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Hallo,
darf man die Betriebsspannung für den Raspi direkt an der GPIO-Leiste an 5V anschließen?

» Hallo,
» darf man die Betriebsspannung für den Raspi direkt an der GPIO-Leiste an 5V
» anschließen?

An welchem?

https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/README.md

Ich habe den Raspberry Pi 3 B
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» 5V
» » anschließen?
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» Ich habe den Raspberry Pi 3 B
» » darf man die Betriebsspannung für den Raspi direkt an der GPIO-Leiste an 5V anschließen?
Wenn du nicht weißt was du tust, dann tu es lieber nicht

Auf der von XY verlinkten Seite kann man sich den Schaltplan vom Pi 3B runterladen.



Hier (der Ausschnitt ist von oben links) sieht man, dass die 5V vom USB-Netzteil über eine Sicherung, einen Kondensator, ein magisches Bauteil (also andere verstehen bestimmt wie das Teil arbeitet, nach meiner Recherche dient es wohl zum Überspannungsschutz) eine Z-Diode (vermutlich auch Überspannugsschutz) und noch einen Kondensator gehen bevor die 5V auf die Platine verteilt werden. Das ist da nicht ohne Grund.

Wenn du direkt auf den 5V-Pin der GPIO-Leiste gehst umgehst du diese Schutz- und Filter-Maßnahmen. Wenn du nicht weißt was du tust riskierst du deinen PI, da sind sicher nicht ohne Grund so viele Bauteile verbaut.

Warum möchtest du das eigentlich machen? USB-Netzteile kosten doch nur einen Bruchteil vom Kaufpreis des PI.

» » Ich habe den Raspberry Pi 3 B
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» an 5V anschließen?
» Wenn du nicht weißt was du tust, dann tu es lieber nicht
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» Auf der von XY verlinkten Seite kann man sich den Schaltplan vom Pi 3B
» runterladen.
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» Hier (der Ausschnitt ist von oben links) sieht man, dass die 5V vom
» USB-Netzteil über eine Sicherung, einen Kondensator, ein magisches Bauteil
» (also andere verstehen bestimmt wie das Teil arbeitet, nach meiner
» Recherche dient es wohl zum Überspannungsschutz)

Nein
Das magische Bauteil ist eine Diode mit wenigen mV Flussspannung.
Also eine elektronische Diode. Der MOSFET überbrückt in Durchlassrichtung seine eigene Diode. In Sperrrichtung sperrt der MOSFET. Drain und Source sind vertauscht.

Ich habe eine solche Rückflussdiode etwas aufwendiger realisiert.
Lings wird eine Solarzelle angeschlossen und rechts geht es zum Akku.

» » Hier (der Ausschnitt ist von oben links) sieht man, dass die 5V vom
» » USB-Netzteil über eine Sicherung, einen Kondensator, ein magisches
» Bauteil
» » (also andere verstehen bestimmt wie das Teil arbeitet, nach meiner
» » Recherche dient es wohl zum Überspannungsschutz)
»
» Nein
» Das magische Bauteil ist eine Diode mit wenigen mV Flussspannung.
» Also eine elektronische Diode. Der MOSFET überbrückt in Durchlassrichtung
» seine eigene Diode. In Sperrrichtung sperrt der MOSFET.
Danke, das entzaubert das ganze etwas.

» Drain und Source sind vertauscht.
Das hab ich gesehen und nicht verstanden warum bzw. was da überhaupt passiert. Da bin ich dann ausgestiegen.
In den Überlauf-/Austauschnetzwerken, wo ähnliche Fragen gestellt wurden, wird das nicht sonderlich detailliert erklärt. Da heißt es nur allgemein overvoltage protection.

» Ich habe eine solche Rückflussdiode etwas aufwendiger realisiert.
Mit dem Stichwort Rückflussdiode steige ich dann wieder ein Muss ich mir nochmal im Detail durchlesen, aber mit der Diode mit wenigen mV Flussspannung hab ich zumindest schon mal eine grobe Ahnung wie das funktioniert und wozu das gut ist.

» Lings wird eine Solarzelle angeschlossen und rechts geht es zum Akku.
»
Ich versuche es jetzt mal ohne mich vorher eingelesen zu haben. Im Moment verstehe ich deine Schaltung so: Die Diode im MOSFET lässt den Strom von Orange nach Rot durch, wobei an der Diode nur wenige mV abfallen. Der OpAmp, als Komparator beschaltet, vergleicht die Spannung vor und hinter dem MOSFET. Ist die Spannung hinter dem MOSFET (am roten Anschluss) größer als davor (oranger Anschluss) dann setzt der OpAmp seinen Ausgang auf (ungefähr) Vcc womit der MOSFET sperrt und verhindert, dass Strom von Rot nach Orange fließt.

Habe ich das halbwegs richtig wiedergegeben?

