Stromversorgung eines Raspberry Pi + eines Displays mit einem Telefonakku

Dies ist vielleicht eine Anfängerfrage und wenn ja, entschuldige ich mich.

Ich möchte eine Schaltung mit Raspberry Pi Zero + ILI9341 2,4-Zoll-Display mit Hintergrundbeleuchtung über einen Telefonakku mit Strom versorgen. Es ist beabsichtigt, die Batteriespannung des Telefons (3,8 V, 5350 mAh mit Ladebegrenzung 4,35 V) mit dem WeMoS Battery Shield ( https://wiki.wemos.cc/products:d1_mini_shields:battery_shield ) auf 5 V zu erhöhen und dann die Schaltung mit Strom zu versorgen. Die Schaltung funktioniert jedoch nicht / rpi bootet nicht richtig. Wenn ich den USB-Anschluss einfach einstecke, funktioniert die Schaltung gut.

Hinweise zur Lösung dieses Problems sind sehr willkommen.

Auf dem Schild steht "Boost Power Supply: 5V (max: 1A)". Ein wahrscheinlicher Grund, warum Ihr RPi nicht bootet, ist, dass es mehr als 1A benötigt.
Wie viel Strom zieht das Pi Zero+ Display?
Das Display sagt: Die Stromaufnahme basiert hauptsächlich auf der Hintergrundbeleuchtung: Bei voll eingeschalteter Hintergrundbeleuchtung beträgt die Stromaufnahme ca. 100 mA Rpi Null zieht maximal 200 mA (nicht im Leerlauf). Ich bezweifle wirklich, dass das Problem mit der Stromaufnahme zusammenhängt, habe aber keine Ausrüstung zum Überprüfen die eigentliche Auslosung im Moment.
Außerdem funktioniert die Schaltung auch dann einwandfrei, wenn sie über einen 0,5-A-USB-Anschluss mit Strom versorgt wird
Wenn ich die Schaltung anschließe, fällt der Ausgang von 5,020 V auf 4,8 V ab. Vielleicht ist das ein Problem?
Die USB-Spannung liegt per Definition zwischen 4,75 und 5,25, daher ist dies unwahrscheinlich. Ein Computer-USB-Anschluss kann möglicherweise mehr als 1 A liefern, selbst wenn er auf 0,5 A spezifiziert ist. Wenn die Stromaufnahme jedoch tatsächlich etwa 0,3 A beträgt, ist es ein Rätsel, warum es nicht funktioniert. Kann man ein DMM mit Amperemeter ausleihen?
Sie können auch versuchen, eine kräftige Elektrolytkappe (z. B. 1000 µF) am 5-V-Ausgang der Abschirmung hinzuzufügen, da es sich um ein transientes Stromproblem handeln kann.
"Wenn die Stromaufnahme tatsächlich um 0,3 A liegt, ist es ein Rätsel, warum es nicht funktioniert." - youtube.com/watch?v=aND0j2Y2IkM 4:20
@BruceAbbott, ich kann mir nur wünschen, dass alle chinesischen Produkte da draußen eine so gut recherchierte und schön präsentierte Rezension hätten :) Ein großes Lob an den YouTube-Typen!
@BruceAbbott – Vielen Dank für die Verlinkung zu diesem Video. Ich habe es mir gerade angesehen und es ist sehr relevant für das Problem des OP hier. Ich habe meine Antwort aktualisiert, um dies aufzunehmen, mit Credits an Sie. || anrieff - Wieder einverstanden!

Antworten (1)

Wenn ich die Schaltung anschließe, fällt der Ausgang von 5,020 V auf 4,8 V ab

Der niedrigste erreichte Wert könnte sogar niedriger als 4,8 V sein. Wenn dieser Wert mit einem Multimeter (DVM) gemessen wurde, ist es aufgrund der niedrigen Abtastrate von DVM unwahrscheinlich, dass der Messwert von 4,8 V die niedrigste erreichte Spannung war. [Siehe späteres Update unten - eine noch niedrigere Spannung von 4 V wurde später gemeldet, und die Messungen wurden mit einem UNI-T UT61E-Multimeter durchgeführt.]

Sie müssten ein Oszilloskop (oder ein ähnliches Gerät mit hoher Abtastrate) verwenden, um die Spannung am RPi selbst aufzuzeichnen und nach kurzen Spannungseinbrüchen zu suchen, um mehr darüber zu erfahren, wie sich die Ausgangsleistung dieses "Batterieschilds" während des RPi verhält Stiefel.

