Raspberry Pi 4 über GPIO mit Strom versorgen

  • Guten Abend,


    ich habe ein paar Fragen bzgl. der Stromversorgung des Raspberry Pi4 über GPIO Pins.


    1) Ist es möglich den Strom über die Pins 2,4 (5V, rote Ader) und GPIO Pin 6 (GND, schwarze Ader) zu versorgen? (Laut weniger Google Treffer schon)

    2) Gibt es im Vergleich zur Versorgung über USB C hier Nachteile? Absicherung? Schutzmechanismen in der elektrischen Schaltung?

    3) Sollte man hier bei einer Versorgung über die GPIO Pins zusätzlich Schutzvorkehrungen treffen? Sicherungen? Besondere (Jumper) Kabel wegen höherer Spannungen?



    Ich bin leider nicht ganz so der Elektriker :conf: und möchte natürlich meinen neuen Pi nicht gleich kaputt machen.


    Ich wäre für Unterstützung in diesem Thema sehr dankbar.


    Ps.: Ich habe zwar die Suche bemüht und keinen ähnlichen Eintrag gefunden, konnte mir das aber nur schwer vorstellen. Also sorry, falls es doppelt sein sollte.

  • Ps.: Ich habe zwar die Suche bemüht

    das wird hier immer wieder gefragt!


    GPIO Versorgung ist möglich, aber nicht nur 2x +5V Kontakte nutzen auch mindestens 2x GND Kontakte nutzen!

    Es wird die Schutzschaltung aber umgangen, Polyfuse (Überstrom) und TVS (Überspannung)!

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • das wird hier immer wieder gefragt!

    Dann habe ich die Suche wohl falsch bedient. Zumindest im Raspberry Pi 4 Forum gibt es zu "GPIO Strom" keine Treffer. Auch die Alternativen beim Erstellen des Beitrages auf Basis des Titel waren nicht aufschlussreich. Nunja...


    GPIO Versorgung ist möglich, aber nicht nur 2x +5V Kontakte nutzen auch mindestens 2x GND Kontakte nutzen!

    Ok. Das wäre ja kein Problem.


    Es wird die Schutzschaltung aber umgangen, Polyfuse (Überstrom) und TVS (Überspannung)!

    Das habe ich ja befürchtet. Ist das nun "schlimm"? Gibt es eine kleine Komponente/Bauteil, dass ich davor setzen kann/soll?



    In einem Thread habe ich, dass hier gelesen:

    Quote

    The Pi4 has no polyfuse like previous models and according to the reduced svhematics the USB-C power in is directly connected to the 5v pin on the GPIO header

    Diese Aussage suggeriert mir, dass sich hier der Aufbau der Schaltung im Vergleich zu den Vorgängern geändert hat und USB-C und GPIO PIN an der selben Leitung hängen?


    Vielen Dank für die Unterstützung.

  • Gibt es eine kleine Komponente/Bauteil, dass ich davor setzen kann/soll?

    Polyfuse wäre gut nach Bedarf 3-4A und TVS Diode um 5,5V (evtl. noch eine dicke Diode am GPIO gegen Verpolung, dann sollte die Polyfuse greifen, aber meist sterben Halbleiter eh schneller als alle Schutzmaßnahmen)

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  • Okay. Das werde ich mir dann vorher besorgen. Wenn ich korrekt recherchiert habe wird eine Polyfuse (in Reihe geschaltet) bevor ich auf den GPIO Pin gehen würde. Die TVS Diode hingegen schaltet man parallel zwischen 5V und Masse, aber das nach der Sicherung, korrekt?

    Mein Netzteil hat die Spezifikationen: 5V und 3,1A

  • Ne, 5V/3,1A.

    Entspricht diesem Model:

    https://www.reichelt.de/usb-la…ma-goo-56746-p225275.html


    Hab es beim kleinen Elektroladen um die Ecke gekauft.


    Vielleicht die Erklärung warum Mikro USB,

    1) weil die nichts anderes da hatten.

    2) weil ich den Pi in einem größeren Gehäuse verbauen will und nach außen schon Mikro USB Platinen mit ein paar Lötstiften verbaut habe, die ich gerne nutzen will.

    3) weil ich lediglich Strom und keine Daten über die Leitung fließen lassen muss.


    Mein erster Gedanke war ein USB-C Kabel aufzuschneiden und nach 5V und GND Ader zu schauen, aber leider war das nicht so einfach bei meinem Kabel. Es gab eine kleine 5V Ader (relativ dünn) und GND muss wohl in der Mantelung sein. Das gefiel mir irgendwie auch nicht. Also kam die Idee, die GPIO Pins zu nutzen.

