Raspi4 mit StromPi 3 inkl. Batterie-Einheit betreiben, Nachts via USB3 laden?

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Ich suche gerade nach einer eleganten Möglichkeit einen Raspi4 via USB-Port an einer AVM FRITZ!Box 7490 zu betreiben. Der USB3-Standard bietet 5V, 0,9A und maximal 4,5W – nicht genug zum stabilen Betrieb eines Raspi4.
Folgende Idee:
– StromPi 3 betreibt den Raspi4 über die Batterie-Einheit
– Raspi4 wird mit Sonnenuntergang heruntergefahren
– Batterie-Einheit lädt Nachts über den USB3-Port der FRITZ!Box
– Raspi4 wird mit Sonnenaufgang automatisch gestartet
Wäre das möglich bzw. gibt es einen Modus des StromPi, der zuerst die Batterie verwendet und über den USB3 die Batterie stützt (und Nachts eben lädt)?
Wie lange kann ein Raspi4 mit der Batterieeinheit etwa betrieben werden?

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4 Answers

Guten Morgen Philip,
entschuldige die verspätete Antwort. Also solange die Last unter den 4,5 W bleibt wird alles wie gewünscht funktionieren. Steigt der Strom aber über 900 mA, wird die Spannung auf dem USB Port einbrechen. In diesem Fall schaltet der StromPi 3 dann auf die Batterie um. In dem Augenblick in dem der StromPi 3 umschaltet ist der USB Port wieder unbelastet und wird wieder die nominellen 5 V zur Verfügung stellen. Dadurch wird es wahrscheinlich zu einem schnellen hin- und herschalten (zwischen mUSB und Akku) der Stromversorgung kommen. Dies wird dazu führen, dass die Pufferkondensatoren nach dem Entladen nicht ausreichend schnell aufgeladen werden können und der Raspberry Pi beim Umschalten für kurze Momente unterversorgt wird und neustartet.
Sie können ja mal testen, ob die 900 mA der Fritz Box ausreichen um den Raspberry Pi 4 (ohne weitere Peripherie) unter Volllast zu versorgen. Es könnte knapp möglich sein.
Wie gesagt, sollten Sie kontinuierlich unter 4,5 Watt bleiben, können Sie den StromPi 3 inkl. BatteryHat ohne Problem für Ihr Vorhaben nutzen.
Mit freundlichen Grüßen
Nils (Joy-IT)

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Hallo Nils,
ich war so forsch und habe mir nen RasPi4 (bisher ohne euer Zubehör) angeschafft und mal gemessen. Es waren im Schnitt 2,75 Watt (ohne Last, allerdings sogar beim booten) an Verbrauch. Der RasPi ist per WLAN an ner FRITZ!Box und ansonsten ist rein gar nix angeschlossen. Von der Theorie her müsste also auch der USB3-Port FRITZ!Box alles geregelt bekommen ;).
Was passiert unter Last, sagen wir der RasPi zieht plötzlich mal 9 Watt, per USB3 kommen nur ~4 Watt. Angenommen ich habe nen StromPi 3 und einen kleinen Akku von euch. Springt die USV in dieser Situation schon ein und fängt die Leistungsspitze elegant ab oder schmiert mit einfach der RasPi ab?
Schöne Grüße,
Philip

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Philip (anonymous) 0 Comments

Lieber Nils,
Danke für die Erläuterungen, ich fasse nochmals nach ;).
Der BatteryHat lädt also unabhängig davon, dass der Raspi4 heruntergefahren (aus) wäre immer nur mit 200 mA oder lädt er mit 200 mA, wenn man den Raspi über den StromPi 3 gerade via USB versorgt? Wie siehst du denn die Chancen mit einem Y-USB-Kabel (z.B. https://www.lindy.de/USB-3-0-Dual-Power-Kabel-Typ-A-Verlaengerung-schwarz-05m.htm?websale8=ld0101&pi=31112&ci=80), reicht vermutlich noch immer nich für einen Betrieb eines Raspi4 aus – den ich ohne Peripherie gerne als Openhabian-Server (ohne extra NT) betreiben wollte.
Wäre es denn möglich via FW-Update einen Modus in den StromPi 3 zu integrieren, der vom BatteryHat aus startet und dann andere Eingänge abgreift? Im Prinzip wäre der Openhabian-Server ein Datenlogger mit grafischer Aufbereitung für ne kleine Solaranlage, wieviel Watt dieser Einsatzzweck so pro Stunde verbrät ist mir leider nicht bekannt. Also vielleicht ist das booten und Updates ziehen der Spike und ansonsten brummelt die Kiste auch schön mit 900 mA oder eben 1400 mA (mit Y-Kabel – wobei ich nicht sicher bin, ob ich vom blauen USB3-Port dann mit nem Konverter auf Micro-USB dann am Ende doch wieder nur bei 900 mA lande).
Schöne Grüße,
Philip

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Guten Morgen Philip,
zum Teil wäre so ein Betrieb denkbar. Leider ist es aus technischen Gründen nicht möglich den StromPi 3 in einer Art Mischbetrieb (Energie von mUSB und zeitgleich auch vom Akku) zu betreiben. Die durchschnittliche Laufzeit eine Raspberry Pi 4 (ohne weitere Peripherie) mit einem 1000 mAh BatteryHat liegt bei ca. 55 Minuten. Mit dem 2000 mAh BatteryHat verlängert sich diese Zeit auf ca. 110 Minuten. Des Weiteren ist der Ladestrom für den BatteryHat auf 200 mA eingestellt (um den Betrieb des restlichen Systems nicht zu stark zu beeinträchtigen). Dieser Umstand führt dazu, dass der BatteryHat, dass der BatteryHat XL (2000 mAh) auf jeden Fall über 10 Stunden für eine vollständige Ladung braucht. Gerade in den Sommermonaten ist die Zeit zwischen Sonnenuntergang und -aufgang doch deutlich unter 10 Stunden. Also alles in Allem muss ich leider sagen, dass der StromPi 3 mit BatteryHat in dieser Form leider nicht für Ihre geplante Verwendung in Frage kommt.

Mit freundlichen Grüßen
Nils (Joy-IT)

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