Die Grafiken im Eingangsbeitrag dieses Threads geben einen guten Überblick über die Speisemöglichkeiten. In einem Punkt widerspreche ich aber dieser einfachen Darstellung, nämlich bei der USB- Speisung. Leider sind mir nur 2 Schaltbilder älterer Revisions zugänglich, aber die reichen völlig, um das Problem zu demonstrieren.

RP100021 vom 17.Apr.12 schliesst die beiden USB Ports über je eine 140mA Polyfuse an, geht also nicht
RP100027 vom 8. Nov. 13 schliesst sie ungesichert und parallel verbunden an - das geht, entspricht aber gar nicht der Norm.

Ob neuere Revisions mit 4 Ports elektronische Sicherungen mit Rückspeiseverhinderung verwenden, konnte ich nicht ermitteln.
Die USB Norm würde für diese Buchsen je min. 400mA Belastbarkeit vorsehen, da kommen wir mit 1A Einspeisung wohl nicht recht weit. Fazit: USB-Buchsen sollten USB-Geräten vorbehalten bleiben!

Noch ein Hinweis zu Y-Kabeln. Die ct hatte dazu vor Jahren einen Beitrag veröffentlicht, der ausführte, warum das unbedingt abzulehnen ist. Dem schliesse ich mich hier ohne die Begründung zu wiederholen an.

Wenn wir jetzt noch einmal zum Eingangsbeitrag von dreamshader zurückkehren, bleibt als beste Lösung die Speisung über die GPIO-Steckleiste. Wenn dann noch wie z.B. beim MAMBOBERRY HiFi DAC die Spannungsregelung unmittelbar auf dem Aufsteckboard realisiert ist sind eigentlich alle Wünsche erfüllt. Dass diese Regelung sicher auch weit weniger rauscht, verbessert die HiFi-Eigenschaften, ist sonst aber ohne Bedeutung. Bei dieser Lösung sind jedenfalls keine stromversorgungsbedingten sporadischen Aussetzer zu erwarten.

Was darüber hinaus trotzdem noch schiefgehen kann, werde ich in einem weiteren Thread darlegen.

Dieser Beitrag entstand nach einer entnervenden Fehlersuche, die ich anderen gerne ersparen möchte.

Hardware: Rasberry Pi B+ , ein gut stabilisiertes 2-poliges Steckernetzteil, Keyboard, Maus, und ein LCD-Monitor mit 2-poligem Steckernetzteil.

Problem: Unregelmässige Abstürze auch aus langen Leerlaufphasen. Problem wurde durch Austausch des Monitors behoben.

Analyse: Keine der HW-Komponenten wurde aus einem Netzteil mit PE-Anschluss (3-Poliger Stecker) versorgt. Dadurch sind sie auf einem undefinierten Spannungsniveau, sodass Schaltvorgänge im Netz, aber auch das Einstecken vom Ethernetkabel oder USB Peripherie zu Spannungssprüngen und zum Absturz führen.

Der Austauschmonitor hingegen ist 3-polig mit einem Kaltgerätekabel angeschlossen, der das System auf PE-Niveau festlegt. Damit wurde sofort ein absolut stabiler Betrieb erreicht.

Fazit: Anwendungen bei denen der Raspberry auf keinem der üblichen Wege (das sind vorwiegend Netzteil wie oben, Monitor wie oben, Ethernetkabel, ggf. Peripherie) mit PE verbunden ist, sollten unbedingt zusätzlich am negativen Pol der Stromversorgung (GND-Pin, Steckergehäuse) geerdet werden. Eine "weiche" Erdung über eine RC Kombination sollte in der Regel ausreichen um Störungen zu unterbinden. Bei Metallgehäusen ist die Erdung ohnehin Vorschrift, sodass nur noch die Brücke zum Raspberry eingebaut werden muss.

Anmerkung: Dieser Beitrag deckt NICHT die sicherheitstechnischen Aspekte und Vorschriften der Erdung nach VDE ab, sondern behandelt nur den Einfluss auf den stabilen Betrieb des Raspberrys.

tu dir mal eine Suche hier im Forum mit dem Keyword "Mysterium" an und lies den Thread...

