Der Raspberry Pi Computer benötigt eine 5V Stromquelle. Diese muss auch in den Roboter Autos die ich hier auf meinem Blog beschreibe verfügbar sein da es sonst nicht möglich ist den Raspberry Pi als Steuereinheit für die Roboter zu verwenden. So verbaue ich verschiedene Step-Down Konverter in meinen Robotern die aus der Spannung von ca. 7,2V bis 14,4V meiner Batterien eine Spannung von 5V für den Raspberry Pi erzeugen können. Ich verwende häufig Module die einen 5V USB Ausgang haben an dem ich den kleinen Raspberry Pi sehr einfach anschließen kann.

Bevor ich diese Spannungs Konverter eingesetzt habe hatte ich immer Probleme den Raspberry Pi und die Motoren mit nur einer Stromquelle mit Energie zu versorgen. Die Stromversorgung war nicht stabil genug und schwankte wenn z. B. die Motoren anfingen zu drehen. So ist der Raspberry Pi Computer häufig abgestürzt da die Spannung nicht konstant genug war.

Übersicht Step-Down Konverter

In diesem Abschnitt möchte ich verschiedene Step-Down Konverter vorstellen die mich überzeugt haben und die ich selber in meinen Roboter Projekten verbaue. Sie liefern alle eine Ausgangsspannung von 5V bei ca. 2A bis 3A. Diese Leistungsdaten sind ausreichend um einen Raspberry Pi Computer konstant betreiben zu können. Auch ist genügend Puffer vorhanden, dass das der Konverter nicht gleich heiß wird bzw. besteht die Möglichkeit noch weitere Abnehmer anzuschließen.

SunFounder – Step-Down Konverter (meine persönliche Empfehlung)

Ich hatte einen Roboter Auto Bausatz von SunFounder ausprobiert und in diesem Bausatz war der SunFounder Step-Down Konverter enthalten. Dieser bietet einen USB Ausgang an dem der Raspberry Pi angeschlossen werden kann. Neben diesem USB Ausgang verfügt das Modul aber zusätzlich noch über eine Stiftleiste mit vier Anschlüssen mit jeweils 5V/GND für zusätzliche Geräte. Das finde ich persönlich sehr von Vorteil, da man ja in einem Roboter schnell den Bedarf hat weitere Geräte mit 5V zu versorgen wie z. B. Servo Motoren.

Das Modul selber ist sehr kompakt und hat einen Dauertest bei mir gut überstanden und keine Probleme gemacht. Das folgende Bild zeigt den SunFounder Step-Down Konverter eingebaut in dem Roboter Auto Bausatz.

SunFounder - step down converter

SunFounder – step down converter

Gekauft werden kann der SunFounder Step-Down Konverter ganz einfach z. B. über den nachfolgenden Amazon Link:

SunFounder Step Down DC-DC DC to DC Converter Module for Raspberry Pi
Preis: --
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Application
The module can be applied to power supply for electronic devices. When a 5v supply is needed, the module can be used to reduce the voltage and obtain a 5v supply

Component List
- 1 * Step-down DC-DC Converter Module for Raspberry Pi

KIS3R33S – Step-Down Konverter

Den Step-Down Konverter auf Basis des KIS3R33S Bausteins verbaue ich ebenfalls in meinen Roboter Projekten. So verbaue ich diesen Konverter schon seit mehreren Jahren und für meine Projekte funktioniert er perfekt.  Mit diesen kleine und billige Step-Down Konverter konnte ich die Probleme der störanfälligen Stromversorgung in meinen Modellen sehr gut lösen. Der Nachteil ist allerdings im Vergleich zu dem SunFounder Modul das es keine extra 5V Anschlüsse gibt. Diesen hatte ich mir teilweise selber auf die Rückseite des Moduls angelötet je nach Bedarf. Dieses Modul stellt fest wann ein Gerät am USB Anschluss angeschlossen ist. Das Modul setzt den original Sanyo low ESR Filter ein und hat so eine sehr geringe eigene Stromaufnahme. Ich habe auch einige 48 Stunden Tests mit diesem Step-Down Converter gemacht. Das Modul wurde nie heiß oder der Raspberry Pi ist auch nie abgestürzt aufgrund von Schwierigkeiten in der Stromversorgung.

