Betriebsdauer Raspberry Pi 5 mit 3x 18650 Batterien
Betriebsdauer eines Raspberry Pi 5 mit drei in Serie geschalteten 18650-Batterien
1. Batteriespezifikationen
- Typische Werte pro Zelle: 3,7 V Nennspannung, 3000 mAh Kapazität
- Gesamtpaket (3 Zellen in Serie): 11,1 V, 3 Ah, 33,3 Wh
2. Stromverbrauch des Raspberry Pi 5
- Leerlauf: ca. 2,4–3,5 W
- Mittlere Last: ca. 7 W
- Volllast: bis zu 11,6 W
3. Laufzeitberechnung
| Szenario | Verbrauch | Theoretische Laufzeit |
|---|---|---|
| Leerlauf | 3 W | ca. 11,1 h |
| Mittlere Last | 7 W | ca. 4,75 h |
| Volllast | 11,6 W | ca. 2,87 h |
Da Batterien nicht vollständig entladen werden sollten, ist die realistisch nutzbare Energie ca. 90% der Gesamtkapazität (ca. 30 Wh). Das ergibt z.B. bei mittlerer Last (7 W): ca. 4,3 h Laufzeit.
4. Optimierungsmöglichkeiten
- Stromsparmodus aktivieren (z.B. nicht benötigte Schnittstellen deaktivieren)
- Effizienter DC/DC-Wandler (Wirkungsgrad > 90%) verwenden
- Batterien mit höherer Kapazität (z.B. 3500 mAh) nutzen
5. Beispielrechnung
- Batteriepaket: 3× 18650 mit je 3000 mAh
- Verbrauch: 7 W (mittlere Nutzung)
- Reale Laufzeit: ca. 4,3 Stunden
Zusammenfassung
- Leerlauf: 9–11 Stunden
- Mittlere Nutzung: 4–5 Stunden
- Volllast: 2,5–3 Stunden
Die tatsächliche Laufzeit hängt von der Auslastung und der Effizienz der Spannungsregelung ab.
Ladezustand 3S Li-Ion Akku
Ladezustand eines 3S Li-Ion Akkus (11,1 V Nennspannung)
| Spannung (gesamt) | Spannung / Zelle | Ladezustand |
|---|---|---|
| 12,6 V | 4,20 V | 100 % |
| 12,4 V | 4,13 V | 90 % |
| 12,2 V | 4,07 V | 80 % |
| 12,0 V | 4,00 V | 70 % |
| 11,7 V | 3,90 V | 60 % |
| 11,4 V | 3,80 V | 50 % |
| 11,1 V | 3,70 V | 40 % |
| 10,8 V | 3,60 V | 30 % |
| 10,5 V | 3,50 V | 20 % |
| 10,2 V | 3,40 V | 10 % |
| 9,0 V | 3,00 V | 0 % – kritisch! |
Betriebsdauer Raspberry Pi 5 mit 3x 18650 und 400mA Zusatzlast
Betriebsdauer Raspberry Pi 5 mit 3×18650-Batterien und 400 mA Zusatzlast
1. Batteriespezifikationen
| Parameter | Wert | Formel |
|---|---|---|
| Spannung pro Zelle | 3,7 V | |
| Anzahl Zellen | 3 | |
| Gesamtspannung | 11,1 V | 3 × 3,7 V |
| Kapazität pro Zelle | 3000 mAh | |
| Gesamtkapazität | 3 Ah | 3000 mAh = 3 Ah |
| Energie | 33,3 Wh | 11,1 V × 3 Ah |
2. Verbrauchsberechnung
| Komponente | Leistung | Formel |
|---|---|---|
| Raspberry Pi 5 | 7 W | (mittlere Last) |
| Zusätzliche Last | 4,44 W | 11,1 V × 0,4 A |
| Gesamtverbrauch | 11,44 W | 7 W + 4,44 W |
3. Laufzeitberechnung
| Schritt | Berechnung | Ergebnis |
|---|---|---|
| Nutzbare Energie (90%) | 33,3 Wh × 0,9 | 29,97 Wh |
| Laufzeit | 29,97 Wh / 11,44 W | ≈ 2,62 Stunden |
4. Ergebnis im Überblick
| Szenario | Laufzeit |
|---|---|
| Ohne Zusatzlast | 4,3 h |
| Mit 400 mA Zusatzlast | 2,6 h |
Die zusätzliche Last reduziert die Laufzeit um ca. 40%. Für längere Betriebszeiten helfen größere Akkus oder eine effizientere Spannungsregelung.