Mfg, das Zen

Da kommt wirklich eine ganze Menge zurück und das unterstreicht das Problem Stromversorgung, auch wenn manches andere Ursachen haben dürfte.

Ich habe mal so ganz kurz den Beitrag von yellow Frog überflogen. Dabei ist mir folgendes aufgefallen:
Der USB-Stick wird "ganz schön heiss". Wenn ich hier mal "ganz schön mutig" schätzen soll, würde ich sagen, dass das in etwa 2W verbrutzelt werden. Das wiederum sind ca. 400 mA zusätzlich zum Verbrauch des mit 900MHz getakteten Boards. Wenn die Stromversorgung über die Micro-USB Buchse erfolgt, wundert mich nichts mehr.

...und das Thema SD-Karten ist auch so eine unendliche Geschichte. Ich habe inzwischen eine kleine Sammlung an zweifelhaften Exemplaren.

Sooo....hab mich jetzt Seitenweise durch den Threat geklickt und den entscheidenden Begriff bislang nicht gelesen.
Achtung: Kirchhoffsche Maschenregel.

Ich bin zwar selbst nur Laie, erinnere mich aber, dass die Regel besagt, dass an einem Knotenpunkt immer so viel Strom rausgeht wie reinfließt.

Für den Raspberry müsste das heißen: Wenn ich mit einem dicken Netzteil (sagen wir mal 5A) an den 5V und den GND-Pin des Raspberrys gehe und an den selben beiden Pins ebenfalls dicke Verbraucher anschließe (zum Beispiel mehrere Lüfter), dann dürften die Leiterbahnen vom Raspberry davon eigentlich nichts mitkriegen, denn der starke Strom geht direkt an die Lüfter.

Die GPIOs sind also die beiden Knoten. Wenn an einem Knoten drei Leiter sind (Netzteil, RPI, Lüfter) dann gehen da z.B. 2,7A rein und am RPI 0,7A raus. Durch das Lüfterkabel wandern 2A raus. So zumindest die Theorie. Die Raspberry-Leiterbahnen wären also auch bei noch so starkem Eingangsstrom nicht gefährdet, weil die starken Verbraucher direkt am Knoten angeschlossen sind.

Bin nicht ganz sicher, ob das perfekt stimmt, gerade weil wir ja zwei Knoten hätten (+5V und GND), aber ich denke, das ist gedanklich kein ganz falscher Weg.

Hier mal zwei Links zum Thema:

Leicht verständliche Skizze

Erklärung mit Animation

Stimmt snoopy. Auch hier gilt die Kirchhoffsche Maschenregel.und sie muss im Gegensatz zu den meisten Signalleitungen auch hin und wieder beachtet werden.

Quote from snoopy123

Für den Raspberry müsste das heißen: Wenn ich mit einem dicken Netzteil (sagen wir mal 5A) an den 5V und den GND-Pin des Raspberrys gehe und an den selben beiden Pins ebenfalls dicke Verbraucher anschließe (zum Beispiel mehrere Lüfter), dann dürften die Leiterbahnen vom Raspberry davon eigentlich nichts mitkriegen, denn der starke Strom geht direkt an die Lüfter.

Die GPIOs sind also die beiden Knoten. Wenn an einem Knoten drei Leiter sind (Netzteil, RPI, Lüfter) dann gehen da z.B. 2,7A rein und am RPI 0,7A raus. Durch das Lüfterkabel wandern 2A raus. So zumindest die Theorie. Die Raspberry-Leiterbahnen wären also auch bei noch so starkem Eingangsstrom nicht gefährdet, weil die starken Verbraucher direkt am Knoten angeschlossen sind.

Bin nicht ganz sicher, ob das perfekt stimmt, gerade weil wir ja zwei Knoten hätten (+5V und GND), aber ich denke, das ist gedanklich kein ganz falscher Weg.

