Alimentación de una Raspberry Pi + una pantalla con la batería del teléfono

Esta puede ser una pregunta de novato y si lo es, me disculpo.

Quiero alimentar un circuito con Raspberry Pi Zero + ILI9341 Pantalla de 2,4 pulgadas con luz de fondo usando una batería de teléfono. La intención es aumentar el voltaje de la batería del teléfono (3,8 V 5350 mAh con un límite de carga de 4,35 V) a 5 V usando WeMoS Battery Shield ( https://wiki.wemos.cc/products:d1_mini_shields:battery_shield ), luego encienda el circuito. Sin embargo, el circuito no funciona/rpi no arranca correctamente. Si simplemente conecto el puerto USB, el circuito funciona bien.

Cualquier sugerencia sobre cómo resolver este problema es muy apreciada.

El escudo dice "Boost Power Supply: 5V (max: 1A)", por lo que una razón probable por la que su RPi no arranca es que requiere más de 1A.
¿Cuánta corriente consume la pantalla Pi Zero +?
La pantalla dice: El consumo de corriente se basa principalmente en la luz de fondo: con la luz de fondo completamente encendida, el consumo de corriente es de aproximadamente 100 mA Rpi Zero consume un máximo de 200 mA (no inactivo) Realmente dudo que el problema esté relacionado con el consumo de corriente, pero no tengo equipo para verificar el sorteo real en este momento.
Además, el circuito funciona bien incluso cuando se alimenta desde un USB de 0,5 A.
Cuando conecto el circuito, la salida de 5.020V cae a 4.8V. ¿Quizás esto es un problema?
El voltaje USB, por definición, está entre 4,75 y 5,25, por lo que es poco probable que este sea el problema. El puerto USB de una computadora puede suministrar más de 1 A, incluso si está especificado en 0,5 A. Sin embargo, si el consumo actual es de alrededor de 0.3A, es un misterio por qué no funciona. ¿Puedes pedir prestado un DMM con un amperímetro?
También puede intentar agregar una tapa electrolítica fuerte (por ejemplo, 1000 µF) en la salida de 5 V del escudo, ya que puede ser un problema de corriente transitoria.
"Si el consumo de corriente es de alrededor de 0,3 A, es un misterio por qué no funciona". - youtube.com/watch?v=aND0j2Y2IkM 4:20
@BruceAbbott, solo puedo desear que todos los productos chinos tuvieran una reseña tan bien investigada y tan bien presentada :) ¡Felicitaciones al chico de YouTube!
@BruceAbbott - Muchas gracias por vincular ese video. Lo acabo de ver y es muy relevante para el problema del OP aquí. Actualicé mi respuesta para incluir eso, con créditos para usted. || anrieff - De acuerdo otra vez!

Respuestas (1)

Cuando conecto el circuito, la salida de 5.020V cae a 4.8V

El valor más bajo alcanzado podría ser incluso inferior a 4,8 V. Si ese valor se midió con un multímetro (DVM), es poco probable que la lectura de 4,8 V fuera el voltaje más bajo alcanzado, debido a la baja frecuencia de muestreo de DVM. [Consulte la actualización posterior a continuación: posteriormente se informó un voltaje aún más bajo de 4 V y las mediciones se realizaron con un multímetro UNI-T UT61E].

Necesitaría usar un osciloscopio (o un dispositivo similar de alta frecuencia de muestreo) para registrar el voltaje en el RPi mismo, buscando caídas breves en el voltaje, para comprender más acerca de cómo se comporta la salida de energía de ese "escudo de batería" durante el RPi. bota.

El problema podría mitigarse agregando capacitancia masiva adicional en la salida del "protector de la batería" (o en los pines de alimentación del RPi). También puede ayudar minimizar la longitud de cualquier cableado (inductancia) entre el "blindaje de la batería" y RPi.

Actualizar:

Como se menciona en los comentarios a continuación, se vio que el voltaje de salida del "protector de la batería" "incluso cayó a 4V una vez". Entonces, como dije en una respuesta a eso, existe una incompatibilidad fundamental entre la salida de energía de ese "escudo de batería" y los requisitos de energía de los dispositivos conectados (RPi Zero y pantalla).

En los comentarios, Bruce Abbott ha encontrado amablemente una revisión de ese "protector de batería" en YouTube por parte del usuario "¡ Gran Scott! " aquí:

https://www.youtube.com/watch?v=aND0j2Y2IkM

Gracias a Bruce por encontrar eso. Vale la pena ver el video y muestra que el voltaje de salida colapsa a una corriente de salida de solo alrededor de 300 mA (que es el consumo de corriente "estimado" de los dispositivos conectados en este caso). Además, no hay protección contra sobredescarga ni protección contra cortocircuitos de salida.

Resumen:

Por lo tanto, la capacidad de corriente de salida real de 5 V a 300 mA de estas placas de "protección de batería", como se muestra en ese video, no coincide con la especificación declarada de proporcionar 5 V a 1 A. Si la corriente requerida para la pantalla y el RPi durante el arranque fue suficiente (aunque sea momentáneamente) para hacer que el voltaje de salida del "protector de la batería" caiga significativamente, como se muestra en ese video, eso explicaría por qué el RPi no puede arrancar correctamente.

Si simplemente conecto el puerto USB, el circuito funciona bien.

Un puerto de host USB 2.x de PC típico suministrará al menos 500 mA, incluso sin enumerar el dispositivo conectado (aunque los puertos de host no están obligados a hacerlo). El video da evidencia de que el "escudo de la batería" suministra una corriente aún más baja de solo 300 mA, antes de que el voltaje caiga por debajo del utilizable para el RPi. Esto explicaría por qué los dispositivos conectados que requieren entre 300 mA y 500 mA podrían comportarse correctamente cuando se alimentan desde un puerto USB de PC, pero no cuando se alimentan desde ese "protector de batería".

También me parece sospechoso que la salida del escudo caiga 0.2V a solo el 30% de la corriente de salida nominal. Para mí, esto es 1) una regulación muy deficiente, o 2) un escudo defectuoso, o 3) la corriente es mucho más alta que 0.3A.
Incluso lo vi caer a 4V una vez. Así que definitivamente estoy considerando tu sugerencia en este momento.
@anrieff: completamente de acuerdo (y ahora veo en su comentario que ambos sugerimos agregar algo de capacitancia a granel, al menos como prueba).
Medido con un UNI-T UT61E
@mozcelikors - " Lo vi incluso caer a 4V una vez " Esto confirma que, fundamentalmente, su "protector de batería" es incapaz de suministrar la corriente requerida por su hardware. Como dijo anrieff en el comentario anterior, hay varias razones posibles por las que podría ser incapaz de suministrar la corriente requerida.
Gracias a todos por la ayuda, publicaré y publicaré los resultados.
@mozcelikors: asegúrese de ver el video originalmente vinculado por Bruce Abbott y ahora agregado como una actualización en mi respuesta. Ese video muestra que el "protector de la batería" simplemente no cumple con la especificación declarada de proporcionar 5V a 1A de salida. Por lo tanto, es posible que no pueda hacer que funcione lo suficientemente bien en su configuración, incluso con capacitancia de salida adicional.
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