Fingers elektrische Welt

Moin zusammen,

ich knoble gerade an einer Konstruktion, um einen RaspPi (nebst einigem "Drumherum") mit einer Schaltuhr betreiben zu können. "So einfach ausschalten" bekommt dem Teil nicht so besonders gut, und hat bei entsprechenden Versuchen schon einige(n) "Schäden/Müll" auf der SD-Karte hinterlassen... Daher suche ich nach einer Idee, eine "minimale USV" herzustellen, die beim Ausfall der Stromversorgung die Versorgung des RaspPi noch etwa 30-60 Sekunden aufrecht erhalten kann (ca. 800mA/5V), damit das System "sauber herunterfahren" kann. Eine Erkennung dieses Zustandes über GPIO und ein entsprechendes "Shutdown"-Skipt sollten kein Problem darstellen.

Die Haken bei der Sache:
Die gesamte Konstruktion befindet sich "draussen" -> Es sollte auch bei Minusgraden noch funktionieren.
Der Platz ist sehr begrenzt, maximal die Größe des RaspPi (incl. "Standard-" Gehäuse) ist verfügbar.

6V-Bleiakku fällt wohl aufgrund des Platzbedarfs aus.

Versuche mit NiMH (4-5 AA-Zellen) habe ich gar nicht erst angestellt -> Temperaturbereich.

Versuche mit NiCd (4-5 AA-Zellen) scheiterten bisher an der miesen Qualität der (alten) vorhandenen Zellen -> zu hoher Innenwiderstand. Bekommt man sowas eigentlich noch?

Li-Zellen sparen zwar Platz, haben aber für diese Anwendung einfach eine "blöde Spannung" -> Wandler zum Laden/Entladen notwendig.

Momentan experimentiere ich mit "Racing Akkus (NiCd, 1Ah)", aber selbst wenn das funktioniert, wird wohl der Platz dafür nicht reichen.

Hat jemand eine weitere Idee (oder vielleicht sogar schon so Etwas gebaut)?

Billige USB "Power-Bank"?
Pollin hat da doch so 5V Handylader mit 2 Mignons, inkl. Ladeschaltung.

Hallo,

xoexlepox hat geschrieben:6V-Bleiakku fällt wohl aufgrund des Platzbedarfs aus.

das würde ich nicht ausschließen wollen, denn es passt ob der Spannung doch recht gut. Es gibt zigarettenschachtelgroße Bleiakkus mit etwa einer Ah Kapazität, die dafür ausreichen könnten. Noch dazu sind die recht einfach zu laden und im Bereitschafts-/Parallelbetrieb leicht zu betreiben. Ein Beispiel dazu.

MfG. Andreas

Doofe frage ( demnächst will ich in der Richtung auch was machen ) : Wenn man nichts speichern muss.. und dann die Karte nur Read Only mountet.. ist das dann noch ein problem ?

Akkus : musste ja so kommen : Die A123 sind bis zu -30° spezifiziert.. http://www.cosmoenergy.com/APR18650M1A_ ... t_2009.pdf

Rasperry : Was braucht der an Stromspannung ?
Übrigens, der imx233 ( olimexino) hat den Laderegler schon intus..und der kann sich selbst versorgen, nur mit externer Hardware könnte er irgendwann überfordert werden.

@Tobi & andreas6:
Werde ich mir mal ansehen, vielleicht ist das ja eine Alternative.

zauberkopf hat geschrieben:Wenn man nichts speichern muss.. und dann die Karte nur Read Only mountet.. ist das dann noch ein problem ?

Naja, wenn man die Karte nur RO mounted, fallen z.B. Logs weg
Bei RW: Ich hatte schon den Fall, daß das "sshd"-executable (welches eigentlich nie geschieben werden sollte - ausser bei der Installation-) "kaputt" war (->"Illegal Instruction"). Vermutliche Ursache: Die SDs sind Flash-Speicher, bei denen eine ganze "Seite" vor dem erneuten Schreiben gelöscht werden muss. Wenn sich in dieser Seite dann zufällig eine zu schreibende Datei befindet, und vor dem Schreiben (nach dem Löschen) "der Saft weg ist", gibts "Müll"...

zauberkopf hat geschrieben:Rasperry : Was braucht der an Stromspannung ?

