ラズパイの消費電力

引用元：https://magpi.raspberrypi.com/articles/raspberry-pi-4-specs-benchmarks

Raspberry Pi 5にモバイルバッテリーから安定した電源を供給するためのスペックガイド

Raspberry Pi 5にモバイルバッテリーから安定した電源を供給するためには、以下のスペックを満たすモバイルバッテリーを選ぶことが重要です。Raspberry Pi 5の電源要件とモバイルバッテリーの特性を考慮した購入ガイドを以下にまとめます。

1. Raspberry Pi 5の電源要件

Raspberry Pi 5は以下の電源仕様を持っています：

• 電圧: 5V（USB Type-C経由）
• 電流:
  • 推奨: 5A（最大性能を発揮する場合、特にUSBデバイスや周辺機器を多く接続する場合）
  • 最小: 3A（軽い負荷で動作可能だが、USBポートの電流が制限される）
• Power Delivery (PD): USB PD対応が推奨（5V/5Aを安定供給するため）
• 消費電力: アイドル時で約3.4W（5V/680mA）、高負荷時で最大10W以上（5V/2A～5A）

注意: 5V/5Aに対応しない電源を使用すると、USBポートの電流が0.6Aに制限されたり、電圧低下による不安定な動作（Low Voltage Warning）が発生する可能性があります。

2. モバイルバッテリーの必要スペック

以下のスペックを満たすモバイルバッテリーを選ぶことをおすすめします：

(1) 出力電圧と電流

• 5V/5A対応: Raspberry Pi 5の推奨仕様を満たすため、5Vで5Aを供給可能なモバイルバッテリーが理想。ただし、2024年5月時点で日本国内では5V/5Aを完全サポートするモバイルバッテリーは少なく、5V/3Aでも動作可能ですが制限があります。
• USB PD対応: USB Power Delivery（PD）対応のモバイルバッテリーを選ぶと、5V/3A以上（できれば5V/5A）の安定供給が期待できます。PD対応であれば、Raspberry Pi 5の電源管理IC（PMIC）とのネゴシエーションがスムーズに行われます。
• PPS対応（オプション）: Programmable Power Supply（PPS）対応のモバイルバッテリーは、5V/5Aの出力を理論的にサポート可能な場合があります。ただし、EEPROM設定の変更が必要な場合があります（後述）。

(2) ポート

• USB Type-C出力: Raspberry Pi 5はUSB Type-Cポートで電源を供給するため、Type-C出力ポートを持つモバイルバッテリーが必要です。
• 高品質ケーブル: 5Aに対応した高品質なUSB Type-Cケーブル（E-Marker付き推奨）を使用してください。低品質なケーブルは電圧低下や不安定な動作の原因になります。

(3) 容量

• 容量目安: 5000mAh～20000mAh
  • 5000mAh: 約5時間の動作（軽負荷時、1日5時間程度の使用に十分）。
  • 10000mAh: 10～12時間の動作（中程度の負荷で長時間使用する場合に適する）。
  • 20000mAh: 20時間以上（長期間の屋外使用や高負荷用途向け）。
  • 注意: 公称容量（例: 10000mAh）は3.7V基準のため、5Vでの実効容量は約74%（例: 10000mAh → 約7400mAh）に減少します。
• 使用時間計算例:
  • アイドル時（680mA）：10000mAhバッテリーで約14時間（7400mAh ÷ 680mA）。
  • 高負荷時（3A）：10000mAhバッテリーで約2.5時間（7400mAh ÷ 3000mA）。

(4) パススルー充電（オプション）

• モバイルバッテリーを充電しながらRaspberry Pi 5に給電できる「パススルー充電」対応モデルは、ノートPCのような運用が可能で便利です。ただし、瞬断が発生しないモデルを選ぶ必要があります。

(5) 安全性と品質

• PSE認証: 日本国内で販売されるモバイルバッテリーはPSEマーク（電気用品安全法）認証が必要です。
• 過電流/過電圧保護: 異常時に自動で電源供給を停止する保護機能があるモデルを選ぶと、Raspberry Pi 5や周辺機器を保護できます。
• 信頼できるブランド: Anker、RAVPower、Enecycleなどの実績のあるブランドが推奨されます。

(6) スリープ防止機能

• 一部のモバイルバッテリーは低電流時にスリープモードに入り、電源供給が停止する場合があります。Raspberry Pi 5の低負荷時（例: アイドル時680mA）でも安定供給を続ける「Wake up機能」または「低電流モード」対応モデルを選ぶと良いです。

3. 推奨モバイルバッテリーの例

以下は、Raspberry Pi 5に適したモバイルバッテリーの例です（2025年5月時点の情報に基づく）：

1. Anker 523 Power Bank (PowerCore 10000)

   • スペック: 5V/3A（USB Type-C、PD対応）、10000mAh
   • 特徴: 軽量でコスパが良く、Raspberry Pi 5の最小要件（5V/3A）を満たす。USBポートに高負荷をかける場合は制限あり。
   • 価格: 約3,000～4,000円
   • 注意: 5V/5A非対応のため、USBデバイスを多く接続する場合は純正電源推奨。

2. Anker PowerCore 10000

   • スペック: 5V/2.4A、10000mAh
   • 特徴: 軽量でRaspberry Pi 4以前のモデルで実績あり。Raspberry Pi 5では軽い負荷（アイドル時）に適するが、3A未満のため高負荷時に不安定になる可能性。
   • 価格: 約2,500～3,500円