    • Official Post

    Ne, 5V/3,1A.

    Entspricht diesem Model:

    https://www.reichelt.de/usb-la…ma-goo-56746-p225275.html


    :-/


    Na ich bin echt mal gespannt ob überhaupt und falls doch, wie lange der RPi 4 mit diesem Ladegerät laufen will. Weshalb besorgst Du Dir nicht das offizielle RPi4-Netzteil?

  • Ok, das klingt nicht so doll. Noch kann ich es ja auch zurückgeben. ;)


    Letzlich habe ich das so gedacht, weil ich ja auch dann noch innerhalb des Gehäuses eine weitere Verkabelung vornehmen muss. Das Gehäuse beherbergt nicht nur den Pi sondern, u.a. noch einen kleinen Netzwerkswitch, HDMI Splitter, HDMI-USB Converter, ein 5V Netzteil...

    Es ist das ein alter Radio Tuner den ich als Box in meinem Sideboard für mein Ambilight nutzen will.


    Mit dem offiziellen Netzteil könnte ich von Steckdose zum Gehäuse auf eine USB-C Platine kommen und dann? Gibts ein Kabel/Gehäusestecker, der es mir ermöglicht das ganze "drinnen" auch zu verkabeln? Die Alternative die Kabel von außen durch ein Loch in das gehäuse ohne Stecker zu führen fand ich "unelegant" und wollte ich erstmal vermeiden.


    Ps.: Im Bild ist noch der alte Raspberry Pi B+, der ersetzt werden soll.

  • Das Netzteil ist ein Meanwell RS 75-5 Schaltnetzteil mit 5V und 12A. Abgesichtert über eine 15A Sicherung.

    Es dient aktuell zum Betrieb von etwa 220 LED eines LPD8806 LED Stripes. Im Netz habe ich dazu mal das hiergefunden.


    Wie meinst du sollte ich das nutzen? USB-C? Welches Kabel empfielt sich?

  • Quote

    Einstellbarer Spannungsbereich: 4,75...5,5 V DC

    Damit lässt sich die Spannung auch auf 5,1 Volt hochdrehen, zur Stromversorgung nutze ich auch die Pins am Pi, da der Pi4 eh keine Polyfuse mehr hat.

    Wenn man vorher alles prüft, benötigt man diese auch nicht.

  • Ich meinte, ob es möglich ist, das Meanwell Netzteil (lässt sich auf 5,1V einstellen wie fred0815 schon erwähnt hat) für die Stromversorgung des RPi 4 mit zu nutzen. Ob das Möglich ist, kannst im Moment nur du beantworten. In dem Gehäuse sind ja einige Geräte die darüber(?) versorgt werden. Für die 220 LEDs x 0,02A (wenn ich das PDF richtig deute) wird 4,4 A benötigt. Ein RPi 4 würde ich mit 3 A rechnen (kommt drauf an was alles angeschlossen wird). Summiere den Maximalwert aller Verbraucher. Dann weisst du ob die 12 A des Netzteils ausreichen.

  • das Meanwell Netzteil (lässt sich auf 5,1V einstellen wie fred0815 schon erwähnt hat)

    ich würde aber nach dem Einstellen das Poti vermessen und beide Seiten durch Festwiderstände ersetzen.

    Potis neigen öfter zum Ausfall, Korrosion, Kontakte, Alterung und dann wäre es doof wenn Überspannung ungeschützt auf den PI und Anderes kommt. (PS. 5,2V geht auch!)

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Hi!

    Nachdem in dem Gehäuse ohnehin bereits ein Netzteil vorhanden ist, sollte man das eigentlich auch zur Stromverwendung heranziehen.

    Ganz einfach lässt sich die notwendige Spannung mit einem BEC aus dem Modellbau regeln.
    Diese BEC gibt es mit 2 oder 3 A (bzw. auch 10A) und je nach Ausstattung ist die gewünschte Spannung entweder auf 5/5,5/6 V einstellbar - bei einfachen BEC ist diese fix auf 5V eingestellt.

    Aus so einem BEC, einem 3S LiPo (voll geladen ~ 12,6 V) und einer USB-Buchse habe ich mir vor Jahren eine "Powerbank" geschnitzt an der diverse USB-fähige Geräte problemlos geladen wurden.


    Das BEC wird also ganz einfach am 12V-Ausgang des Netzteiles angeschlossen und kann den pi4 mittels USB-C mit "Strom" versorgen.

    Die Kabelbelegung der USB-Buchse findet sich ganz einfach per Suche im i-Net und ein Lötkolben scheint mir vorhanden zu sein.