Step-Down Converter

Step-Down Converter 5V Stromversorgung

Die Eingangsspannung liegt zwischen 7V bis 24V und so kann das Modul mit einer Vielzahl von Batterien und RC Modellbau Akkus betrieben werden. Diese Eingangsspannung macht das Modul nicht nur für Roboter Projekte interessant sondern auch z.B. für die Stromversorgung eines Smartphones oder Tablets in einem Auto.

Gekauft werden kann der SunFounder Step-Down Konverter auch wieder ganz einfach z. B. über den nachfolgenden Amazon Link:

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Funktionen
-Wirkungsgrad: 96% (maximal)
-Schaltfrequenz : 340KHz
-Ausgangswelligkeit: 30mV (maximal)
-Lastregulierverfahren: ± 0,5%
-Spannungsregelung : ± 2,5%
-Arbeitstemperatur : -40 ℃ bis + 85 ℃
-Außenabmessungen : 60 * 21 * 14 mm

Buch - Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren

Ich habe auch ein Buch veröffentlicht, in dem ich den Bau von Roboter Autos mit dem Raspberry Pi Computer Schritt für Schritt beschreibe. Ich erkläre das notwendige Basiswissen beginnend bei der Roboter Elektronik, über das Design des Chassis bis hin zum Navigieren nach GPS. Python ist die für diese Bauanleitung gewählte Programmiersprache. So wird im Buch erklärt wie Ultraschallsensoren ausgelesen werden können oder ein Motortreiber angesteuert wird. Auch kommen der Raspberry Pi und das Betriebssystem Raspbin nicht zu kurz. Mit all diesem Wissen aus dem Buch ist es möglich selber Roboter auf Basis des Raspberry Pi zu bauen.

Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren
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Planen, bauen, programmieren. Programmierung und Elektronik spielerisch entdecken. Geeignet für Maker jeden Alters!
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Der Raspberry Pi lernt fahren! Und Sie sind sein Fahrlehrer ...

Let the good times roll: Ohne Vorwissen einfach einsteigen
Alle relevanten Programmier-, Elektronik- und Hardwaregrundlagen
Ferngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger Teile-Liste
Raspberry Pi und Robotik faszinieren Sie? Dann bringt Sie dieses Buch sicher richtig in Fahrt! Ob Einsteiger oder fortgeschrittener RasPi-Bastler: Schritt für Schritt lernen Sie, wie Sie mit dem Raspberry Pi ein ferngesteuertes Roboter-Auto entwickeln. Oder soll das Auto gleich selber fahren können? Perfekt, denn im zweiten Teil des Buches bauen Sie genau das: ein autonomes Roboter-Auto . Und quasi im Vorbeifahren lernen Sie alle Grundlagen , die Sie für beide Projekte benötigen. Hardware, Elektronik, Bau Ihres bevorzugten Auto-Chassis und natürlich die Programmierung der nötigen Software in Scratch und Python . Die Formel Eins gewinnen Sie mit dem Roboter-Auto vielleicht nicht - viele spannende Erkenntnisse und Lernspaß aber sicher!
Aus dem Inhalt:

Die elektronischen Komponenten kennenlernen: Raspberry Pi, Kamera- und W-LAN-Modul, Motoren, Step-Down-Converter, Ultraschall-Sensor, GPS-Empfänger u. v. m.
Die benötigten Werkzeuge kennenlernen: Lötkolben, Dritte Hand und Co.
Grundlagen zum Elektromotor
So fügt sich alles zusammen: Chassis basteln, Fahrgestell montieren, Elektronik verbauen
Grundlagen der Elektrizitätslehre
Verkabelung der elektronischen Komponenten
Den Raspberry Pi in Betrieb nehmen
Wichtige Linux-Grundlagen
Einführung in die Programmierung mit Scratch und Python
Das google-Auto hat eine und Ihres auch: Die Kamera nutzen
Auto-Steuerung: via W-LAN fernsteuern oder vollständig autonom
Liste der benötigten Elektronik-Komponenten sowie alle...
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