Pico W - Stromaufnahme und Energieversorgung über (wiederaufladbare) Akkus: Wo liegen die Grenzbereiche!?

Hallo Community,

ich hab für ein kl. Winterprojekt vor, einen Pi Pico W zu besorgen.

Diesen möchte ich mit zwei oder drei AAA-Batterien betreiben.

vorweg: ein paar (Vor-)Überlegungen zum Pico - Angenommen, ich ich verwende das integrierte LED-Licht verwende und ( erstmal und für eine "Basisüberlegungen") nichts anderes an die Platine anschließe: wie lange reicht dies dann - energiemässig jetzt: also wenn ich das Ganze mit zwei (oder sagen wir "drei") AAA-Batterien betreibe - und diese den Pi Pico mit Strom versorgen?

Wie sind da eure Erfahrungswerte? Will am Anfang erstmal ein Gefühl für die Stromaufnahme des Pico bekommen - und für die Möglichkeiten mit einem Pico.

Wie lange halten sie?! klar - sie hängt vom Batterietyp, deren Kapazität und noch ein paar anderen Randfanktoren ab: Bei einem Einsatz von 3 AAA-Batterien:
Frage: wie verhält sich alles, wenn ich also statt der zwei AAA nun drei AAA Batterien verwende!? Wenn die Spannung der drei Batterien sinkt, hat man mehr Spielraum, bevor die Gesamtspannung unter 1,8 V fällt, was die Laufzeit im Vergleich zu zwei AAA-Batterien verlängert.

Was man aus den Datenblättern zu den grundsätzlichen Basics entnehmen kann, zeigt dass es grundsätzlich günstig ist, den Pico einzusetzen: Beim Pico kann die Hauptsystem-Eingangsspannung in einem ziemlich weiten Bereich variieren - von 1,8 V bis 5,5 V; Das find ich sehr sehr praktisch.

Frage zu den Bedingungen - und zwar jenen im "Grenzbereich" - also dann, wenn die Energieversorgung an ihre Grenzen kommt - wie ist das dann beim Einsatz mit dem Pico W?

Bin nun nicht sicher, was genau passiert, wenn die Batteriespannung unter jene 1,8 V fällt, aber ich schätze, dass der PICO abgeschaltet wird!?

Wo liegen hier die Grenzbereich!?

Habt ihr hier Erfahrungswerte!?

Freue mich auf einen Tipp.

VG.

hallo Bergwichtel

vielen Dank für deine schnelle Rückmeldung - deinen Tipp

Quote from Bergwichtel

Vielleicht hilft hier folgendes etwas weiter: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2802151.htm

Danke, das werde ich mir ansehen. Sieht schonmal sehr hilfreich aus.

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Für AA- und AAA-Akkus und -Batterien gibt es spezielle Batteriefächer in denen 2 bis 6 Stück eingesetzt werden können und die diese in Reihe schalten. Das bedeutet, dass die Einzelspannungen der Akkus und -Batterien addiert werden müssen und die Gesamtkapazität dem Durchschnitt aller Akkus und -Batterien entspricht.

Prinzipiell sind jegliche Akku- und Batterie-Kombinationen geeignet, bei denen die Gesamtspannung zwischen 1,8 und 5,5 Volt liegt. Voraussetzung ist, dass der Gesamtaufbau mit einer Betriebsspannung von 3,3 Volt auskommt.

• 2 x AA- oder AAA-Akkus in Reihe: 2 x 1,2 V = 2,4 V
• 3 x AA- oder AAA-Akkus in Reihe: 3 x 1,2 V = 3,6 V
• 4 x AA- oder AAA-Akkus in Reihe: 4 x 1,2 V = 4,8 V (*)

Raspberry Pi Pico im Akku- und Batterie-Betrieb

www.elektronik-kompendium.de

sehr hilfreich!!

Dir vielen Dank!

Viele Grüße

Prien

hallo und guten Abend Gnome,

vielen Dank für deine Rückmeldung und deine Antwort die sehr detailreich ist:

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Im Wesentlichen hast du drei Optionen.

