Welche Powerbank eignet sich für den Raspberry PI?

Raspberry Pi und PowerbankDer Raspberry PI ist wohl einer der populärsten Einplatinencomputer der letzten Jahre. Auch wenn er in Sachen Leistung oder Größe nicht mehr unbedingt in allen Punkten mit den Konkurrenzmodellen mithalten kann, bleibt er doch der ungeschlagene Sieger was die Anzahl der mit umgesetzten Projekte angeht. Auch die Community, die hinter dem Raspberry PI steht, ist beachtlich.

Es gibt fast nichts an Elektronikprojekten, dass sich nicht mit dem Raspberry umsetzen ließe. Wenn es jedoch darum geht, ein Projekt wie eine Wildtierkamera, einen transportablen Netzwerkhub oder sonstige portable Anwendungen umzusetzen, stellt sich eine zentrale Frage: „Wie kann man den Raspberry Pi mit Batterien betreiben?“ Sobald keine Steckdose in Reichweite ist, ist ein gutes Akkupack von Nöten. Doch worauf ist dabei zu achten?

Die passende Powerbank für den Raspberry Pi ermitteln

Die einfachste und bequemste Lösung einen Raspberry Pi ohne Netzteil zu betreiben, ist die Verwendung einer Powerbank. Da der Pi über einen USB-Anschluss mit Strom versorgt wird, kann er, gleich einem Smartphone, einfach an eine Powerbank angeschlossen werden.

Aufgrund des relativ hohen Stromverbrauchs gibt es jedoch folgende Dinge, die bei der Wahl der Powerbank beachtet werden sollten:

  • Kann die Powerbank einen stärkeren Strom ausgeben, als der Pi inklusive aller angeschlossenen Komponenten benötigt?
  • Hat die Powerbank eine ausreichende Kapazität, um den Raspberry Pi lange genug laufen lassen zu können?
  • Ist die Powerbank für die Witterungsbedingungen des Projekts ausgelegt?

Alle drei Fragen wollen wir nachfolgend beantworten. Die Frage nach dem Strom lässt sich auf zwei Arten beantworten. Zum einen rechnerisch, zum anderen durch Messung.

Stromverbrauch des Raspberry PIs berechnen

TaschenrechnerBeim rechnerischen Weg addiert man den benötigten Strom des Raspberrys und aller angeschlossenen Komponenten. Den Verbrauch kann man dem Handbuch oder den Webseiten der Hersteller entnehmen. Für einen Raspberry Pi (Modell B) mit Pi-Camera ergäbe sich folgendes Beispiel:

Rasperry Pi (Rev. B) 380 mA + Pi-Camera 250 mA = 630 mA = 0,63 A

Hier sollte also eine Powerbank ausgewählt werden, die mindestens einen Ladestrom von 0,63 Ampere ausgibt. In der Praxis lässt man jedoch immer noch etwas Puffer nach oben, sodass man hier auf ein Modell mit mindestens 1 A Ladestrom zurückgreifen würde.

USB-MultimeterFür den zweiten genannten Weg eignet sich ein sogenanntes USB-Multimeter. Dieses kann zwischen zwei USB-Geräte (in diesem Fall Rasberry Pi und Raspberry Pi-Netzteil) gesetzt werden und gibt die Spannung sowie den aktuellen Stromverbrauch aus.

So kann man direkt die benötigte Stromstärke ablesen. Ein weiterer Vorteil dieses Vorgehens ist, dass man auf diese Art und Weise auch Schwankungen des Stromverbrauchs durch besonders hohe CPU-Leistung oder Abweichungen durch Rechenfehler ausgleichen kann.

Wer auf der sicheren Seite sein will, greift also auf ein solches (USB-)Multimeter zurück und startet während der Messung die voraussichtlich CPU-intensivsten Programme bzw. jene die die stromhungrigsten angeschlossenen Geräte ansprechen und liest dann den Messwert ab.

Kapazität der Powerbank für den Raspberry berechnen

Hat man, wie in vorherigem Absatz erklärt, die Leistungsaufnahme des Raspberrys ermittelt, kann man daraus und aus der gewünschten Laufzeit die nötige Kapazität der Powerbank berechnen.

Nehmen wir wieder den Raspberry Pi (Rev. B) und die Pi-Camera wie im vorherigen Beispiel, so gehen wir davon aus, dass dieser eine Leistungsaufnahme von 0,63 A bzw. 630 mA hat. Wenn wir diesen nun einen Arbeitstag (8 Std.) per Powerbank betreiben wollen, ergibt sich folgende Rechnung.

