Unterspannungswarnung im praktischen Betrieb

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Hallo,
ich betreibe nun seit 2 Monaten meinen Raspi 3B mit Strompi 3 an Bord meines Boots: Primärstrom kommt über wide vom 12V Bordnetz, Sekundärstrom vom Batteryhat. Mit den kleinen bugs der SW habe ich ganz gut zu leben gelernt.
In rechenintensiven Situationen (z.b. Kompasskalibrierung in OpenCPN) allerdings reicht die vom Strompi gelieferte Spannung von 5,008V (gem. Status) nicht aus, und es erscheint häufig die Unterspannungswarnung (gelbes Blitzsymbol). Betreibe ich den Raspberry mit einem original Netzteil, tritt das Problem nicht auf – das original Netzteil liefert bekanntlich 5,1V.
Ist es möglich, den Strompi über SW (oder HW) so zu modifizieren, dass die Stromversorgung via wide mit 5,1V erfolgt? Falls nicht, werde ich mich leider nach einer anderen Lösung umsehen müssen, da in meinem Anwendungsfall Rechnerausfälle nicht akzeptabel sind.
Beste Grüße
Michael

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Sehr geehrter Michael,
wie Sie richtig angemerkt haben ist das offizielle Raspberry Pi Netzteil ein 5,1 V Netzteil im Gegensatz zum eigentlich üblichen 5 V Standard. Dieses kann aus verschiedenen Gründen von der Raspberry Pi Foundation so gemacht worden sein. Eine Möglichkeit ist, dass 5,1 V gewählt wurden um einem Spannungsabfall durch das Kabel entgegenzuwirken.
Je nach verwendetem Raspberry Pi und Image wird die „UnderVoltage Warning“ mit unter schon ab 4,9V angezeigt. 4,9V ist aber angesichts des Mikroprozessors, welcher zur Überwachung der Spannung eingesetzt wird, sehr früh. Dieser Mikroprozessor sollte laut Datenblatt aber erst ab 4,63V ±0,07V warnen. Dieses deckt sich auch mit unseren Erfahrungen, dass der Raspberry Pi (auch unter hohen Rechenlasten) bis zu einer Spannung von 4,6V stabil läuft. Des Weiteren zeigt die Wahl des Mikroprozessors zur Spannungsüberwachung, dass auch ein vernünftiges 5V 2,5A Netzteil ausreicht um den Raspberry Pi zu betreiben.
Der Schaltregler des StromPis ist auf 5,1V eingestellt. Allerdings unterliegen die Messungen der ADCs des Mikrocontrollers einer kleinen Toleranz. In der Entwicklung des StromPi 3 wurden zahlreiche Tests und Versuche im Bezug auf die Spannungs- und Stromversorgung des Raspberry Pis gemacht. Alle Ergebnisse der Tests des finalen Produkts sind innerhalb der Spezifikationen und ohne Auffälligkeiten (auch wenn bei bestimmten Raspberry Pi und Image Konstellationen die „Under Voltage Warning“ etw. anderes suggeriert). Wie oben schon erwähnt können wir aus den Ergebnissen anderer Tests schließen, dass der Raspberry Pi bis zu 4,6 V (unter hoher Prozessorlast)und auch darunter noch einen stabilen Betrieb aufrechterhalten kann, obwohl eine „Under Voltage Warning“ angezeigt wird.
Eine Anpassung über die Softwareseite ist leider nicht möglich. Hardwareseitig ist prinzipiell eine Anpassung möglich, aber sehr komplex. Weitere Informationen dazu finden Sie in dem Datenblatt des Schaltreglers.
Mit freundlichen Grüßen
Nils (Joy-IT)

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