Alles richtig aber vielleicht für den Alltag ein wenig theoretisch formuliert. Wichtig ist, wo die Knoten gesetzt werden. Bei einem Netzteil mit Schraubklemmen bietet es sich an, die Leitungen zu den verschiedenen Verbrauchern ab der Schraubklemme getrennt zu halten. Bei einem Steckernetzteil ist es der Hohlstecker bzw Buchse. Natürlich hast du vollkommen recht mit deinen Überlegungen zum GND-Knoten. In der Praxis wird der gerne etwas "vermatscht" an verschiedenen Punkten des Metallchassis angeschlossen. Das wird beim Raspi i.d.R. keine Probleme machen, aber spätestens beim Einsatz genauer AD-Wandler darf man sich im Detail auch um die Masseführung kümmern. Weniger problematisch ist Vcc, denn diese wird auf dem Raspi ohnehin erstmal auf 3V3 herunter geregelt.

Dein Beispiel mit den Lüftern ist übrigens recht unproblematisch, da diese normalerweise keine weitere Verbindung zum Raspi haben. Kritisch werden kann es aber, wenn z.B. Peripherie am GPIO angeschlossen wird und zusätzliche Stromversorgungkabel verwendet werden sollen/müssen. Bedenke dabei immer, dass sobald ein nennenswerter Strom fließt GND nicht mehr unbedingt gleich GND ist oder mit anderen Worten du darfst im theoretischen Modell Leitungswiderstände mit Werten > 0 einsetzen.

wenn du aber an einem 5V PIN 5A Netzteil anschliesst und 3A am anderen 5V pin absaugst dann bekommen das die Leiterbahnen vom PI schon mit, gilt auch für 2 verschiedene GND Pins.

Im Anhang eine Skizze, die sich die Maschenregel zu Nutze macht. Bitte nicht wieder löschen.

Mit dieser Schaltung überbrückst Du aber die Polyfuse und auch der Überspannungsschutz ist auch nur noch bedingt wirksam.

Ist sowieso komplett unsinnig!

Die 5V Versorgung wird niederohmiger sein als die Steckkontakte vom Breadboard, dort noch mal eine Leitung zum USB hat keinen Sinn.
Mehr Sinn hätte ein 1000µF/6,3V ElKo an der USB A Buchse um Spannungseinbrüche bim Stecken von USB A Stecker zu vermeiden.

Die Relaisplatine sieht typisch Arduino aus, die taugt am PI ohne Treiber nicht.

Quote from dbv

Was soll mir diese Zeichnung sagen? Das ich von einem Breadboard aus mehrere Endgeräte mit Strom versorgen kann?

Ja.

Quote

Mit dieser Schaltung überbrückst Du aber die Polyfuse

Ja, das stimmt. Solange keine starken Verbraucher an den GPIOs angeschlossen werden, sollte das aber unbedenklich sein. Die GPIOs sollten als reine Datenleitungen betrachtet werden. Verbraucher benötigen also immer einen Transistor / MOSFET / Optokoppler o.Ä.. Es würde ja auch Niemand auf die Idee kommen, Motoren oder Lampen an eine serielle Schnittstelle oder einen VGA-Anschluss anzuschließen. Gleiches gilt hier.

Quote

Die 5V Versorgung wird niederohmiger sein als die Steckkontakte vom Breadboard, dort noch mal eine Leitung zum USB hat keinen Sinn.

Mehr Sinn hätte ein 1000µF/6,3V ElKo an der USB A Buchse um Spannungseinbrüche bim Stecken von USB A Stecker zu vermeiden.

Damit spart man sich den aktiven USB-Hub. Die Skizze ersetzt vier Netzteile durch eines, ohne den Raspberry zu gefährden. Wegen der Maschenregel verteilen sich die Ströme "automatisch" an die verschiedenen Bauteile. Wenn also z.B. zwei dicke Festplatten an den USB kommen, kriegt das RPI-Board davon überhaupt nichts mit. Überlastung der Leiterbahnen ist nicht zu fürchten.

Die Schiene des Breadboard fungiert also als Knoten, von dem aus sich die Ströme in benötigter Stärke verteilen (und auch wieder zusammenlaufen).

Edit:
Die Kontakte des Breadboards haben einen viel größeren Querschnitt als die RPI-Leiterbahnen. Daher ist der Widerstand im Breadboard natürlich geringer (es steht "mehr Metall" für den Elektronenfluss zur Verfügung). Anders ausgedrückt: Würde man es übertreiben und extra viel Strom jeweils durch Raspberry und Breadboard jagen, würde der Raspberry im Vergleich zuerst glühen, weil der Widerstand durch die feinen Leiterbahnen größer ist.