Stromversorgung für Raspberry Pi 4 Cluster + Gehäuse - Tipps und Tricks?

  • Hallo zusammen,

    ich versuche grade eine Stromversorgung für ein pi Cluster zu entwerfen.

    Stand jetzt: Ich benutze zwei PC Netzteile und deren 5V Ausgang beide Netzteile haben jeweils einen Output von 25A an den 5V Lines für die Pi's und Switch. Für den Router und Sonstige 12V Geräte verwende ich einen von den 12V ( 32A ) Ausgängen.

    Das Internet geht übers LAN und ich verwende einen 16 Port Switch [Anzeige] ( 5V / 5A ). Um mein eigenes privates Netzwerk vor meinen Experimenten zu Schützen + sich keine Sorgen zu machen wegen Komplikationen bei DNS eingräten etc. sitzt das Cluster hinter einer ( Fritz!Box 7490 12V / 2,5 A ). Das Ganze Cluster wird Wassergekühlt. Die Pumpe [Anzeige] braucht 12V, 0,7A und der Radiator wird gekühlt mit drei Lüftern die 12V benötigen ( Die Stromaufnahme kenne ich nicht, gehe aber davon aus, dass diese Vernachlässigbar ist. Es handelt sich um diesen Lüfter [Anzeige] 3x). Es gibt noch einen uC der die Temp-Reglung macht und schaut wie warm die Temp der CPUS ist die Wassertemp etc. und entsprechend "regelt" (seine kurven abbildet). Dessen Stromaufnahme kenne ich ebenfalls nicht genau würde aber einfach von 0,3A ( Arduino + Ethernet Schild + plus ein paar custom ic's) ausgehen bei 5V das sollte auf jeden Fall reichen.

    Das Cluster enthält 10 PIs mit unterschiedlich viel RAM aber alle von der Version 4.

    Zusammen macht das:

    5V mit 10*3A ( PI's) + 5A ( Switch ) + 0,3A ( Controller ) = 35,3A

    12V mit 2,5A ( Router ) + 0,7A ( Pumpe ) + ~1A ( Lüfter) = 4,3A

    Und das alles fliegt alles mehr oder weniger lose auf meinen Hobbytisch rum. Da ich zuerst Dachte es ist nur ein temporärer Aufbau aber ich muss mir selber eingestehen, dass ich das Cluster wohl zu lieb gewonnen habe um es jemals wirklich wieder abbauen zu können.

    Das was ich erreichen möchte: eine Box wie ein "normaler" Desktop pc. Ein Ethernet Anschluss fürs Internet und ein Kaltgerätestecker zur Stromversorgung vielleicht noch 10 RGB Leds die von aussehen sichtbar sind und als Monitor dienen wie AUS / LAST / ERROR etc. aber das wird aktuell noch nicht unterstütz wäre nur vielleicht gut im Hinterkopf zu haben, sich diese Option offen zu halten.

    Bei der Umsetzung bin ich auf zwei Probleme gestoßen, die eigentlich nur schwierig sind, weil ich zu viele Lösungen zu Ihnen gefunden habe und habe mir gehofft, dass ihr vielleicht Erfahrungen aus der Richtung mit bringt oder vielleicht eigene Lösungen habt.

    Problem 1: Strom

    Die Stromversorgung braucht aktuell zwei Kaltgeräte Stecker.

    Lösung 1 zu 1:

    Eine Kaltgerätebuchse kaufen einen Y-Splitter dran hängen und an beide enden einen Kaltgeräte Stecker dran und das ganze so Betreiben wie es aktuell läuft.

    Nachteil: Durch das Verwenden der PC Netzteile ist die 5V Versorgung relativ verteilt. Aus denen die ich besitze kann ich leider nicht aus einer Ader direkt die ganzen 25A ziehen sondern verwende verschiedene adern und es nicht wirklich übersichtlich was wo her kommt.

    Lösung 2 zu 1:

    Ein 230V zu 12V 40A ( wahrscheinlich besser 50A) LED Netzteil zu kaufen und dort mit dem 12V zu 5V 3A bzw 5A Step Down Konvertern aus dem KFZ betrieb arbeiten (Wirkungsgrad ~ 96-98%)

    Nachteil: Ziemlich offensichtlich, da jeder PI einen Step Down bekommt wird "viel" Energie einfach verpuffen durch das konvertieren. ( Es ist allerdings mein Favorit, da ich dort alles "ordentlich" machen könnte)

    Lösung 3 zu 1:

    Ein 230V zu 12V 5A und ein 230 zu 5V 40A Netzteil und hier wieder Lösung 1. Hätte den Vorteil der Ordentlichkeit ohne den Nachteil der Vielen Step downs zu haben.

    Problem 2: Gehäuse

    Alles muss in einem Gehäuse sein.

    Da habe ich eigentlich nur zwei Lösungen entweder ich Kaufe mir einen Tower Gehäuse und bastle dort alles so rein ( sowas wir der Radiator würde natürlich gut rein passen) oder ich konstruiere eins. Allerdings bin ich von beiden Lösungen nicht ganz angetan. Ich kann mir vorstellen, dass ein Tower Gehäuse stark angepasst werden muss, damit da alles so rein passt, dass auch der Airflow gut ist ( Ich würden den Radiator so einbauen, dass wenn die Lüfter angehen diese nach dem Radiator auch über die PI's lüften, weil warum nicht? ;) ) und ich denke wir wissen alle wie aufwendig es ist ein Gehäuse von Grund auf zu konstruieren. Deshalb habe ich nach einer Art IKEA Lösung gesucht. Einem Tower den man so zusammenstecken kann wie man lustig ist allerdings bisher nicht wirklich mit Erfolg.

    Wie habt ihr es bei euch Gelöst? wie würdet Ihr das Problem angehen?

    Ich danke euch schon mal, dass ihr überhaupt bis hier hin gelesen habt :D

    LG

    P.S. Die Artikel die ich verlinkt habe sind nicht zwing zu 100% die, die ich verwende. Es könnte sein, dass die Version die ich habe eine ältere ist o.ä.

  • Stromversorgung für Raspberry Pi 4 Cluster + Gehäuse - Tipps und Tricks?? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • Mit einem PC Netzteil kann es funktionieren, muss aber nicht.

    Könnte sein, wenn es PI ab 3B sind, dass du unter Last Probleme bekommst.

    Ab 3B möchten die PI dann 5.1Volt haben.

    Auch würde mal die Stromaufnahme eines PI unter Last messen, da kommst sicher nicht auf 3A, sonder so auf 1.5-2A.

  • ps915 2. Februar 2024 um 20:23

    Hat das Label RPi 4 hinzugefügt.

Jetzt mitmachen!

Du hast noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registriere dich kostenlos und nimm an unserer Community teil!