Das Problem könnte durch Hinzufügen einer zusätzlichen Bulk-Kapazität am Ausgang des "Batterieschilds" (oder an den Stromversorgungsstiften des RPi) gemildert werden. Auch die Minimierung der Kabellänge (Induktivität) zwischen dem "Batterieschild" und dem RPi kann nur helfen.

Aktualisieren:

Wie in den Kommentaren unten erwähnt, wurde festgestellt, dass die Ausgangsspannung des "Batterieschilds" "einmal sogar auf 4 V abfiel". Wie ich in einer Antwort darauf sagte, besteht also eine grundlegende Inkompatibilität zwischen der Leistungsabgabe dieses „Batterieschilds“ und dem Leistungsbedarf der angeschlossenen Geräte (RPi Zero und Display).

In Kommentaren hat Bruce Abbott freundlicherweise eine Rezension dieses "Batterieschilds" auf YouTube von Benutzer " Great Scott! " hier gefunden:

https://www.youtube.com/watch?v=aND0j2Y2IkM

Danke an Bruce, dass er das gefunden hat. Das Video ist sehenswert und zeigt, wie die Ausgangsspannung bei einem Ausgangsstrom von nur etwa 300mA (was in diesem Fall die "geschätzte" Stromaufnahme der angeschlossenen Geräte ist) einbricht. Außerdem gibt es keinen Überentladungsschutz und keinen Ausgangskurzschlussschutz.

Zusammenfassung:

Daher entspricht die tatsächliche Ausgangsstromkapazität von 5 V bei 300 mA von diesen „Batterieabschirmungs“-Platinen, wie in diesem Video gezeigt, nicht der behaupteten Spezifikation, 5 V bei 1 A bereitzustellen. Wenn der für das Display und das RPi während des Bootens erforderliche Strom (auch nur vorübergehend) ausreicht, um die Ausgangsspannung des "Batterieschilds" erheblich zu senken, wie in diesem Video gezeigt, würde dies erklären, warum das RPi nicht erfolgreich booten kann.

Wenn ich den USB-Anschluss einfach einstecke, funktioniert die Schaltung gut.

Ein typischer PC-USB-2.x-Hostport liefert mindestens 500 mA, selbst ohne Aufzählung des angeschlossenen Geräts (obwohl Hostports dazu nicht erforderlich sind). Das Video zeigt, dass der „Batterieschild“ einen noch geringeren Strom von nur 300mA liefert, bevor die Spannung unter die für das RPi nutzbare sinkt. Dies würde erklären, warum angeschlossene Geräte, die zwischen 300 mA und 500 mA benötigen, sich korrekt verhalten könnten, wenn sie über einen PC-USB-Anschluss mit Strom versorgt werden, aber nicht, wenn sie über diesen "Batterieschild" mit Strom versorgt werden.

Ich finde es auch faul, dass der Ausgang der Abschirmung bei nur 30% des Nennausgangsstroms um 0,2 V abfällt. Für mich ist dies entweder 1) sehr schlechte Regulierung oder 2) defekte Abschirmung oder 3) der Strom ist viel höher als 0,3 A.
Ich habe sogar gesehen, wie es einmal auf 4 V abgefallen ist. Daher überlege ich mir jetzt auf jeden Fall deinen Vorschlag.
@anrieff - Stimme voll und ganz zu (und ich sehe jetzt aus Ihrem Kommentar, dass wir beide vorschlagen, zumindest als Test eine Bulk-Kapazität hinzuzufügen).
Gemessen mit einem UNI-T UT61E
@mozcelikors - " Ich habe gesehen, wie es sogar einmal auf 4 V gefallen ist " Dies bestätigt, dass Ihr "Batterieschild" grundsätzlich nicht in der Lage ist, den von Ihrer Hardware benötigten Strom zu liefern. Wie Anrieff im obigen Kommentar sagte, gibt es eine Reihe möglicher Gründe, warum es nicht in der Lage sein könnte, den erforderlichen Strom zu liefern.
Danke an alle für die Hilfe, ich werde die Ergebnisse ausgeben und posten
@mozcelikors - Stellen Sie sicher, dass Sie sich das Video ansehen, das ursprünglich von Bruce Abbott verlinkt und jetzt als Update in meiner Antwort hinzugefügt wurde. Dieses Video zeigt, dass die "Batterieabschirmung" einfach nicht die behauptete Spezifikation erfüllt, 5 V bei 1 A Ausgang zu liefern. Daher können Sie es in Ihrer Konfiguration möglicherweise nicht gut genug zum Laufen bringen, selbst mit zusätzlicher Ausgangskapazität.
Stromversorgung eines Raspberry Pi + eines Displays mit einem Telefonakku
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