Bei meiner Konfiguration (WLAN-Stick und Ethernet-Adapter am USB) wackelt die Stromaufnahme zwischen 600 und 800mA bei 5V. Für die Konfiguration musste ich mir doch tatsächlich ein (modernes) USB-Keyboard ausleihen -> Wie grässlich Und der "Screen-Output" war ein 4"-NTSC-Display, auf dem die Texte nur zu erraten waren... Seitdem das Ding nun läuft, konfiguriere ich es nur noch per SSH.

Ich habe meiner Himbeere einen dieser 3,3V-Stepdowns aus der Bucht verpasst und den Linearregler rausgeworfen, jetzt ist die Stromaufnahme schon geringer.
Wie wäre es mit 2 Lithiumzellen und einem Stepdown auf 5V und dann noch einem von 5 auf 3,3?
(Keine Ahnung was auf der Platine überhaupt 5V braucht... ich mach nachher mal einen Versuch bei welcher Versorgungsspannung sie abstürzt )

Nicki hat geschrieben:Ich habe meiner Himbeere einen dieser 3,3V-Stepdowns aus der Bucht verpasst und den Linearregler rausgeworfen, jetzt ist die Stromaufnahme schon geringer.

Gute Idee! Hast du mehr Infos (verwendeter Chip und "Lageplan" auf der Pi-Platine) dazu? Hast du eine Ahnung, ob man über den GPIO auch 3.3V einspeisen kann (zumindest, wenn die 5V "weg" sind , damit sich die Regler "nicht beissen")? Ob das 5V-Zeugs (USB, Grafik-Chip? ) bei einem "Stromausfall" abstürzt, ist mir eigendlich egal, Hauptsache der "Core" (und die SD-Card) laufen weiter. Wenn das klappt, wäre auch eine Li-Zelle (mit Regler?) eine Möglichkeit.

Nicki hat geschrieben:ich mach nachher mal einen Versuch bei welcher Versorgungsspannung sie abstürzt

"Zerschiess" dir nicht die Daten auf der SD bei dem Versuch Das Ergebnis würde mich auf jeden Fall interessieren.

Moin,

wie wird den der Raspi überhaupt versorgt ?

Ich habe eine LED Lampe mit Ausschaltverzögerung. Schon vor dem Schaltnetzteil ist ein Gleichrichter und dicker Kondensator. Da hab ich 20 Sekunden um aus der Garage zu kommen

Gruß Gary

Gary hat geschrieben:wie wird den der Raspi überhaupt versorgt ?

Prinzipiell über einen Mini-USB-Port, dessen Datenleitungen nicht verwendet werden -> "USB-Stromversorgung". Aber da sind auch etliche Modifikationen möglich...

Gary hat geschrieben:Da hab ich 20 Sekunden um aus der Garage zu kommen

Ja, nur deine (LED?)-Beleuchtung "frisst" vermutlich auch keine >500mA, oder ist an "Dauerstom" angeschlossen, und der Kondensator dient "nur" dazu, einen entsprechenden Transistor anzusteuern Oder der Kondensator ist ein "richtiger Pott" (z.B. 8cm Durchmesser/15cm lang).

Man kann die 5V Versorgungsspannung auch direkt in den USB-Hub des rpi einspeisen.
(Geht aber nur bei rev.2)

xoexlepox hat geschrieben: Daher suche ich nach einer Idee, eine "minimale USV" herzustellen, die beim Ausfall der Stromversorgung die Versorgung des RaspPi noch etwa 30-60 Sekunden aufrecht erhalten kann (ca. 800mA/5V), damit das System "sauber herunterfahren" kann.
...
Die gesamte Konstruktion befindet sich "draussen" -> Es sollte auch bei Minusgraden noch funktionieren.

