Unihiker K10: Stromversorgung und Stromverbrauch

Unihiker K10: Stromversorgung und Stromverbrauch

Ein Unihiker K10 ist ein Mikrocontroller-Board mit WLAN, integriertem Display, verschiedenen Sensoren und dem Mikrocontroller ESP32-S3.
Der Unihiker K10 kann auf verschiedene Arten mit Strom versorgt werden. Die einfachste Möglichkeit ist, ihn über ein USB-C-Kabel mit einem Computer zu verbinden. Dabei wird der Unihiker sowohl mit Strom versorgt als auch zur Datenübertragung mit dem Rechner verbunden.
Alternativ bietet der Unihiker K10 weitere Möglichkeiten zum Verbinden mit einer Stromversorgung an.

  • USB-C
  • 2-Pin PH2.0-Batterie-Anschluss
  • Edge Connector (micro:bit)

USB-C

Die flexibelste Möglichkeit den Unihiker K10 mit Strom zu versorgen ist die USB-C-Steckverbindung. Die Stromversorgung erfolgt dann wahlweise über:

  • Host-Computer
  • USB-Netzteil
  • Powerbank
  • 5-Volt-Netzteil

2-Pin PH2.0-Batterie-Anschluss

Für den mobilen Betrieb kann man auch eine Batterie anschließen. Dafür ist an einer Seite eine PH2.0-Steckverbindung vorhanden. Der Spannungswandler ermöglicht einen Spannungsbereich von 3,0 bis 6,0 Volt.

  • Es gibt LiPo-Akkus mit 3,7 Volt, die eine PH2.0-Steckverbindung haben.
  • Alternativ eignen sich auch 3 AA/AAA-Batterien, die zusammen 4,5 Volt haben. Nur zwei davon mit zusammen 3,0 Volt sind zu knapp.

Edge Connector (micro:bit)

Der Edge Connector ist ein spezieller Steckverbinder, den man vom Mikrocontroller-Board micro:bit her kennt und der sich an der unteren Kante der Platine befindet. Er ermöglicht den einfachen Zugang zu den Ein- und Ausgängen (GPIO-Pins) des Mikrocontrollers, um externe Geräte oder Schaltungen anzuschließen.

Die 5 größeren Pins sind besonders einsteigerfreundlich gestaltet. Sie lassen sich mit Krokodilklemmen verbinden. Davon können 2 für die Stromversorgung genutzte werden.

  • 3V: Positive Spannung mit 3,3 Volt
  • GND: Masse bzw. 0 Volt

Alternativ sind die Pins des Edge Connectors über ein Breakout Board leichter zugänglich und die Verbindung mechanisch stabiler.

Stromverbrauch

Wenn man den Unihiker K10 mit einer eigenen Stromversorgung betreiben möchte, dann spielt der Stromverbrauch bei der Auswahl und Auslegung einer passenden Stromversorgung eine zentrale Rolle. Wie viel Strom ein Aufbau tatsächlich benötigt, hängt sowohl vom Energiebedarf des Boards als auch von weiteren angeschlossenen Bauteilen ab. Außerdem beeinflusst auch die notwendige Rechenleistung den Stromverbrauch.

Wir wollen der Frage nachgehen, wie viel Strom der Unihiker K10 ohne weitere angeschlossene Bauteile verbraucht.

Die Messung im laufenden Betrieb ergab folgende Werte für den Stromverbrauch:

Bei Spannung am USB-C: 5,1 bis 5,2 Volt

  • Höchstwert beim Einschalten: 63 mA
  • Normalzustand nach dem Einschalten (ohne Programmausführung): 40 mA (stabil)
  • Programm in Ausführung mit while-True-Schleife: 52 mA
  • Bei einem statischen, weißen Display: 102 mA
  • Programm mit initialisierten Display mit schwarzem Hintergrund und while-True-pass-Schleife: 125 mA
  • Darstellung des Kamerabildes auf dem Display: 155 mA
  • Verbindungsaufbau mit WLAN: bis zu 193 mA
  • Während bestehender, ungenutzter WLAN-Verbindung: 53 bis 97 mA (schwankend)
  • Display mit weißem Hintergrund und WLAN-Verbindung: 113 mA

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