Pi - Stromversorung: Powerbank u. zusätzlich noch ein PV-Solarpanel

Hallo Community

ein neues kleines Winterprojekt seht vor der Tür: hab hier noch eine paar Rpi3 rumliegen - und seit längerem schweben mir ein paar Projekte vor - davon auch welche als "Off-Grid" - denn dazu eignet sich ein Pi besonders gut. Er braucht vergleichsweise wenig Energie - kann mit Akku oder ggf. einem kleinen Solarpanel betrieben werden. Dass aber dann hier die Energie auch immer ausreicht, dass also der Betrieb "stabil" ist - ist wohl einiges an Vorüberlegungen notwendig - und deshalb hier dieser Thread:

Meine Frage ist: Kann ich meinen Rasphberry 24/7 mit einem Solarpanel und einer - sagen wir mal - 5000-mAh-Powerbank mit Strom versorgen? Oder anders gefragt - wie groß muss das PV-Panel sein um in diesem "Energie-Versorgungskonzept" eine gute und hinreichende Rolle zu spielen?

Also ein kl. Off-Grid Projekt in der Planungsphase:

Am Anfang denk ich über die stabile Stromversorgung nach: Was, wenn ich die Powerbank nachladen will mit einem PV-Solar modul: Wie groß muss dieses Panel denn sein!?

Erste Annahmen: Es ist ja so: Wenn ich den Akku nicht aufladen kann, läuft der RPi nicht länger als 5 oder 6 Stunden. Für die verbleibenden 18 Stunden des Tages sind wir also darauf angewiesen, dass alles stabil u. robust genug läuft, also sowohl der RPi stabil läuft als auch ggf. noch genug "Energie-Reserven" da sind, um den Akku für die nächsten 6 Stunden aufzuladen ...

Habt ihr hier Erfahrungswerte - sowas schon mal gemacht?

Ansatz: Also ich denke, am Anfang muss ich ermitteln, wie viel Strom der Pi überhaupt benötigt, um einen ganzen Tag lang durch zu laufen,
Also ich brauch am Anfang eine Überschlagsmässige Abschätzung von Stromverbrauch, Ladeanforderungen und Solarleistung; Damit kann ich dann bestimmen ( oder abschätzen ) wie groß das PV-Solar panel werden soll(te)?

Habt ihr Erfahrungen mit Stromversorgungen, die ein PV-Panel mit einbeziehen, und zwar so, dass der Betrieb auch über Dauer gewährleistet ist. Besonders interesssiert mich im Moment wie groß das PV Panel sein sollte.

Freu mich von euch zu hoeren!

VG

Hallo u. guten Morgen Gnom, hallo Fred0815

vorweg: vielen Dank für eure rasche Antwort.

Das ist echt klasse. Eure Antworten - sie ist sehr hilfreich - und ja: die Erwägungen zu der Effizienz eines Pis - auch sehr plausibel

Also ich hab hier eben noch ein paar Pis liegen. Klar - mit nem ESP 32 oder einem Pico 2 W kann man das vllt. stromsparender machen.

Aufgabe: ich will eine kl. Wetterstation machen - die im Garten steht - off-grid. Sie soll Daten dann senden - u. wenn inaktiv dann möglichst
wenig Energie verbrauchen. M.a.W. ist mir da dann auch ein Powermanagement wichtig.
insges. wollt ich mich bei diesem Projekt halt auch grundsätzl. mit dem Thema "off-Grid" und all den Anforderungen damit beschäftigen

Da kämen dann auch die folgenden Überlegungen noch... - hinsichtlich der Energie-Versorgung:

Solar-Laderegler: Ein MPPT-Laderegler maximiert die Effizienz und schützt die Powerbank vor Überladung.
Puffer für Schlechtwettertage: Wie du, Gnom, ja auch oben schreibst ist die PV-Energie höchst schwankend: Grad in Winterzeiten mit weniger Sonnenstunden ist die Ausbeute des Solar-Panels geringer - das leuchtet ein. Da könnte ich - um hier zu "puffen" einen größeren Akku zu nutzen (mit einer etwas größeren Kapazität .. ggf. 10 000 mAh), damit man dann halt mehrere Tage ohne direkte Sonne überbrücken kann.
Und dann, käm hier noch wie bereits oben schon angesprochen, eine (Betriebs-)Optimierung - etwa so, dass man jeweils die aktive Zeit des Pi
so einrichtet (oder sagen wir, verkürzt) dass der Pi halt nur zu bestimmten Zeiten Daten sendet (im Sinne von Cron-Jobs z.B.)

Also - dieses Projekt das ist für mich eine Sache, bei der ich an verschiedenen Stellen dazulern - um auch Efahrungen zu sammen - auch noch für andere "Off-Grid"-Projekte.

Zusammenfassend - die Aufgabe, Daten aus dem Wetter zu efassen, u. dann zu senden - die würd z.B.ein ESP32 auch schaffen - mit weniger Energie-Verbrauch. Aber für mich ist das auch ein LernProjekt - wo ich an verschiedenen Feldern dazulern...

Euch noch einen schönen Tag.

viele Grüße Prien

Hi nochmals

danke fürs Schreiben - ich muss gleich aus dem Haus. Meld mich aber später nochmals

viele Grüße Prien

hallo Gnom hallo Fred0815

vielen Dank für Eure Beiträge!!

