Wie man seinen eigenen tragbaren Raspberry Pi baut

Die Kombination aus anständiger Leistung und niedrigem Stromverbrauch macht Raspberry Pi Einplatinencomputer perfekt für alle Arten von tragbaren, batteriebetriebenen Projekten. Wenn Sie eine Idee für ein solches Projekt haben, führt Sie dieser Leitfaden durch alles, was Sie wissen müssen – von der Auswahl des richtigen Pi-Modells bis hin zur Auswahl von Displays, Batterien und Eingabegeräten.

Auswahl des richtigen Raspberry Pi für Ihr tragbares Projekt

Beim Aufbau eines tragbaren Pi-Setups ist der Stromverbrauch entscheidend, da er die Akkulaufzeit direkt beeinflusst. Hier ist, was Sie hinsichtlich des Stromverbrauchs für die aktuellen Raspberry Pi Modelle erwarten können:

Der Raspberry Pi 5 ist derzeit das leistungsstärkste verfügbare Modell. Leider zieht er deutlich mehr Strom als die anderen Modelle, sodass eine spezielle Stromquelle erforderlich ist, um ihn zu betreiben.

Wenn Sie planen, Ihren Raspberry Pi tragbar zu machen, empfehlen wir den Raspberry Pi 4, da er eine gute Balance zwischen Leistung und Energieeffizienz bietet. Mit seinem Quad-Core-Prozessor und der leistungsfähigen GPU bewältigt er alles von Web-Browsing bis hin zu Programmierung mit angemessener Reaktionsfähigkeit und kann mit einer regulären Powerbank betrieben werden.

Wenn Sie jedoch einen Datenlogger oder einen einfachen Feldcomputer erstellen, wird der Pi Zero 2 W höchstwahrscheinlich besser geeignet sein. Er verbraucht deutlich weniger Strom und bietet dennoch ausreichend Rechenleistung für grundlegende Aufgaben sowie Wi-Fi-, Bluetooth- und GPIO-Konnektivität.

Stromversorgung Ihres tragbaren Pi

Alle Raspberry Pi Modelle arbeiten mit 5V (der Standard-USB-Spannung), benötigen jedoch unterschiedliche Mengen an Strom (gemessen in Ampere). Wir haben verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, einen Raspberry Pi mit Strom zu versorgen, und hier sind die Dinge, die Sie beachten sollten. Bei der Auswahl einer Powerbank oder Batterielösung müssen Sie sowohl Spannung als auch Stromstärke berücksichtigen, da deren Produkt Ihnen die Gesamtenergie in Watt liefert (Leistung = Spannung × Stromstärke). Zum Beispiel benötigt ein Pi 5 bei 5V und 5A 25 Watt Energie.

Hier sind drei zuverlässige Stromlösungen, jede geeignet für unterschiedliche Bedürfnisse:

Waveshare UPS Modul 3S

Das Waveshare Unterbrechungsfreie Stromversorgung Modul 3S verwendet drei 18650 Lithium-Batterien (die Sie separat kaufen müssen), um stabil 5V bei bis zu 5A bereitzustellen, was perfekt für den stromintensiven Pi 5 ist.

Ich mag besonders seine I2C-Schnittstelle, mit der Sie die Batteriespannung, den Strom und die Leistung in Echtzeit überwachen können – super nützlich für Projekte, bei denen Sie den Stromverbrauch im Auge behalten müssen. Es verfügt außerdem über umfassende Schutzschaltungen, um Schäden durch Überladung, Tiefentladung oder Kurzschlüsse zu verhindern.

PiSugar S Pro

Für Pi 4 oder Pi Zero-Nutzer, die eine elegante Lösung möchten, ist der PiSugar S Pro schwer zu schlagen. Dieses 5000 mAh Batterypack ist speziell für die Raspberry Pi Familie von Einplatinencomputern konzipiert und wird direkt an der Unterseite Ihrer Platine befestigt.

Der PiSugar S Pro liefert 5V bei 3A, was perfekt für den Pi 4 und weniger anspruchsvolle Modelle ist. Es enthält sogar einen programmierbaren Knopf, der verwendet werden kann, um benutzerdefinierte Aktionen auszulösen. Beachten Sie jedoch, dass dieses Modell keine Informationen zum Batteriestand über Software bereitstellt.

Standard Power Banks

Wenn Sie einen Pi 4 oder ein weniger stromhungriges Modell betreiben, können viele Standard-USB-Powerbanks die Aufgabe gut erledigen. Suchen Sie nach solchen, die 5V bei 3A ausgeben können, wie die LOVELEDI 15000mAh Powerbank. Diese sind oft die kosteneffektivste Lösung und haben den Vorteil, dass sie auch für andere Geräte nützlich sind.

Hier ist jedoch eine wichtige Warnung zu Powerbanks mit Power Delivery (PD)-Unterstützung: Während diese 25W oder mehr liefern können (technisch genug für einen Pi 5), erreichen sie dies, indem sie die Spannung über 5V erhöhen, und der Pi benötigt seine Energie genau bei 5V, sodass sie nicht funktionieren würden.

Einrichtung Ihres tragbaren Pi

Mit Ihrer Stromquelle bereit, sollte das Anschließen an Ihren Raspberry Pi zu einem automatischen Booten führen. Jetzt kommt der interessante Teil: herauszufinden, wie Sie mit Ihrem tragbaren Pi interagieren können. Es gibt mehrere Ansätze, je nach Ihren spezifischen Bedürfnissen.

Wenn Sie etwas Ähnliches wie ein Laptop oder eine tragbare Spielkonsole erstellen möchten, möchten Sie ein Display und Eingabegeräte direkt mit dem Pi verbinden. Für Displays ist das offizielle 7″ Pi Touch Display eine solide Wahl, da es Strom direkt vom Pi selbst bezieht und somit Ihre Einrichtung vereinfacht. Für etwas Größeres können USB-Monitore mit integrierten Batterien wie der ASUS ZenScreen 15.6″ gut funktionieren, da sie die Gesamtstromanforderungen nicht erhöhen.

Wenn Sie jedoch planen, sich über SSH remote mit Ihrem Pi zu verbinden, benötigen Sie möglicherweise überhaupt kein dediziertes Display. Bei vielen Aufgaben, insbesondere bei Datensammlungen oder der Serververwaltung, ist der Zugriff nur über die Konsole über SSH vollkommen ausreichend. Wenn Sie eine vollständige grafische Desktop-Umgebung benötigen, können Sie entweder VNC oder xrdp für den Remote-Desktop-Zugriff einrichten.

Für den Internetzugang können Sie Ihren Raspberry Pi einfach so konfigurieren, dass er sich automatisch mit einem mobilen Hotspot verbindet, der mit Ihrem Smartphone erstellt wurde, und dann Tailscale verwenden, um sicheren Remote-Zugriff von jedem Gerät zu ermöglichen. Auf diese Weise können Sie sich sogar mit Ihrem Smartphone über einen mobilen SSH- oder VNC-Client mit dem Pi verbinden.

Das ist alles, was nötig ist, um Ihren eigenen tragbaren Raspberry Pi zu bauen. Natürlich ist selbst der mächtige Pi nicht immer das beste Werkzeug für den Job. Wenn Sie mehr Rechenleistung, eine poliertere Erfahrung oder ein praktisches Format benötigen, könnte ein dedizierter Laptop mit Linux die bessere Wahl sein, und wir haben einen Leitfaden, der Ihnen hilft, den richtigen auszuwählen.