Versuche mit NiMH (4-5 AA-Zellen) habe ich gar nicht erst angestellt -> Temperaturbereich.

Hat jemand eine weitere Idee (oder vielleicht sogar schon so Etwas gebaut)?

800mA ist nicht viel, auch für kalte Zellen. Davon mal abgesehen erzeugen 800mA x 5V =4Watt ja auch etwas Wärme, die in einer cleveren Konstruktion die Akkus durchaus ausreichend warm halten kann...
Damit die Akkus munter bleiben, würde ich eine Testroutine mit einbauen, die regelmäßig die Stromversorgung abschaltet und die Akkus ein wenig entläd.

Übrigens : A123 sieht bei ihren LiFePO4 Zellen Erhaltungsladung expolizit vor : http://info.a123systems.com/Portals/133 ... 05001e.pdf
Wie bei Blei.
Falls die zu gross sein sollten.. bei Ebay gibt es auch chinesische zellen die Mignon-Grösse haben.

Gib doch mal noch ein paar genauere Infos zum Gehäuse wegen der Akkugröße (Bild?).

Wie wär es denn mit einer Sammlung Goldcaps? Bei 800mA und einem Volt Spannungsabfall nach 60s macht das ~50F.

Die Idee ist gar nicht blöde : bei detection eines Spannungausfalls : Sync und ggf schnell unmounten.

Wie währe es, einfach die Interne Uhr des Raspis zu benutzen, und ihn einfach 5-10 Minuten bevor die Schaltuhr abschaltet runterzufahren?

Nur doof, dass der keine interne Uhr hat (in Hardware).
Da kann nur das Linux zählen und sich beim Starten die aktuelle Zeit ausm Inet ziehen.

Fritzler hat geschrieben:Gib doch mal noch ein paar genauere Infos zum Gehäuse wegen der Akkugröße (Bild?).

Hier habe ich mal die notwendigen Komponenten (incl. meines momentan besten Akku-Kandidaten) in das vorgesehene Gehäuse geworfen. Da fehlt natürlich noch ein wenig Elektronik und die Verkabelung.

tixiv hat geschrieben:Wie währe es, einfach die Interne Uhr des Raspis zu benutzen, und ihn einfach 5-10 Minuten bevor die Schaltuhr abschaltet runterzufahren?

Ja, darüber habe ich auch schon nachgedacht, wie auch über eine externe RTC (RealTimeClock) ggf. über I2C. Jedoch wird die Schaltuhr auch gelegentlich mal "handgeschaltet", und dann klappt das Verfahren nicht mehr.

http://www.ebay.de/itm/4-St-Goldcaps-50 ... 1e78ebcc88

Alle davon in Reihe halten 9V mit Reserve aus. Linearregler dahinter und bei 1V Drop läuft die Sache noch 3 Minuten nach Stromausfall. GPIO kann man ja auf die reguläre Versorgungsleitung legen, dann merkt der Rpi wenn die Goldcaps übernehmen.

Die sind aber wahrscheinlich zu hochohmig.

Hab die teile hier irgendwo rumliegen. Werds bei gelegenheit mal testen.

Könnte man nicht etwas mit den runden Bleiakkus anfangen, die gerne in Power-Packs für Blitzgeräte eingebaut werden?
Die sind angeblich sehr langlebig und mit zu hohem Innenwiderstand gibt es da auch keine Probleme.
Dafür bräuchte man halt einen Step-Up Wandler, wenn man mit nur einer Zelle auskommen will.

Bei Reichelt gibt es die hier:
http://www.reichelt.de/Blei-Akkus-2V-Ha ... D-2%2C5+AH

Sven hat geschrieben:Könnte man nicht etwas mit den runden Bleiakkus anfangen...

