Power-Supply "Kombination": Solar für Spannung + Batterie für Strom

Denken Sie nicht einmal daran, das gerade beschriebene Setup zu erstellen. Es ist verdammt gefährlich.

Wenn Sie das "Solarzellenpaket" und die beiden Batteriepakete parallel verdrahten, ohne den Raspberry Pi anzuschließen, erhalten Sie eine Schleife. Das zweite Kirchhoffsche Gesetz erklärt, dass die Summe der Spannungen um eine Schleife herum Null sein muss. Wenn Sie in diesem Fall beginnen, die Schleife in einer Richtung zu umrunden, werden Sie auf die beiden Stromquellen mit entgegengesetzten Richtungen stoßen, sodass ihre Differenz jetzt Null sein muss - sie müssen also eine gleiche Spannung haben . Wird dies 6 V (von den Solarmodulen vorgegeben) oder 3,7 V (von den Akkus vorgegeben) sein? Folgendes wird passieren:

• Ohne Sonnenlicht beträgt die gemeinsame Spannung anfangs 3,7 V. Es fließt kein Strom, da das Solarpanel keinen Strom zurückfließen lässt (sein Widerstand geht gegen unendlich). Alles ist gut für jetzt.
• Dann wenden Sie Sonnenlicht an. Die Solarmodule versuchen, die Spannung auf 6 V zu erhöhen, aber bei dieser Spannung würden die Batterien viel mehr Strom durchlassen, als sie liefern können. Die Panels senken also ihre Spannung auf 3,7 V, beginnen aber dennoch, die Batterien mit den paar hundert Milliampere aufzuladen, die sie liefern können, bis die Spannung in den Batteriepacks 6 V erreicht. Und es gibt einen ziemlich guten Grund, warum die Batterien für 3,7 V ausgelegt sind.
• Wenn ich etwas über Li-Ionen- und Li-Polymer-Akkus gelernt habe, ist, dass sie sehr leicht zu verärgern sind. Und sie mögen es besonders nicht, überteuert zu werden . Wenn sie drinnen sind, sprengen sie Ihren Schreibtisch und brennen Ihr Haus nieder . Wenn sie im Freien sind, werden sie glücklich das Gras um sie herum entzünden. Dann brenn dein Haus nieder. Li-Ionen- und Li-Polymer-Akkus sind kein Spielzeug. Denken Sie nicht einmal daran, sie in einen Stromkreis zu stecken, in dem auch nur eine geringe Chance besteht, dass sie überladen werden.

Das Anschließen des Raspberry Pi vor der Detonation würde auch nicht gut funktionieren. Die kombinierte 3,7-V-Stromversorgung reicht für den Pi nicht aus, der dann eine der folgenden Aktionen ausführt (ich bin mit der Stromversorgungsschaltung des Pi nicht vertraut):

• Ziehen Sie viel Strom und überhitzen Sie die Batterie, das Solarpanel und vielleicht sogar den eigenen Spannungsregler an Bord. Es bootet nicht, oder wenn doch, stürzt es wegen der unzureichenden Spannung häufig ab und startet neu. Das geht so lange, bis eine der Komponenten ausfällt: Wenn es das Solarpanel ist, sind Sie auf der sicheren Seite. Wenn es der Pi ist, ist es wieder das Zeitbomben-Szenario. Die Akkupacks mögen es auch nicht tiefentladen zu werden, aber soweit ich weiß, gehen sie dann nicht in Flammen auf. Sie funktionieren einfach nicht mehr.
• Ziehen Sie überhaupt keinen Strom. Dann ist es so, als hättest du es überhaupt nicht angeschlossen. Wieder eine Zeitbombe.

Das Erstellen einer Schaltung, die Solar- und Batteriestrom sicher kombiniert, erfordert fortgeschrittene Elektronikkenntnisse und dedizierte Schaltungen. In Ihrem Fall würde ich dem Rat von SJ Becker (+1) folgen und eine (solarbetriebene) Powerbank bei eBay kaufen. Die Schaltung ist da, vorgefertigt für Sie, und sie kann Ihren Raspberry Pi länger mit Strom versorgen, als Ihr Setup hätte, selbst wenn es funktionieren würde. Ich weiß, dass sie nicht so billig sind wie die Verwendung von Dingen aus Ihrem Teilebehälter, aber sie sind definitiv billiger, als Ihre verbrannten Möbel zu ersetzen.

Muss das Ding außerdem solarbetrieben sein?

Bearbeiten: Einige Akkus verfügen über eine integrierte Schutzschaltung, die den Strom abschaltet, wenn der Akku überladen ist. Es besteht also die Möglichkeit, dass sich Ihr Setup nicht wirklich entzündet, aber überhaupt nicht funktioniert.

Bei ebay können Sie Powerbanks zum Aufladen von Telefonen kaufen. Sie verwenden 3,7-V-Batterien und einen Schaltregler. Sie können sie auch ohne Batterie günstig kaufen (so niedrig wie 2,50 $). Ein Vorteil ist, dass Sie Ihren Akku auch über einen USB-Anschluss oder einen Telefonadapter aufladen können. Sie sind billig, sie wandeln die 3,7 V in 5 V um, aber nicht alle werden 800 mA fähig sein. Auch bei einer so großen Last möchten Sie möglicherweise, dass ein größerer Akku länger läuft. Eine weitere Option ist die Verwendung einer 12-V-SLA-Batterie und eines schaltenden Buck-Reglers, um 5 V oder ein Autotelefon-Ladegerät herzustellen.

Ok, nachdem ich fast 9 Jahre mit dem rpi gespielt habe, kann ich ehrlich sagen, dass das einzige, was direkt über die 5-V-Schiene mit Strom versorgt wird, die USB-Geräte (nur Modelle 1-3) sind, die CPU hat 1,8 V und die CPU io 3,3 V, beide davon abgeleitet die 5V-Schiene. Wie bereits gesagt, versuchen Sie dies nicht mit einem Pi, es sei denn, Sie sind bereit, viel Zeit damit zu verbringen, ein geeignetes Ladegerät und ein geeignetes IC-Paket / -Board für die Stromversorgungsschaltung zu finden.

Der sicherste Weg ist der, den SJ Becker und CharlieHanson empfohlen haben. Wussten Sie, dass der RPI einen Solar- und einen Li-Ion-„Hut“ hat, der einfach auf den Pi gesteckt wird? Die Hüte sind wahrscheinlich Ihr sicherster Weg.

Wie bereits erwähnt, spielen Sie niemals mit Batterien auf Lithiumbasis, da die einzelnen Zellen ohne angemessenes Training extrem gefährlich sind. Ich hatte 2 Feuer, einer davon war in einem Fitbit Ionic, der Feuer an meinem Handgelenk fing!