5 cách khác nhau để cung cấp năng lượng cho Raspberry Pi

Cho dù bạn đang sử dụng Raspberry Pi trong nhà hay ở một địa điểm xa xôi, chẳng hạn như cho trạm thời tiết hoặc máy ảnh động vật hoang dã, nó sẽ cần một nguồn điện đáng tin cậy để hoạt động.

Nếu bạn có mẫu Raspberry Pi và không chắc chắn về cách cấp nguồn cho dự án của mình, hãy đọc tiếp để tìm hiểu về các cách khác nhau mà bạn có thể cấp nguồn cho các máy tính cỡ thẻ tín dụng này.

Tùy chọn nguồn Raspberry Pi

Tất cả các máy tính Raspberry Pi kể từ khi ra đời đều yêu cầu nguồn điện 5V, nhưng cường độ dòng điện khuyến nghị sẽ khác nhau giữa các kiểu máy. Các mẫu cũ hơn (và cả Zero nhỏ hơn) yêu cầu 2,5A trở xuống trong khi các mẫu kích thước đầy đủ mới hơn như Raspberry Pi 4 và Pi 400 cần tới 3A, đặc biệt nếu bạn đang gắn thêm thiết bị ngoại vi hoặc thực hiện các tác vụ nặng.

Bảng bên dưới hiển thị các yêu cầu về nguồn điện cho từng mẫu Raspberry Pi.

Sử dụng nguồn điện không cung cấp đủ dòng điện hoặc đáp ứng các yêu cầu khác sẽ khiến cảnh báo điện áp thấp hiển thị ở đầu màn hình. Thay vào đó, các kiểu máy cũ hơn có thể hiển thị hình vuông có màu cầu vồng hoặc biểu tượng tia chớp nhấp nháy.

Điện áp thấp có thể dẫn đến các sự cố như hỏng thẻ SD, điều tiết CPU, sự cố với thiết bị ngoại vi được kết nối và sự cố ngẫu nhiên. Nói chung, điện áp thấp sẽ không gây ra hư hỏng vĩnh viễn cho Raspberry Pi.

1. Nguồn điện

Cách phổ biến nhất để cấp nguồn cho Raspberry Pi là sử dụng nguồn điện chính USB tương thích. Loại đầu nối USB khác nhau tùy theo kiểu máy. Các mẫu Raspberry Pi gần đây đã chứng kiến ​​sự chuyển đổi từ micro-USB sang đầu nối USB Type-C.

Nếu bạn đã có nguồn điện chính USB đáp ứng các yêu cầu được đề xuất, bạn có thể sử dụng nó để cấp nguồn cho Raspberry Pi của mình mà không gặp bất kỳ rắc rối nào. Mặt khác, tốt hơn hết là bạn nên mua bộ nguồn USB chính thức từ một nhà bán lẻ đã được phê duyệt, chỉ để tiết kiệm thời gian và tránh mọi trở ngại.

Bộ nguồn chính thức của Raspberry Pi cung cấp điện áp USB cao hơn bình thường ở mức 5,1 volt để ngăn các sự cố do sụt áp trong cáp.

2. Sạc dự phòng

Nếu bạn không thể hoặc không muốn cấp nguồn cho Raspberry Pi của mình từ nguồn điện, thì một sạc dự phòng tương thích sẽ là lựa chọn tốt nhất tiếp theo. Sạc dự phòng sẽ đặc biệt hữu ích cho các dự án di động hoặc luôn hoạt động.

Nguồn trở lại không phải cung cấp chính xác 3A. Cường độ dòng điện thấp tới 2,4A đã được chứng minh là khá đủ cho Raspberry Pi 4B trong nhiều tình huống. Tuy nhiên, nếu bạn đang kết nối bàn phím, chuột và SSD, bạn cần có nguồn điện 3A. Bạn cần tính đến sự sụt giảm điện áp, đặc biệt nếu bạn đang sử dụng cáp thông thường. Raspberry Pi thường kích hoạt cảnh báo điện áp thấp ở khoảng 4,7V.

Theo các phép đo công suất từ ​​Raspi.tv, Raspberry Pi 4B sử dụng khoảng 640mA khi xem video 1080p. Điều đó mang lại khoảng 3,2W công suất điện khi nhân với điện áp đầu vào 5V.