Auch keine schlechte Idee! Da dort sowieso noch ein "Brocken Elektronik" (zur Einschaltung der Kamera "nur bei Bedarf") hinein muss, kommt es auf den Wandler auch nicht mehr an Und der verfügbare Strom der Zelle sollte auf jeden Fall ausreichen... Ausserdem ist das Laden eines Bleiakkus wesentlich einfacher zu realisieren, als die Ladung eines NiCd-Akkus. Deshalb liebäugle ich auch nebenbei noch mit einer LiIon-Zelle aus einem Notebook-Akku...

Läuft

Mit welchem Programm isn der Schaltplan gemacht?
Is ja augenkrebsverdächtig dieses grau der Bauteile auf dem gelben HIntergrund.

Jannyboy hat geschrieben:Läuft

Danke Jannyboy, da werde ich mich mal "hineinvertiefen"... "Meine" Schaltung wird zwar vermutlich (aufgrund einiger hinzugekommener Anforderungen) ein wenig anders aussehen, aber die grundliegenden Konstuktionsmerkmale werde ich übernehmen (und die "Erweiterungen" natürlich hier auch weitergeben).

Die Schalt kostet ja auch fast nix.
Nur denn man einen andere Batterie/Akku verwendet muss man die Diode um einen Spannungsregler ergänzen.
Und die Schaltung wird über Batt.enable frei geschaltet.

Schaltschwelle ist für 7,1V Volt berechnet, weil da ein LM2596 gerade noch so läuft.

Brandaktuell wird auf Hackaday eine Mini USV für den Raspberry Pi vorgestellt:
http://hackaday.com/2013/11/17/battery- ... data-safe/
Die Projektwebsite ist hier zu finden: http://www.repairhub.co.uk/content/reso ... ery-backup
Völlig ausgereift ist es nach Angaben es Autors noch nicht, so wird z.B. wohl nicht die Batteriespannung gemessen.
Auf jeden Fall eine nette Idee mit dem 9V Akku, zum Shutdown scheint es ja auszureichen.

Wie sieht das eigentlich mit Step Up Wandlern aus, die aus einem solchen runden Bleiakku die nötigen 5V erzeugen können?
Das Problem ist ja, dass der Raspi seine 700mA haben will und ich aus Sicherheitsgründen so ein Ding auf mindestens 800mA oder sogar 1A auslegen würde.

Der Stepupwandler muss ja nicht aus den 2V versorgt werden.
Seine Versorgungsspannung kann er sich ja aus den 5V nehmen.
Somit kanns dann auch nen TL494 sein wenns denn muss

Die 5V müssen ja mal da gewesen sein, soll ja als Backup herhalten.

Übrigens, so ähnlich habe ich das bei meinem "Laderegler" für meine Funkbox gemacht, dessen Sepic von 5-24V alles fressen soll :
Ein kleinerer MC34063-Sepic sorgt dafür das der eigentlich Schaltregler mit rund 12V versorgt wird.
Ich glaube, hätte ich einen anderen als den MC verwendet.. ich hätte sogar noch ab 3V Arbeiten können..

Ich habe (durch Ausnutzen der Höhe des Gehäuses) dort tatsächlich noch einen 1.3Ah Bleiakku hineinbekommen. Das Gehäuse ist aber nun "richtig voll" Die Elektronik hat nun einen guten Monat Testbetrieb an einer Schaltuhr hinter sich, und war heute nochmal (hoffentlich das letzte Mal) zur Optimierung "auf der Werkbank". Die Scripte zur Steuerung der Stromversorgung von RasPi und Kamera wurden optimiert, und scheinen nun einigermassen zu funktionieren. Bilder und Schaltung gibt es (abhängig von der verfügbaren Zeit) vermutlich in den nächsten Tagen...

Hier nun die versprochenen Bilder von meiner Konstruktion...

Die "Anprobe" der verwendeten Teile:


Die verdrahtete (und etwas "eingepackte") Version (steht halt "draussen"):

Die drei "Doppelleitungen" versorgen übrigens 3mm-LEDs ("Power", "CurrentLimit", und "CamOn"), damit ich aus dem Fenster beobachten kann, in welchem Zustand sich die Konstruktion befindet.