3. RAVPower RP-PB186

   • スペック: PD対応、5V/3A以上、10000mAh以上
   • 特徴: パススルー充電対応で、Raspberry Pi 5の運用に適する。
   • 価格: 約4,000～6,000円
   • 注意: 日本での入手性がやや低い場合あり。

4. 高出力PD対応モデル（例: Anker PowerCore III Elite 25600）

   • スペック: 5V/3A以上（PD 60W対応）、25600mAh
   • 特徴: 高容量で長時間運用可能。PD対応で安定供給。5V/5Aに近い出力が可能な場合あり（要確認）。
   • 価格: 約8,000～12,000円

備考: 5V/5Aを完全にサポートするモバイルバッテリーは2024年5月時点で日本国内ではほぼ入手不可のため、5V/3AのPD対応モデルを選び、必要に応じて純正電源アダプター（Raspberry Pi 27W USB-C Power Supply）を検討してください。

4. 代替案：GPIOピンや専用UPS

• GPIOピン経由の電源供給:
  • 12VのLiPoバッテリーやモバイルバッテリーを使用し、降圧モジュール（例: DC-DCコンバータ）で5V/5Aに変換してGPIOピンから供給する方法。
  • メリット: USB PDの制約を受けず、5V/5Aを確実に供給可能。
  • デメリット: 配線や設定が複雑で、専門知識が必要。
• 専用UPSボード:
  • Raspberry Pi用のリチウムイオン電池拡張ボード（例: Raspberry Pi 4B/3B+対応UPSボード、3.7V 4000mAh）を使用。動作中に充電可能で、バッテリー残量警告機能付き。
  • メリット: ノートPCのような運用が可能。
  • デメリット: コストが高く、セットアップが必要。

5. 購入時の注意点

• 5V/5Aの限界: 日本国内で5V/5Aを完全に満たすモバイルバッテリーは希少。5V/3Aで運用し、USBデバイスを多く接続する場合はセルフパワーUSBハブを使用するか、純正電源アダプターを検討。
• EEPROM設定の変更:
  • 5V/5A対応の非純正電源を使用する場合、/boot/config.txtにPSU_MAX_CURRENT=5000を追加してPDネゴシエーションをバイパス可能。ただし、電源が4.8V以下に低下すると警告が出ます。
• 動作確認済みモデル: 購入前に、Raspberry Piコミュニティ（例: GIGAZINE、Qiita、Raspberry Pi公式フォーラム）で動作実績を確認。
• ケーブル品質: 5A対応の高品質USB Type-Cケーブル（例: Anker PowerLine III）を必ず使用。
• 用途に応じた選択:
  • 軽い負荷（例: センサーや軽量プログラム）: 5V/3A、5000～10000mAhで十分。
  • 高負荷（例: USBデバイス、ディスプレイ、カメラ）: 5V/5A対応電源か、GPIO経由の電源供給を検討。

6. 購入ガイドまとめ

• 最優先スペック: USB PD対応、5V/3A以上（理想は5V/5A）、10000mAh前後、USB Type-C出力、PSE認証。
• おすすめブランド: Anker、RAVPower、Enecycle。
• 予算: 3,000～8,000円（容量やPD対応による）。
• 購入先:
  • Amazon.co.jp: AnkerやRAVPowerのPD対応モデルが豊富。
  • 楽天市場: リチウムイオンバッテリーやUPSボードも購入可能。
  • KSY（Raspberry Pi正規代理店）: 純正電源アダプターや関連アクセサリをチェック。
• 代替案: 5V/5Aが必須なら、純正電源アダプター（Raspberry Pi 27W USB-C Power Supply）またはGPIO経由の電源供給を検討。

7. 補足：実際の運用例

• 軽量デスクトップ環境:
  • ユーザーがRaspberry Pi 5とXreal Airを5000mAhバッテリーで運用し、5時間程度の使用で問題なし。ただし、5V/5A非対応のため最大パフォーマンスは未発揮。
  • HDMIケーブル給電を別バッテリーに変更することで安定性が向上。
• モバイル化:
  • Anker 523 Power Bank（5V/3A）を使用し、スマホのテザリングとSSH接続で屋外運用成功。ただし、高負荷時の応答遅延が課題。
• 長時間運用:
  • Pi Zero Wで5200mAhバッテリーを使用し、GPS＋カメラで約14時間の動作を確認。Pi 5では容量を増やすか高出力モデルが必要。

8. 最終推奨

現時点（2025年5月）では、Anker 523 Power Bank (PowerCore 10000)（5V/3A、PD対応、約3,500円）がコストパフォーマンスと安定性のバランスが良く、Raspberry Pi 5の軽～中程度の負荷に適しています。高負荷運用やUSBデバイスを多用する場合は、純正電源アダプター（5V/5A）やGPIO経由の電源供給を検討してください。購入前に、商品レビューやRaspberry Piコミュニティでの動作実績を確認することを強く推奨します。

もし特定の用途（例: カメラ使用、長時間運用、ディスプレイ接続）や予算を教えていただければ、さらに具体的なモデルを提案できます！また、購入先リンクや設定方法の詳細が必要な場合もお知らせください。