630 mA * 8h = 5040 mAh

Eine geeignete Powerbank müsste also die Kapazität von 5040 mAh Stunden haben. Da ein Akku in der Praxis jedoch selten 100% der angegebenen Kapazität zur Verfügung stellt, durch Spannungswandler Verlustleistung hat und nicht bis auf 0% entladen werden sollte, nimmt man noch einen Puffer von 5-10% in die Rechnung mit auf.

630 mA * 8h * 1,1 (10% Puffer) = 5544 mAh ≈ 5500 mAh

Die ideale Größe für 8 Stunden Laufzeit beträgt somit ca. 5500 mAh. Mit der von uns vorgestellten EC Technology Ultra Mini wäre man für obiges Rechenbeispiel also auf der sicheren Seite. Nimmt man eine Powerbank mit höherer Kapazität, verlängert sich die Laufzeit dementsprechend.

In folgender Tabelle haben wir die Laufzeiten für die verschiedenen Raspberry Pi Modelle unter Verwendung verschiedener Powerbanks für Sie vor berechnet. (Hierbei haben wir die eben angesprochenen 10%-Puffer bereits mit einberechnet.)

 

 Power Add Slim 2 (5.000 mAh)TeckNet 77408 (9.000 mAh)EC Technology B30 (22.400 mAh)XTPower MP-50000 (50.000 mAh)
Raspberry Pi A (140 mA)1 T. 8 Std. 9 Min.2 T. 9 Std. 51 Min.6 T. 0 Std. 0 Min.13 T. 9 Std. 26 Min.
Raspberry Pi A+ (100 mA)1 T. 21 Std. 0 Min.3 T. 9 Std. 0 Min.8 T. 9 Std. 36 Min.18 T. 18 Std. 0 Min.
Raspberry Pi B (380 mA0 T. 11 Std. 51 Min.0 T. 21 Std. 19 Min.2 T. 5 Std. 3 Min.4 T. 22 Std. 25 Min
Raspberry Pi B+ (240 mA)0 T. 18 Std. 45 Min.1 T. 9 Std. 45 Min.3 T. 12 Std. 0 Min.7 T. 19 STd. 30 Min.
Raspberry Pi Zero (65 mA)2 T. 21 Std. 14 Min.5 T. 4 Std. 37 Min.12 T. 22 Std. 9 Min.28 T. 20 Std. 18 Min.

Um zu berechnen, wie lange der Raspberry Pi mit einer bestimmten Powerbank läuft, muss die obige Formel lediglich umgestellt werden.

Kapazität in mAh / Leistungsaufnahme in mA = Laufzeit in Stunden X

Gewappnet mit der Tabelle und den beiden Formeln, können Sie nun die optimale Größe der Powerbank für Ihren Raspberry Pi ermitteln.

Powerbank den Witterungsbedingungen anpassen

Wenn eine Powerbank zur Stromversorgung des Raspberry Pis in Frage kommt, geschieht dies, da in der Regel keine Steckdose für ein Netzteil in der Nähe ist. Handelt es sich hierbei um ein Anwendungsszenario im Outdoorbereich sind ggf. noch weitere Ansprüche an die Powerbank zu stellen.

Wasserdichte PowerbankJe nachdem, in welchem Gehäuse der Raspberry Pi samt Powerbank verpackt wird, kann es Sinn machen, eine Outdoor-taugliche Powerbank zu verwenden. Soll der Pi zum Beispiel als Datenjogger oder Camera für Action- oder Motorsport verwendet werden, so macht der Einsatz einer IP67 zertifizierten Powerbank Sinn, da diese sowohl gegen das Eindringen von Staub und Wasser als auch vor Schlägen und Erschütterungen geschützt ist.

Handelt es sich bei dem Projekt um ein solches, dass sich in Wassernähe abspielt wie z.B. eine Unterwasserkamera oder eine Aquariumsteuerung, sollte auf eine wasserdichte oder zumindest wasserfeste Powerbank zurückgegriffen werden.

Beratung und Hilfe bei der Wahl der richtigen Powerbank

Sollte Ihnen noch etwas unklar sein, können Sie uns Ihre Fragen gerne über unser Kontaktformular zukommen lassen. Eine Auswahl an passenden Powerbanks für Ihr Projekt finden Sie in der Powerbank-Übersicht.

Wir wünschen viel Spaß bei Ihrem Projekt!

DIY: So baust Du deine eigene Powerbank

Wer einmal verstanden hat, wie eine Powerbank funktioniert, wird festgestellt haben, dass man mit ein wenig technischem Geschick ganz einfach eine Powerbank selberbauen kann.