@ Gnom - ja klar deine Ideen u. Erwägungen, die leuchten ein. Mir gehts eben auch darum aktiv in off-grid-Dinge und die damit verbunden Themen wie

a. wie krieg ich eine Stabile Energieversorgung hin - unter welchen Bedingungen läuft das Projekt noch - "stabil".

b. Mit welchen Möglichkeiten kann, sollte ich arbeiten, Batterie, Akku. ggf noch Solar: wie sind alle in einem Zusammenwirken

c. was für Möglichkeiten hab ich mit einem Powermanagement- - und den ideen die ganze Anordung zeitflexibel arbeiten zu lassen so wie du Fred das beschreibst oder via Cron-Job eben, oder dann und wann das in den Sleep zu schicken

Zusammengefasst - ich will halt auch Erfahrungen sammeln .

Dass der Pi3 da - in diesem Falle - und für die Aufgabenstellung nicht die beste Wahl ist - das leuchtet mir ein.

Quote

Der Pi ist für sowas wie eine Wetterstation absolust das falsche Gerät. Selbst wenn es dir nur um den Lerneffekt geht - such dir eine andere Anwendung. Die Wetterstation kannst du mit nem ESP und einer Batterie oder einem kleinen Akku realisieren - dafür brauchst du nicht hunderte Euro für Akkus, Laderegler, Solarpanel usw. ausgeben.

danke - ich hab auch noch ein paar esp32 hier liegen.

Deine (Eure) ideen und Erwägungen die leuchten ein. ... Vielen Dank

Und ja - ich kann den Pi 3 ja noch für andere Zwecke, wo er besser passt einsetzen u. für die Wetterstation - dann mit einem ESP32 (zum Beispiel ) aufbauen..

Danke euch Beiden!!!

update: habe für das Thema noch einen ziemlich interessaten Thread gefunden:

Titel: hat-is-the-power-consumption-of-pico-w-and-competitors-for-wireless-iot-devices

What is the power consumption of Pico W and competitors for wireless IoT devices?

Does someone have numbers on the power consumption of the Pico W, i.e. the new version of the Pico with Wifi capabilities (and maybe how it compares to…

raspberrypi.stackexchange.com

It seems you are looking at the standard values for the PI Pico, plus the documented values for the CYW43439 Wifi/BT module that can be found in section 17 of the document found at

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-CYW43439-Single-Chip-IEEE-802.11-b-g-n-MAC-PHY-Radio-with-Integrated-Bluetooth-5.0-Compliance-AdditionalTechnicalInformation-v03_00-EN.pdf?fileId=8ac78c8c7ddc01d7017ddd033d78594d

Quote

the Arduino Uno(no wifi, but more data might be usefull) uses 0.2W(200mw) measured from the wall while using a phone charger to provide power.

pi pico 171mw with wifi and led, peak at startup of almost half a watt almost 500mw [1] or 15mw with some mods like lower clock and voltage no wifi[2] however also saw another post mention 0.5W [6] but this might also be that initial startup peak perhaps, should wait or look for more long term or tested results.

esp2866 [3] insanely low power usage in low power modes, up to half a watt of power in wifi transmitting on high strength however, normal avg power ??, very great if you need super low power states however.

esp32 82mw 2 cores default 80MHZ, 99mw to 224mw at dual cores at 240mhz, both are without wifi and/or bleutooth on, people record up to around half a watt of power(500mw) with the wifi on [5], and have even seen a report of up almost 3w with bluetooth and wifi on in a peak.

pine a64+ 4cores +-1.2GHZ(so much faster) 2gb ram, it is a SBC,pretty old by now, but with a ethernet port, when using it under full load while using a micro sd card for storage and using ethernet it uses 2W at it's peak when measured from the wall so if it doesn't need to be wireless, then perhaps concider using ethernet, this board won't go much lower than this however power usage doesn't seem to change much with usage, but for example it uses less power than a esp32 when using wifi and bluetooth on full load.

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Schönen Abend noch. vg

Guten Morgen lieger Devil_P

vielen vielen Dank auch für dein Posting - deine Rückmeldung.

Quote

prien: vielleicht magst Du https://www.birdweather.com/birdnetpi installieren,

dann hat der Pi was zu tun und du lernst nebenbei auch noch etwas über die Vogelwelt

Gruß DP

Danke schön! Sehr guter Hinweis - toller Link

Viele Grüße u. euch allen einen schönen Tag.

Prien

Update: Denk halt:Wenn man den Raspi (pi 3,4, 5 oder Pico resp Zero) mobil macht, eröffnet sich geradezu eine ganze Welt voller Möglichkeiten, aber es ist eine gewisse Herausforderung – und die Verwendung von Batterien (oder eine Powerbank oder vllt. noch ein PV-Modul, das ich dann hinzuschalte) als Energiequelle ist der Schlüssel zu dieser Mobilität, erfordert aber Planung.

Nun, ich überlege immer noch, welche Batterietypen hier eine Rolle spielen:

Hmm: Ich versuche, in die Übersicht über die Verwendung von Batterien für Raspberry Pi-Projekte "einzusteigen" und hier ein Überblickswissen
anzueignen: Das, so denke ich, sollte dann ggf. auch übertragbar werden, so dass ich die Themen u. Einsichten um die das hier geht,

Batterien haben eine begrenzte Kapazität und ihre Spannung kann beim Entladen abnehmen, was möglicherweise zu einem schlechten oder, sagen wir, instabilen Betrieb des Raspberry Pi führt.

Frage: Welche Arten von Akkus (typen) gibt es - die sich für den Raspberry Pi? Welche sind geeignet:

a. Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) und Lithium-Polymer-Akkus (LiPo).

b. Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH).

c. Blei-Säure-Batterien

nun - die o.g. Typen, die unterscheiden sich ziemlich. Was meint ihr denn!?
Gibt es noch weitere - welche würden sich hier noch eignen!?