Zuverlässige Akku Power und Einschalter für Raspberry Pi
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Der Raspberry Pi hat keinen Ein-/Ausschalter, er ist so konstruiert, dass er entweder Strom per Kabel bekommt oder nicht. Was passieren kann, wenn dieser im laufenden Betrieb die Stromzufuhr verliert ist ggf. ein Datenverlust oder gar eine defekte SD-Karte. Ist kein muss, allerdings bevorzuge ich doch ein kontrolliertes Herunterfahren…

Planung der Stromversorgung

  • Der Raspberry soll mit einer Powerbank betrieben werden, damit die Box mobil wird. Ist der Akku leer, schaltet das System unkontrolliert ab, was im schlimmsten Fall Datenverlust bedeuten kann. Das kann wiederum mit einer USV-Funktion abfangen werden, habe ich in meiner Box allerdings nicht realisiert. Ich schätze das Risiko hier eher gering ein!
  • Ein- und ausschalten per Tastendruck.
    • Das ist im Regelfall nur mit einem Push-Button realisierbar. Dies ist ein Druckknopf, der nicht einrastet und immer wieder gedrückt werden kann (schaut mal Eure Fernseher-Fernbedienung an, lauter Push-Buttons).
    • Die Alternative ist der Switch-Toggle-Button, vergleichbar mit dem Ein- und Ausschalter einer Lampe.
    • Der Vorteil des Push-Buttons ist, dass man je nach Programmierung und Drucklänge (Trigger) verschiedene Reaktionen auslösen kann (On = Einschalten; Soft-Off = kontrolliertes Herunterfahren und trennen der Stromzufuhr; Reboot, Soft-Off + On; Hard-Off = trennen der Stromzufuhr).
  • Das automatisches Abschalten nach nicht Nutzung sollte funktionieren, also per Herunterfahren ohne Taster, per Befehl… Bei Toggle-Buttons ist diese Funktion problematisch.
  • Herunterfahren heißt beim Raspberry, dass ggf. noch USB-Geräte mit Strom versorgt werden. Daher ist das trennen der Stromversorgung für alle Endgeräte wichtig.
  • And finally: ich kann nicht löten, also möglichst kein Bausatz bzw. nur simples löten.

Raspberry ATX Netzschalter

Ich habe einige Tage gesucht und folgende Lösungen gefunden:

LösungVorteilNachteilPreis
USB ON/OFF SWITCH● Kein löten
● Raspberry wird definitiv komplett vom Strom getrennt
● Keine Information über Kabelqualität (Ladestrom?)
● Kein schöner Schalter
● Kein Shutdownbefehl
● Toggle-Button
● Datenverlust möglich
ca. 19,00 EUR
ATXRaspi● Volle Freiheit beim Button und LED
● Schaltet den Pi kontrolliert aus und trennt danach die Stromzufuhr
● Soft-Off, Hard-Off und Rebootfunktion
● Push Button
● Löten notwendig
● für scriptgesteuertes Ausschalten werden weitere Komponenten benötigt
ca. 28,00 EUR
Powerblock● Volle Freiheit beim Button und LED
● Schaltet den Pi kontrolliert aus und trennt danach die Stromzufuhr
● Kein Löten notwendig
● Toggle Button: ein automatisches ausschalten nach einer definierten Leerlaufzeit ist hiermit nicht möglich
● kein Reboot möglich
● vermutlich kein Hard-Off möglich
ca. 24,50 EUR
Pi Suplly Switch● Schaltet den Pi kontrolliert aus und trennt danach die Stromzufuhr
● Hard-Off ist möglich
● Löten notwendig
● Bausatz
● 3 Schalter: On, Off, Soft-Off (mit kontrollierten Shutdown)
ca. 30,00 EUR
YKRUD2● Volle Freiheit beim Button und LED
● Schaltet den Pi kontrolliert aus und trennt danach die Stromzufuhr
● Firmware : Hard-Off wird auf Anfrage realisiert
● Push-ButtonIdle-Shutdown ist laut Support in der neuen FW (Release 11/18) möglich
● Schneller und aufgeschlossener Support
● Löten für externen Button notwendig
● Online-Dokumentation ausbaufähig
ca. 20,00 EUR
iSwitchPi● Schaltet den Pi kontrolliert aus und trennt danach die Stromzufuhr● Kompletter Selbstbau einer Plantine--,-- EUR
OnOff Shim● Volle Freiheit beim Button und LEDSchaltet den Pi kontrolliert aus und trennt danach die Stromzufuhr
● Sehr platzsparende Lösung
● Push-Button Preis
● Löten notwendig
● Online-Dokumentation ausbaufähig
ca. 10,50 EUR

Ich hatte mich schnell auf den YKRUD2 festgelegt. Leider wurde meine Bestellung storniert und lange nicht verfügbar. Ansonsten ist diese Lösung für Boxbauer die nicht löten wollen einen Blick wert. Nach Rücksprache mit der Herstellerfirma soll bald ein Nachfolger angeboten werden.