Wie in unserem Powerbank-Grundlagenartikel erklärt, besteht eine Powerbank in der Minimalausführung lediglich aus folgenden drei Komponenten.

  • Akku(-zellen)
  • Ladeelektronik / Spannungswandler
  • Gehäuse

Alle drei Teile lassen sowohl günstig einkaufen als auch aus nicht mehr verwendeten Geräten ausbauen. Wer nun noch mit einem Lötkolben und etwas Werkzeug umgehen kann, ist bereit seine eigene Powerbank im DIY-Verfahren (Do-it-Yourself) zu bauen.

Als Anregung für euren Selbstbau haben wir 5 Anleitungen für euch herausgesucht, die verschiedene Herangehensweisen an das Thema aufzeigen. Vom absoluten Bastlerprojekt, bis hin zur semiprofessionellen 3D-Druck-Variante ist alles dabei.

Powerbank aus Modellbau-Akku

Powerbank aus Modellbau-AkkuIn der ersten Anleitung zeigt Laurens Wuyts wie man die Kapazität einer bestehenden Powerbank mit einem Modellbau-Akku vergrößern bzw. sich mittels eines Modellbau-Akkus eine komplett neue Powerbank bauen kann.

Im Vergleich zu anderen Anleitungen handelt es sich hierbei um eine der leichteren Anleitungen. An Bauteilen und Werkezeugen werden lediglich ein Gehäuse, ein 5V Step-Down-Converter, ein Modellbau-Akku und ein Lötkolben benötigt.

Wer also noch einen Akku eines alten RC-Cars oder -Flugzeugs im Keller rumliegen hat, für den ist diese Anleitung der richtige Einstieg auf dem Weg zur ersten selbstgebauten Powerbank.

Laptopakkus für Powerbank verwenden

Powerbank aus LaptopakkusDas zweite Tutorial stammt von Debasish Dutta, der in Indien als Elektroingenieur arbeitet und in seiner Anleitung zeigt, wie man alte Laptop-Akkus recyceln kann.

In seiner Projektbeschreibung geht er Schritt-für-Schritt auf die Zerlegung des Laptop-Akkus ein und zeigt, wie man aus den daraus gewonnenen Akkuzellen eine Powerbank bauen kann.

Zwar ist das Projekt sehr detailliert beschrieben, doch sei uns an dieser Stelle der Hinweis erlaubt, dass beim Zerlegen eines Laptop-Akkus mit Vorsicht zu arbeiten ist. Bitte nicht mit bloßer Gewalt das Gehäuse des Laptopakkus zerlegen, da dadurch die enthaltenen Akkuzellen Kurzschlüsse produzieren und sich im schlimmsten Fall in Brand setzen können.

Powerbank aus dem 3D-Drucker

Powerbank aus dem 3D-DruckerDie dritte Anleitung stammt von Project3dprint und zeigt, dass auch selbstbau Powerbanks nicht immer nur nach „Frickelei“ aussehen müssen.

Mittels eines im 3D-Drucker hergestellten Gehäuses und der Verwendung eines kleines LCDs macht die in dieser Anleitung gebaute Powerbank einen recht profesionellen Eindruck. (Wobei man das gedruckte Gehäuse vor dem lackieren sicherlich noch etwas hätte glätten können.)

Für diese Anleitung wird im Gegenteil zu den ersten beiden Anleitung etwas mehr und vor allem teureres Equipment benötigt. Wer jedoch bereits einen 3D-Drucker besitzt oder Zugang zu einem solchen Gerät hat, der findet in diesem Tutorial vielleicht ein spannendes neues Projekt für’s nächste Wochenende.

Die Powerbank in der Menthos-Dose

Powerbank aus MethosdoseDie vierte Anleitung zeigt, wie man eine besonders handliche Powerbank selber bauen kann. Als Gehäuse nutzt betmac, der Verfasser des Tutorials, eine Menthos-Schachtel. Somit erschafft er eine Powerbank, die von den Maßen her der Slim2 von Poweradd ähnelt, die wir hier im Blog bereits vorgestellt haben.

Neben Akku und Ladeelektronik verbaut betmac noch einen kleinen Schalter, um die Powerbank an- und ausschalten zu können. Insgesamt besteht seine Powerbank aus vier Komponenten, deren Verkabelung er in Form von Grafiken sehr schön aufzeigt.

Dieses Projekt zählt, auch wenn es recht klein ist, zu den einfacheren und kann mit minimalen Mitteln umgesetzt werden.