Sạc dự phòng lithium-ion điển hình có điện áp di động danh định là 3,7V. Đối với pin dự phòng 20Ah, công suất này đạt công suất 74Wh. Để tính số giờ mà sạc dự phòng này sẽ sử dụng được, chúng tôi chia công suất này (74Wh) cho nhu cầu năng lượng của Raspberry Pi (3,2W, khi xem video 1080p).

Do đó, pin dự phòng 20.000mAh sẽ cung cấp năng lượng cho Raspberry Pi 4 trong khoảng 23 giờ, khi xem video và tổng thể ở mức tải cường độ thấp. Điều này sẽ ít hơn hoặc nhiều hơn, tùy thuộc vào tải CPU và các thiết bị được kết nối.

3. Nguồn điện liên tục (UPS)

Bộ lưu điện liên tục (UPS) là thiết bị cung cấp nguồn điện dự phòng khẩn cấp cho máy tính và các thiết bị khác.

Không giống như pin dự phòng di động, UPS tự động bật nguồn trong trường hợp mất điện lưới và thường có dung lượng pin nhỏ hơn. Nó cũng thường đắt hơn sạc dự phòng, nhưng nó có thể hữu ích trong trường hợp mất điện, đặc biệt đối với các dự án cần luôn bật.

Để sử dụng UPS với Raspberry Pi, bạn cần mua UPS HAT (Phần cứng được đính kèm trên đầu) chẳng hạn như kiểu máy PiJuice hoặc Waveshare. Bạn sẽ cần thiết lập HAT để khởi động khi mất điện. Nguồn điện từ UPS có thể kéo dài từ hai đến năm giờ, tùy thuộc vào công suất.

4. Đầu ra Mục đích Chung (GPIO)

Tiêu đề Đầu ra Mục đích Chung (GPIO) trên Raspberry Pi là một hàng chân, tổng cộng là 26 hoặc 40, có thể được sử dụng để giao tiếp giữa Raspberry Pi và các thành phần điện tử khác. Nó cũng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho Pi.

Tuy nhiên, bạn nên lưu ý rằng việc cấp nguồn cho Raspberry Pi thông qua các chân nguồn 5V trên GPIO có thể khó khăn vì nó có thể dẫn đến các sự cố nghiêm trọng nếu thực hiện không đúng cách. Nó có thể gây hại vĩnh viễn cho Raspberry Pi của bạn. Phương pháp cấp nguồn cho Raspberry Pi này có thể phù hợp với những người dùng có kinh nghiệm hơn.

Bạn sẽ cần kết nối chân vật lý 2 hoặc 4 với nguồn 5V và chân 6 với đất (GND). Bạn cũng cần đảm bảo rằng nguồn điện của mình được điều chỉnh và có bảo vệ quá dòng trước khi kết nối nó với Raspberry Pi.

5. Cấp nguồn qua Ethernet (PoE)

Cấp nguồn qua Ethernet, hay PoE, là một phương pháp cấp nguồn ngày càng phổ biến cho các thiết bị. Nó sử dụng cặp dự phòng trong cáp Ethernet để mang cả dữ liệu và dòng điện. Điều này có thể được sử dụng như một cách thuận tiện để cung cấp năng lượng cho Raspberry Pis hoặc các thiết bị khác yêu cầu nguồn năng lượng chuyên dụng của riêng chúng. Hiện tại, Raspberry Pi 3B+ và 4B là những mẫu duy nhất hỗ trợ chính thức Cấp nguồn qua Ethernet (mặc dù những mẫu khác có thể hoạt động bằng bộ điều hợp PoE của bên thứ ba).

Để cấp nguồn cho Raspberry Pi qua Ethernet, bạn cần có PoE HAT. Bạn có thể sử dụng Raspberry Pi PoE HAT ban đầu (đã ngừng sản xuất nhưng vẫn có sẵn để mua trên Amazon) hoặc Raspberry Pi PoE+ HAT. PoE+ HAT có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn và có cùng mức giá với phiên bản cũ hơn. Tuy nhiên, PoE HAT ban đầu sử dụng ít năng lượng hơn khi chạy không tải và nằm gọn trong thùng máy chính thức, nếu đó là những cân nhắc quan trọng đối với bạn.

Phần kết luận

Có nhiều cách để cấp nguồn cho Raspberry Pi. Cách phổ biến nhất là sử dụng nguồn điện USB PSU, nhưng cũng có các tùy chọn khác như PoE và sạc dự phòng di động. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, do đó, tùy thuộc vào bạn để chọn phương pháp tốt nhất áp dụng cho tình huống và nhu cầu dự án của bạn.