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!