Batteriegehäuse im Selbstbau

Powerbank mit Baby-ZellenDas fünfte und letzte Tutorial, welches wir euch zeigen möchten, beschäftigt sich eigentlich gar nicht mit dem Bau einer Powerbank, sondern viel mehr mit dem eines Batteriegehäuses. (Über die Unterschiede zwischen Batteriegehäuse und Powerbank, hatten wir an dieser Stelle bereits berichtet.)

Dadurch, dass der Autor DIYByKev auf Batterien statt auf Akkus setzt, entfällt sogar die Ladeelektronik, sodass sein Batteriegehäuse nur aus einem Spannungswandler, einem Gehäuse und einem Batteriehalter besteht. Viel einfach geht es nicht mehr und dennoch hat man am Ende ein brauchbares und nützliches Produkt.

Bauen oder kaufen?

Wer nun Lust bekommen hat, seine erste Powerbank selber zu bauen, dem wünschen wir viel Spaß. Achtet bitte bei allen Aktionen darauf, dass ihr euch und euer Umfeld schützt. Ein Lötkolben kann ziemlich heiß sein und auch Akkuzellen mögen es nicht, wenn man sie schmoren lässt oder mit einer Zange maltretiert.

Wer lieber zu einer fertigen Lösung greift, dem sei ein Blick in unsere Bestseller-Liste oder unsere Powerbank-Vergleichstabelle empfohlen.

Powerbanks – die mobilen Akkus

Was ist eine Powerbank?Bei Powerbanks sind externe Akkus bzw. Akkupacks. Bei einer Powerbank handelt es sich also um ein Gerät, welches im Normalfall einen fest verbauten Akku, einen Lade- und einen Entlade-Anschluss und vielleicht sogar eine Akkustandsanzeige hat und mit dem siche in anderes Gerät wie z.B. ein Smartphone aufladen lässt.

Der verbaute Akku, der je nach Größe der Powerbank eine Kapazität von wenigen hundert bis mehreren tausend Milliamperestunden haben kann, ist das Kernstück einer Powerbank und die wesentliche Komponente bei der Auswahl und dem Kauf einer Powerbank.

Was für einen Nutzen hat eine Powerbank?

Funktionsweise einer PowerbankDer Nutzen einer Powerbank lässt sich am besten erklären, wenn man sich anschaut, wie eine Powerbank funktioniert und wie sie benutzt wird.

Die typische Benutzung einer Powerbank sieht wie folgt aus:

  1. Akku der Powerbank wird an einer Stromquelle (z.B. Steckdose) aufgeladen
    2. Powerbank lädt unterwegs andere Geräte aus eigenem Energiespeicher wieder auf

Eine Powerbank ist also ein Gerät, welches es einem ermöglicht auch dann seine Endgeräte wie Smartphone, Tablet oder Kamera aufzuladen, wenn keine Steckdose in der Nähe ist. Das schafft vor allem mehr Freiheit, Mobilität und Flexibilität bei der Nutzung seiner Smart Devices.

Wie lädt man eine Powerbank auf?

Aufgeladen werden Powerbanks mittels einem (passendem) Netzteil an einer Steckdose oder über ein USB-Kabel an nahezu jedem USB-Anschluss wie z.B. dem eines Laptops. Bei den Netzteilen handelt es sich meistens um USB-Netzteile, wie sie zum Beispiel auch zum Aufladen von Smartphones genutzt werden. Nur Powerbanks mit besonders großem Akku wie z.B. die XT-400Wh von XTPower verzichten auf einen USB-Auflade-Anschluss und lassen sich ausschließlich über eine spezielles, mitgeliefertes Netzteil aufladen.

Generell ist jedoch festzuhalten, dass das Aufladen der Powerbank per Steckdosen-Netzteil in der Regel ein wesentlich schnellerer Ladevorgang erzielt, sodass man, wenn man es eilig hat, in jedem Fall das Laden per Netzteil, dem Laden an einem beliebigen USB-Anschluss vorziehen sollte.

Wer seiner Powerbank etwas gutes tun möchte und die Lebenszeit des verbauten Akkus erhöhen möchte, sollte einen Blick auf unsere Tipps zur Akkupflege werfen.

Wie funktioniert eine Powerbank?

Aufbau einer PowerbankIst die Powerbank einmal aufgeladen, lassen sich über deren USB-Anschlüsse alle beliebigen USB-Geräte wie z.B. Smartphone, Tablet oder Smartwatch aufladen. Dabei gibt die Powerbank Energie aus ihrem eingebauten Akku ab und lädt damit die angeschlossenen Geräte auf.

Ob die Powerbank genug Energie hat, um zum Beispiel ein angeschlossenes Tablet vollständig aufzuladen oder ob es sogar für mehrere Ladevorgänge des Tablets reicht, bis die Powerbank selbst wieder an die Steckdose muss, lässt sich aus den Kapazitätwerten errechnen.