Eigentlich würde ein Mosfet mit dem OPAMP schon funktionieren.
Er soll aufsteuern, wenn die Eingangsspannung größer als die Akkuspannung ist.
Umgekehrt soll er sperren.
Das Problem bei den MOSFET ist, dass die eine Parasitäre Diode in sich verbergen. (Herstellungs-bedingt)
Also müssen wir Drain und Source vertauschen. Damit sitzt die Diode erstmal richtig herum.
So, dass der Akku sich nicht über die Solarzelle entladen kann.
So eine Diode hat aber (beim Laden) eine Flussspannung, die wir vermeiden wollen.
Jetzt kommt der Trick! Sobald sich eine Spannungsdifferenz in Durchlassrichtung der Diode bildet, Steuern wir den MOSFET auf. Der überbrückt jetzt die Diode und mit seinem geringen Widerstand fallen nur ein par mV ab!
Ist die Eingangsspannung geringer als die Akkuspannung wird der MOSFET zugesteuert und die Diode sperrt ja sowieso.

Die Schaltung mit dem Transistorpärchen habe ich mal mit einzelnen Transistoren getestet.
Delta U beim Laden 40mV. Bei meiner Schaltung mit OPAMP sind es nur 10mV.
Auch der Strom aus dem Akku, wenn nicht geladen wird, ist mit dem Sparsamen TLC271 und den hochohmigen Widerständen geringer als bei der Transistorschaltung.
Bei der Transistorschaltung habe ich mal die Widerstände von 10k auf 47k und von 47 auf 220k erhöht. Funktionierte noch einwandfrei. Aber die Strombelastung des Akkus bei nicht vorhandenem Ladestrom ist immer noch größer als bei der OPAMP Schaltung. Trotzdem ist die Transistorschaltung sehr funktional. Denn bei der OPAMP Schaltung sollte der Akku eine interne Kurzschlusssicherung haben. Denn ich stellte bei meiner Schaltung fest, Dass bei einem schlagartigen Kurzschließen der Solarzelle der TCL271 zusammen mit der Gatekapazität so langsam reagierte, dass die elektronische Sicherung im Akku diesen abschaltete.

» Hallo,
» darf man die Betriebsspannung für den Raspi direkt an der GPIO-Leiste an 5V
» anschließen?

Hallo,
Der Pi wird bei der PiXtend Erweiterungsplatine z.B. so über die GPIO mit 5VDC Betriebsspannung versorgt.
Allerdings besitzt die PixTend eine eigene Betriebsspannungsregelung.

https://www.pixtend.de/files/manuals/pixtend_v1_3_datasheet_DE.pdf (Seite 8)
https://www.pixtend.de/files/downloads/pixtend_v1_3_circuit_full_artc.pdf

HTH
Gandalf

--
Ihr da OHM macht WATT ihr VOLT

»
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» Eigentlich würde ein Mosfet mit dem OPAMP schon funktionieren.
» Er soll aufsteuern, wenn die Eingangsspannung größer als die Akkuspannung
» ist.
» Umgekehrt soll er sperren.
» Das Problem bei den MOSFET ist, dass die eine Parasitäre Diode in sich
» verbergen. (Herstellungs-bedingt)
» Also müssen wir Drain und Source vertauschen. Damit sitzt die Diode erstmal
» richtig herum.
» So, dass der Akku sich nicht über die Solarzelle entladen kann.
» So eine Diode hat aber (beim Laden) eine Flussspannung, die wir vermeiden
» wollen.
» Jetzt kommt der Trick! Sobald sich eine Spannungsdifferenz in
» Durchlassrichtung der Diode bildet, Steuern wir den MOSFET auf. Der
» überbrückt jetzt die Diode und mit seinem geringen Widerstand fallen nur
» ein par mV ab!
» Ist die Eingangsspannung geringer als die Akkuspannung wird der MOSFET
» zugesteuert und die Diode sperrt ja sowieso.
Danke für die Erklärung. So ungefähr hatte ich mir das, aufgrund deines letzten Posts, schon vermutet. Dank der Erklärung muss ich das jetzt nicht erst noch nachlesen Muss mich trotzdem nochmal genauer mit dem Thema befassen, will auch mal soweit sein nicht nur zu verstehen warum jemand das so gemacht hat sonder es auch selber so machen

» Die Schaltung mit dem Transistorpärchen habe ich mal mit einzelnen
» Transistoren getestet.
» Delta U beim Laden 40mV. Bei meiner Schaltung mit OPAMP sind es nur 10mV.
» Auch der Strom aus dem Akku, wenn nicht geladen wird, ist mit dem Sparsamen
» TLC271 und den hochohmigen Widerständen geringer als bei der
» Transistorschaltung.
» Bei der Transistorschaltung habe ich mal die Widerstände von 10k auf 47k
» und von 47 auf 220k erhöht. Funktionierte noch einwandfrei. Aber die
» Strombelastung des Akkus bei nicht vorhandenem Ladestrom ist immer noch
» größer als bei der OPAMP Schaltung. Trotzdem ist die Transistorschaltung
» sehr funktional.
Bei der Entwicklung vom Raspberry PI (zumindest dnen nicht Nano-Modellen) war ein Batteriebetrieb, soweit ich weiß, nie im Fokus. Wichtig war günstig weil der Verkaufspreis möglichst gering sein soll und dann halt noch funktional und robust da die ursprüngliche Zielgruppe Schüler - die was mit kleinen Computern basteln wollen - war.