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Stepdown-Regler: Du nimmst 2 oder 3 Batterien und wandelst die Spannung auf 1,8-3,3 V um. Dabei treten allerdings gerade bei kleinen Strömen meist hohe Verluste auf, die das Ganze unsinnig werden lassen. Wenn du 4,5 V auf 3,3 V wandelst, bringt dir das sozusagen 36 % mehr Strom. Bei 60 % Wirkungsgrad beliben aber nicht mal 10 % übrig. Du müsstest einen sehr guten Konverter einsetzen, damit sich das lohnt.

Das mit den Verlusten beim Umwandeln leuchtet ein.

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Linearregler: Du setzt eine höhere Spannung ein (2 oder 3 Batterien) und setzt die Spannung auf eine gewünschte, konstante Betriebsspannung runter. Die Differenz wird als Wärme verbraten. Vorteil ist, dass du zum Beispiel 1,8 Volt Betriebsspannung (aus 2 Batterien) nehmen kannst und der Pico dann weniger Strom braucht als bei 3,3 V. Außerdem kannst du zwei Batterien mit einem guten Regler bis fast runter auf 1,8 Volt ausquetschen, also wirklich bis zum letzten Quäntchen. USB und WLAN geht dann nicht.
Du kannst auch 3 Batterien nehmen und auf 3,3 V bringen.

Das hoert sich gut an.

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Was sich für lange Laufzeiten anbietet, sind Li-SOCl2-Batterien (LS14500). Die haben 3,6 Volt und halten die Spannung relativ konstant hoch, bis zum Ende. Außerdem sind sie lange haltbar, haben also eine gringe Selbstentladung. Die 3,6 Volt bringst du mit einem LDO-Regler auf 3,3 V. Vorteil; USB und WLAN gehen, relativ lange und stabile Versorgung, geringer Platzbedarf (ähnliche Kapazität bei höherer Spannung). Nachteil: Die Batterien sind relativ teuer (2-3 €, wenn du sie günstig kaufst, gegen 60 Cent für ne normale AA).

ja - das mit den Preisen für die Batterien - das leuchtet ein

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Betrieb direkt an der Batterie; So lange die Spannung hoch ist, ist auch der Stromverbrauch hoch. Sinkt die Spannung, geht er zurück. Nachteil ist, dass du keine definierte Versorgungsspannung hast und sich der Pico dann je nach Sapnnung unterschiedlich verhalten kann. Hier hast du aber nur die Option, 2 Batterien einzusetzen, die dann voll ca. 3,3 Volt und völlig leer 1,8 V haben. Das trifft genau die Grenzen des Pico.

jupp - okay

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Den größten Effekt holst du auf jeden Fall über die Sleep-Modes des µC raus. je tiefer und länger er im Schlafmodus ist, desto länger halten die Batterien.

Das mit dem Sleep-Mode das find ich sehr überzeugend - hier scheinen mir die größten (Ein)-"Sparmöglichkeiten. Sleep-Mode - der ist mir schon aus dem ESP bekannt.

Dir, Gnome, vielen Dank!

Update: noch ein paar Überlegungen zu Versorgung mit Batterien -

AAA und AA kommen unterschiedlich daher: AA bietet etwas mehr Kapazität für nur etwas mehr Platz.
die wiederaufladbare AAA-Batterien haben einen Spitzenwert von etwa 1200 mAh, aber ich hab schon die Erfahrung gemacht, dass die meisten handelsüblichen Batterien nicht viel mehr als 900 mAh haben. Und bei nicht wiederaufladbare Batterien hab ich oefter auch 1300 mAh gehabt.

Besser scheinen mir hier die wiederaufladbare AA-Batterien: sie haben einen Spitzenwert von etwa 2800 mAh, aber die meisten handelsüblichen Batterien haben eher 2300-2500 mAh.

Nicht wiederaufladbar erreicht 3000-3100 mAh
So gesehen ists fast klar - ich bekomm mit AA praktisch fast die dreifache Energiemenge für im Grunde knapp 14 mm x 50 mm x 2 gegenüber 10 mm x 45 mm