Vereinfacht gesagt: Kapazität-Powerbank / Kapazität-Tablet-Akku = Anzahl der möglichen Ladevorgänge. Wie es genau geht, steht in unserem F.A.Q.-Artikel zum Thema „Wie oft kann ich mein Smartphone mit einer Powerbank aufladen„.

Was für Powerbanktypen gibt es?

Powerbanks gibt es in verschiedenen Größen, Formen, Farben und in verschiedenen Ausstattungsvarianten. Von der Lippenstift großen Minip-Powerbank, über das Designerstück, bishin zur Hightech-Lösung mit Display, Taschenlampe und eingebautem Lautsprecher ist alles möglich.

Ausstattung und Design bleiben Geschmacksache und können vom Käufer allein bewertet werden. Hierfür eine Empfehlung auszusprechen wäre unseriös. Für Kapazität und Verarbeitungsqualität gilt dies jedoch nicht.

Denn grundsätzlich gilt folgende Faustregel: Je größer (von den Maßen her) die Powerbank, umso höher die die Akkukapazität und umso öfter kann das Smartphone/Tablet/etc. damit aufgeladen werden. Eine zentrale Frage, noch vor Design und Funktionalität, sollte also sein: „Was will ich mit der Powerbank bezwecken?“.

Will ich vielleicht nur die letzten 2-3 Stunden eines Arbeitstages überbrücken, dann reicht eine kleine und günstige Powerbank wie z.B. die Poweradd Slim2. Möchte ich hingegen auf Expedition oder Abenteuerurlaub gehen und brauche mehrere Tage, bis Wochen eine autarke Lösung, dann sollte ich eher eine größere Powerbank wie z.B. die MP-50000 oder gleich eine wasserdichte Powerbank wählen.

Was kostet eine gute Powerbank?

Was kostet eine PowerbankDie Preisspanne bei Powerbanks reicht von knapp 10€ bis weit über 100€. Da kommt schnell die Frage auf: „Woran erkenne ich eine gute Powerbank und was kostet sie?“. Die Antwort darauf ist nicht Pauschal zu beantworten, da der Preis auch immer vom verbauten Akku und dessen Kapazität, respektive Leistung, abhängt.

Die Kapazität einer Powerbank kann man jedoch nutzen, um den besten Preis herauszufinden. Hat man sich auf eine gewünschte Kapazität festgelegt, z.B. 20.000 mAh, dann hilft eine Suche nach genau diesem Begriff, um zu schauen, wie viel Geld man für diese Leistung ausgeben sollte. Im Endeffekt kann man sich für die günstigste Powerbank in den Suchergebnissen entscheiden, weil das wesentliche Element, die Kapazität, bei allen Produkten der Suche identisch ist.

Die preisliche Differenz ergibt sich dann nur noch aus Optik und Zusatzfunktionen, sodass jedem selbst überlassen ist, ob man für einen Farbflecks oder eine LED-Taschenlampe X € Aufschlag zahlen möchte.

Eine Übersicht über gängige und getestete Powerbanks finden Sie auch auf unserer Powerbank-Detailseite. Vertrauen Sie lieber auf die Erfahrung anderer Kunden, dann schauen Sie doch einmal unsere Powerbank Bestseller-Liste an, die sich aus den tagesaktuellen Amazon-Verkaufszahlen zusammensetzt.

Wie oft kann man ein Smartphone mit einer Powerbank aufladen?

Eine weitere, häufig gestellte Frage lautet: „Wie oft kann ich mein Smartphone denn mit Powerbank XYZ wieder aufladen?“. Diese Frage ist recht leicht zu beantworten, da sich der gesuchte Wert aus zwei technischen Angaben berechnen lässt. Um die Anzahl der Ladevorgänge berechnen zu können, benötigt man: Die Kapazität des Smartphone- oder Tablet-Akkus Die Kapazität der Powerbank Wer nicht sicher ist,… [Weiterlesen]

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Welche Kabel für Powerbanks?

Eine weitere Frage zum Thema Powerbanks lautet: „Welche Kabel benötige ich und sind die Kabel bei der Powerbank dabei?“ Diese Frage lässt sich in zwei Teilen beantworten. Welche Kabel benötigt man für eine Powerbank? Zum einen ein Kabel, um die Powerbank selbst aufzuladen und zum anderen ein Kabel, um weitere Geräte wie Smartphones mittels der Powerbank aufzuladen. Das Kabel, um… [Weiterlesen]

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