Raspberry Pi: DC Buck-Konverter

Raspberry Pi’s erfreuen sich in unseren Funkprojekten großer Beliebtheit. Doch der beliebte Einplatinencomputer (SBC) ist leider etwas wählerisch wenn es im seine Spannungsversorgung geht. In diesem Artikel zeigen wir euch, worauf ihr achten müsst und wie ihr den Raspberry Pi sicher mit eurem vorhandenen 13.8 V Netzteil oder einem 12 V Akkumulator betreiben könnt.

Raspberry Pi’s besitzen einen Micro USB, bzw. der Raspberry Pi 4 einen USB Typ C Anschluss für dessen Spannungsversorgung. Damit sollte sich der Raspberry Pi mit jeder Spannungsquelle betreiben lassen, die eine Gleichspannung von 5 V zur Verfügung stellt und ausreichend Strom liefert. In vielen Fällen sorgt diese Spannungsquelle jedoch zu einer Warnung über eine zu niedrige Spannung (under-voltage, low voltage warning). Zu niedrige Spannung kann dazu führen, dass der Raspberry Pi seine Taktzahl verringert und damit nicht die volle Leistung bringt. Im schlimmsten Fall kann es aber auch zu Abstürzen oder anderen unvorhersehbaren Ausfällen führen.

Aber woran liegt das? Die Kombination aus verwendeter Spannungsquelle und dem Zuleitungskabel kann am Ende dafür sorgen, dass die mindestens notwendigen 5 V Gleichspannung deutlich unterschritten werden. Die Verwendung eines kürzeren Zuleitungskabel kann in den meisten Fällen schon helfen, nicht aber in allen. Offizielle Raspberry Pi Netzteile liefern daher mindestens 5,1 V Gleichspannung, um einem Unterschreiten der Spannung entgegen zu wirken und damit den Raspberry Pi sicher zu betreiben. Aber auch eine ausreichende Stromstärke des Netzteils ist wichtig. Wer Zusatzhardware wie z.B. Displays, USB-Sticks, Aufsteckplatinen oder Sonstiges an seinem Raspberry Pi betreiben möchte ist gut beraten, ein Netzteil zu verwenden, das mindestens 3 A bei 5,1 V Gleichspannung liefern kann. Damit stehen genug Leistungsreserven zur Verfügung.

In vielen Fällen möchten wir für unsere Projekte aber keine zwei Netzteile betreiben, wenn die Funkhardware z.B. bereits aus einem 13,8 VDC Netzteil oder einem Akkumulator gespeist wird. So genannte DC Buck-Konverter (Englisch buck oder step-down converter) können eine höhere Gleichspannung auf eine niedrigere und stabilisierte Gleichspannung umwandeln. Bei der Auswahl ist auch hier darauf zu achten, dass dieser 3 A bei 5,1 VDC liefert.

DC Buck-Konverter im Test, hier an einem Raspberry Pi 4B

Wir haben in der Vergangenheit bereits einige DC Buck-Konverter getestet und können euch den unten dargestellten empfehlen. Auch nach einem mehrstündigem Belastungstest mit einer 100 prozentigen Auslastung aller 4 Kerne eines Raspberry Pi 4 erhielten wir zu keinem Zeitpunkt eine Warnung über zu niedrige Spannung und damit einer Verringerung der CPU-Leistung.

Kleiner DC Buck-Konveter mit 5,1 VDC / 3A

Den hier dargestellten DC Buck-Konverter gibt es in zwei unterschiedlichen Versionen, mit unterschiedlichen Spulen. Achtet beim Kauf darauf, dass ihr die Version mit der hochwertigeren Spule bestellt.

Version mit hochwertigerer vs. schlechterer Spule

Bestellen könnt ihr ihn hier: DC step-down buck converter, 5.1V / 3 A

Hinweis: Der neue Raspberry Pi 5 ist noch Leistungs-hungriger. Um diesen voll ausreizen zu können werden sogar bis zu 5 A benötigt. Solltet ihr also schon jetzt mit dem Gedanken spielen, einen Rasperry Pi 5 mit einem Buck-Konverter versorgen zu wollen, so solltet ihr euch gleich nach einem Modell umsehen, dass die 5 A bereitstellen kann.

Verwendet ihr in euren Projekten auch bereits Buck-Konverter und wenn ja, welche Erfahrungen habt ihr damit gemacht? Lasst es uns gerne in den Kommentaren zu diesem Beitrag wissen.

    Team DL-Nordwest, Stephan 9V1LH/DG1BGS

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