    Gruß

    Tom



    Beispiel eines preiswerten BEC mit 5A:
    https://www.modellbau-shop.at/index.php?a=534

  • Vielen Dank für die Rückmeldungen. Ich lese dann heraus, dass ich das Netzteil als Energiequelle nehmen sollte. Ok.


    Ob das Möglich ist, kannst im Moment nur du beantworten.

    Aktuell habe ich an dem Netzteil nur die LEDs und ein paar Lüfter eingeplant. Rein von der Kapazität sollte das also locker klappen.


    ich würde aber nach dem Einstellen das Poti vermessen und beide Seiten durch Festwiderstände ersetzen.

    Das habe ich nicht verstanden. Sorry.


    Das BEC wird also ganz einfach am 12V-Ausgang des Netzteiles angeschlossen und kann den pi4 mittels USB-C mit "Strom" versorgen.

    Die Kabelbelegung der USB-Buchse findet sich ganz einfach per Suche im i-Net und ein Lötkolben scheint mir vorhanden zu sein.

    Vielen Dank für diesen Hinweis. Ein BEC kannte ich bisher noch nicht. Die Kabelbelegung wäre nicht das Problem denk ich. Das entsprechende USB-C Kabel jedoch schon. Bei meinem jetzigen scheint die Schirmung die Masse zu sein?! Ich kann ja schlecht irgendwas an die Schirmung löten und das dann nutzen. Das klingt irgendwie "gewagt" und falsch.

  • Beim Netzteil hast du ein Poti, mit welchem du die Spannung des Netzteils einstellen kannst.

    Also: Netzteil auf 5.1V regeln, mit einem Multimeter den Widerstand des Potis in dieser Stellung messen, Poti auslöten und durch Widerstand mit entsprechendem Wert ersetzen.


    Zum BEC: Du könntest vom BEC direkt auf die GPIO Pins des PI, aber das BEC wird nur 5V und nicht 5.1V liefern. K.A. wie empfindlich da der PI4 ist....


    Grüsse
    Peter

  • Das habe ich nicht verstanden. Sorry.

    wie das denn?


    Wat is ne Poti, da stelle mer uns mal janz dumm, a Poti is a Bauteil mit 3 Beinen, einen oberen und einem unteren Bein, in der Mitte ein zusätzliches Bein welches den Widerstand die Kohlebahn teilt, somit ergibt sich von der Mitte nach oben und unten je ein Widerstand.


    Bild:

    https://www.aaaa-electronic.de…oducts/large/img_8949.jpg


    Schaltsymbol:

    https://www.mouser.de/images/m…/bournspdf241-circuit.png


    da sieht man doch die beiden Widerstände ab der Mitte!


    wenn man also richtig auf sagen wir 5,15V eingestellt hat, lötet man das Poti aus, misst von der Mitte nach links und rechts oder oben und unten und bekommt 2 Werte die in Summe dem Potiwert entsprechen, baut man nun die beiden Festwiderstände nun wieder so ein wie vorher das Poti sollte die Spannung immer noch um 5,15V liegen und keiner kann die verstellen und kein Schleifer kann aussetzen wie bei normalen Potis.


    http://www.guitar-letter.de/Kn…derstandsbahnDrehpoti.jpg

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • wie das denn?


    Wat is ne Poti, da stelle mer uns mal janz dumm,

    Ich bin Informatiker, aber Physik hatte ich damals so schnell es ging abgewählt. Bereue ich jetzt.
    Der Erläuterung kann ich folgen. Danke.

    Also: Netzteil auf 5.1V regeln, mit einem Multimeter den Widerstand des Potis in dieser Stellung messen, Poti auslöten und durch Widerstand mit entsprechendem Wert ersetzen.

    Multimeter hab ich auch da.

    Bzgl. des Poti: Ihr meint aber nicht den des Netzteils, sondern ich besorge mir einen zusätzlichen und auf dem "Leitungsweg" zum Pi ermittel ich den Widerstand und setze das fest rein.

  • Bzgl. des Poti: Ihr meint aber nicht den des Netzteils

    doch genau DIESES denn dort wird ja die 5,15V eingestellt um alles auch den PI zu versorgen, oder was meinst du?

    Ich erinnere an:

    Ich lese dann heraus, dass ich das Netzteil als Energiequelle nehmen sollte. Ok.

    Rein von der Kapazität sollte das also locker klappen.

    Damit lässt sich die Spannung auch auf 5,1 Volt hochdrehen, zur Stromversorgung

    Ich bin Informatiker,

    sorry dann kann ich deiner fehlenden Logik nicht folgen:conf:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)