Und noch ein Blockschaltplan von dem Gebilde:

Der Vollständigkeit halber und weil ichs grad beim "shoppen" gesehen habe,
Es gibt jetzt auch eine Kauflösung einer USV für den Raspi

http://www.reichelt.de/Programmer-Entwi ... ASP+PI+USV

Über den Preis (29,95)... naja, kann man sich streiten

Arndt hat geschrieben:Über den Preis (29,95)... naja, kann man sich streiten

Stimmt! Wenn da noch eine Ladeschaltung für (meinetwegen NiMH-) Akkus mit drin/dran wäre, wäre das ok.

zauberkopf hat geschrieben:Die A123 sind bis zu -30° spezifiziert.. http://www.cosmoenergy.com/APR18650M1A_ ... t_2009.pdf

Was für ein Merkwürden ist denn das? In Kopf "High Power Lithium Ion"

und dann

Recommended standard charge method 1.5A to 3.6V CCCV, 45 min
Recommended charge and cut-off V at 25°C 3.6V to 2V

LiFePO4
Das ist eine etwas andere Zell-Chemie, deswegen werden die auch nicht bis 4,2V geladen, sondern nur bis 3,6.

A123 war das Spinoff von dem Entwicklerteam das die LiFePO4 entwickelt hat.

Edit : Ich als LiFePO4 Lover muss sagen, das die Zellen fast nur Vorteile haben. Aber auch einen Nachteil : Die Energiedichte ist nicht so hoch.
Und es gibt nur eine Hand voll vorgefertigter Chips ( Balancer etc.. ) dafür.

Und LiFePO4 ist auch Li-Ion. Wie alle Lithium-Akkus.

xoexlepox hat geschrieben:Hier nun die versprochenen Bilder von meiner Konstruktion...

Gibt das ein Schaltplan?!

Jannyboy hat geschrieben:Gibt das ein Schaltplan?!

Ja, nur ob der so ganz aktuell ist, weiss ich leider nicht. Da sich im "Realbetrieb" so einige Unschönheiten ergeben haben, habe ich an der existierenden Schaltung einige "Patches" vorgenommen, die nicht unbedingt alle den Weg zurück in den Schaltplan gefunden haben. Z.B. finde ich den NTC zur Kompensation der Akkutemperatur im Schaltplan nicht wieder. Aber notfalls schaue ich nochmal in die laufende Schaltung

Edit: Noch was gefunden: R1 ist nicht mehr 10mOhm sondern ein L mit 1.5µH und 0.2Ohm.

BTW: Bau mir auch grad so was, und mache die Erkennung "Raspi_ON" über die Auswertung der TXO Leitung der seriellen Schnittstelle, die nach dem Runterfahren dauerhaft auf 0V ist. (NE555 Monoflop überbrückt die max. 8 Nullen im normalen Sendebetrieb.) Dann brauch ich dafür schon keine extra Software.

Ausserdem kann ich dann so die Betriebsspannung komplett abschalten, wenn ich den RasPi zB. aus xmbc heraus runterfahre...

Schaltung und Layout kommt, wenn getestet.

typ_o hat geschrieben:...und mache die Erkennung "Raspi_ON" über die Auswertung der TXO Leitung der seriellen Schnittstelle, die nach dem Runterfahren dauerhaft auf 0V ist.

Ja, aber nur, wenn du den RasPi bis "Halt" runterfährst. Nachdem ich heute schon wieder einmal das Filesystem flicken durfte (System blieb bei Starten mit einer entsprechenden Meldung hängen, die Logs sahen nach "odentlichem Shutdown" aus), habe ich eine Verzögerung von ca. 10s von "Raspi_On low" bis zur Abschaltung der Stromversorgung eingebaut. Vielleicht solltest du das bei deiner Konstruktion auch vorsehen Ich habe so langsam den Verdacht, daß das Abschalten der GPIOs nicht die letzte Aktion des Systems vor dem endgültigen "Halt" ist...