Mittlerweile habe ich den OnOff Shim verbaut, der für vergleichbar wenig Geld nahezu alle meine Anforderungen erfüllt. Ein Vorteil ist, dass ich dadurch das Löten gelernt habe. Zudem funktioniert der Shim perfekt mit meiner EasyAcc Powerbank (bitte beachten, hier gibt es eine neue Version, die kein passthrough mehr unterstützt!). Das ist wichtig, dass man nicht noch weitere Hardware verbauen muss, damit auch problemlos wieder eingeschaltet werden kann.

Der von mir verwendete Push-Button mit LED (LED auf GPIO 25) ist bewusst recht klein. Damit wird ausgeschlossen, dass die Box aus versehen ausgeschaltet wird. Dann kannst Du die Hold_Time auch recht kurz einstellen, ich bleibe bei 2 Sekunden.

Hier noch ein kleines Video dazu:

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Bei diesem Video ist der OnOff Shim nicht aufgelötet und mit Kabeln verbunden. Je nach Kabelqualität schwankt die Spannung und der Raspberry arbeitet ggf. in Undervoltage, daher bin ich übergangen den OnOff Shim nur noch aufzulöten. Ich empfehle hierfür dieses Extension-Board, damit sind weiterhin alle PINs verfügbar.

Mobil dank Powerbank…

Ein Akku ist notwendig, wenn der Pi nicht permanent per Kabel versorgt werden soll. Hier bieten sich Powerbanks an, da die Anschaffung kostengünstig und der Markt ordentlich gefüllt ist. Leider kann nicht jede Powerbank zeitgleich Laden und Geladen werden (Stichwort: passthrough). Das An- und Abstecken des Ladekabels an der Powerbank verursacht ggf. einen kurzen Einbruch der Stromzufuhr und der Pi startet neu. Es gibt wenige Powerbanks, die diese Schwankungen abfangen. Zu guter Letzt hat die Lösung immer das Problem, dass der Akkustatus nicht abgefragt werden kann, demnach: Akku leer = Pi aus. Nach nun zwei Jahren Erfahrung brauchte ich passthrough genau zwei mal und heute ist das kein Kaufargument mehr für mich! Insbesondere, weil passthrough laden die Akku-Lebensdauer beeinflussen kann. Wichtiger ist, dass die Powerbank eine zuverlässige Spannung

BezeichnungInformationenPreis (01.03.2021)
EasyAcc 20000mAh- Fängt das An- und Abstecken beim Laden auf (getestet mit 3B+) in erster Generation (Modell PB20000MS)
- große Kapazität
- gute Micro-USB-Kabel sind direkt dabei
31,99 EUR
RAVPower PD 60W 20000mah- Soll das An- und Abstecken zum Laden problemlos abfangen
- große Kapazität
59,99 EUR
TECKNET PD 20000– Fängt das An- und Abstecken beim Laden auf (getestet mit 3B+ lt. User; mein Test war NEGATIV mit Boxen usw.)
– große Kapazität
22,99 EUR
Intensio Powerbank Slim – schaltet ab im laufenden Betrieb, wenn das Ladekabel an- bzw. abgesteckt wird
– günstig und wenn man nicht das parallele Laden benötigt eine super Lösung
– Leichtgewicht
8,99 EUR
Mi Powerbank – Usererfahrung (danke Andco): sehr gute Langzeiterfahrungen im Vergleich zu anderen Powerbanks; Akku bläht nach 5 Jahren Nutzung nicht auf!39,89 EUR

Ich habe mich für die EasyAcc 20.000 entschieden. Die Powerbank hat bei meinen beiden Boxen nie Probleme gehabt und ich bezeichne die Powerbank eher als Eierlegendewollmilchsau. Allerdings gibt es mittlerweile eine neue Version, die passthrough anscheinend nicht mehr unterstützt!

Die Tabelle beinhaltet von mir getestete Powerbanks, Empfehlungen von Euch und aus dem Forum. Hast Du eine Empfehlung für eine Powerbank, dann schreib sie mir, ich ergänze die Tabelle gerne.

HINWEIS: Wenn Du eine Powerbank hast die passthrough fähig ist, aber dennoch beim An- und Abstöpseln Probleme macht, hilft Dir vielleicht diese Lösung: forum-raspberrypi.de

UPDATE 1: Je mehr Verbraucher an der Box hängen, umso sensibler wird wohl das unterbrechungsfreie Laden. Das hängt auch damit zusammen, was für ein Netzteil lädt, aber mit einem schwachen Netzteil geht die Box leider aus! Aber aus dem realen Leben gesprochen braucht es bei einer 20.000er Powerbank nur alle paar Wochen laden und die Kinder schlafen ja auch mal 😉

UPDATE 2: Ist der OnOff Shim direkt aufgelötet, oder mit einem guten Kabel verbunden, dann funktioniert es doch! Ich nutze dieses Extension-Board und es läuft damit problemlos! Dennoch kommt es beim an- und abstecken von Netzteilen zu Schwankungen, die ggf. zu einem Neustart führen!

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