Oh, guter hint. Na, dann kommt da mehr Verzögerung rein, fertig. Blärks, dieses ganze Filesystem-kaputt-Dings nervt. Ich suche schon in verschiedene Richtung, read only mounten, HD dran, sowas ..
Bei uns in der Fabrik machen sie's echt so, dass sie AC messen und wenn die erste Periode weg ist, noch schnell SD aus dem Elko fertigschreiben und dann aus die Kiste.

Da liesse sich doch sicherlich das shutdown script anpassen im RasPI?

Fritzler hat geschrieben:Da liesse sich doch sicherlich das shutdown script anpassen im RasPI?

Leider ist "/sbin/shutdown" ein Executable Aber der Quellcode dazu müsste aufzutreiben sein. Mal schauen...

@typ_o:
remount readonly macht mein Script schon vor den Shutdown, klappt natürlich nicht bei der Systempartition. Und bei "dauernd readonly" hast du keine Logs mehr

xoexlepox hat geschrieben:

Fritzler hat geschrieben:Da liesse sich doch sicherlich das shutdown script anpassen im RasPI?

Leider ist "/sbin/shutdown" ein Executable Aber der Quellcode dazu müsste aufzutreiben sein. Mal schauen...

@typ_o:
remount readonly macht mein Script schon vor den Shutdown, klappt natürlich nicht bei der Systempartition. Und bei "dauernd readonly" hast du keine Logs mehr

Denn ändere einfach den Pfad der Logs... denn klappt das auch

ÖÖÖÖÖÖHM...
Euch ist schon ansatzweise klar, wie das init-system funzt?

da werden Skripte, die in /etc/rc0.d/ stehen, ausgeführt...
/sbin/shutdown kümmert sich um Meldungen und das Anstoßen des Vorgangs, nicht um das ausführen...

ferdimh hat geschrieben:/sbin/shutdown kümmert sich um Meldungen und das Anstoßen des Vorgangs, nicht um das ausführen...

Stimmt! Es gib ja auch noch die "Stop-" Option der Scripts im "init.d". Die hatte ich jetzt gar nicht mehr auf dem Plan... Danke für den Hinweis!

Moinsen,
also ich werde jetzt wohl auch ne Mini USV für nen Pi bauen müssen.

Aus dem einfachen Hintergrund, dass in der Monströsen Uhr (siehe fertig gestellte Projekte) ein PI werkelt und man diese Uhr normal mit Schalter abschalten können soll ohne sudo shitdown eintippen zu müssen.
Nur frisst das ja bekanntlich ab und zu die SD Karte trotz eines eigentlich robusten ext4.
Bisher ist das Debian RootFS daher auf einem USB Stick und nur der Bootloader auf der SD Karte.
Is eben nur die Frage wie lange das gut geht...

Allerdings will ich keinen Akku verwenden, sondern etwas wartungsfreies -> 2,7V 3000F Supercap.
Ein Stepup soll aus den sagen wir mal 1,8V bis 2,7V des Caps 3,3V bereitstellen wenn der Strom aus dem Netzteil fehlt.
Da nichts am USB hängt werde ich wohl direkt 3,3V am GPIO einspeisen.
Weiterhin soll der Cap dann auch nen AVR ala RTC speisen.

Nur so mal als Projektankündigung, bzw als Frage ob das Sinn macht.
Die 3000F sollten jedenfalls lange genug durchhalten, vllt reicht auch weniger F?

Fritzler hat geschrieben:Da nichts am USB hängt werde ich wohl direkt 3,3V am GPIO einspeisen.

Und was meint der 3.3V-Regler dazu, wenn er Spannung am Ausgang erhält, aber keine am Eingang? Oder schmeisst du den gleich mit raus? Werden die 5V nur für die Spannung auf den USB-Ports verwendet, oder hängt da auch der USB-Chip mit dran? Denn auch der Netzwerkanschluß scheint mir ein USB-Device zu sein. Oder wurde da nur der Treiber "entsprechend verbogen"?