Kein Strom: Raspberry Pi 4 besitzt einen fehlerhaften USB-C-Port

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Das Raspberry Pi 4 verfügt erstmals über eine USB-C-Schnittstelle für die Stromversorgung. Doch ein Designfehler sorgt ironischerweise dafür, dass leistungsstärkere USB-C-Kabel das Board nicht erkennen – und deshalb nicht mit Strom versorgen.
Das Raspberry Pi 4 verfügt erstmals über eine USB-C-Schnittstelle für die Stromversorgung. Doch ein Designfehler sorgt ironischerweise dafür, dass leistungsstärkere USB-C-Kabel das Board nicht erkennen – und deshalb nicht mit Strom versorgen. (Bild: Raspberrypi.org)

Der Raspberry Pi 4 ist die bislang leistungsstärkste Variante des Einplatinenrechners. Doch schon kurz nach Erscheinen haben mehrere Käufer einen Mangel entdeckt: Die Stromversorgung über den USB-C-Port klappt oft nicht. Schuld ist ein Designfehler.

Der Release des Raspberry Pi 4 wurde vor knapp 14 Tagen von der Maker-Community und der Entwicklergemeinde mit viel Lob und Vorfreude aufgenommen. Tatsächlich wissen die technischen Daten zu beeindrucken: Der Raspberry Pi 4 ist dank eines auf 4 x 1,5 GHz getakteten 64-Bit-Quadcore-SoC mit Cortex-A72-Kernen bis zu dreimal schneller als das bisherige Spitzenmodell Raspberry Pi 3B+, und bietet echtes GBit-LAN, DDR4-RAM und Dual-Monitorbetrieb. Dabei wurde der Anschaffungspreis für eine Platine mit 37 Euro weitgehend auf dem bekannten Niveau gehalten.

Eine Änderung, die eigentlich zukunftsgerichtet sein sollte, sorgt aber nun aufgrund für etwas Verstimmung. Denn die Stromversorgung wurde von einem USB-micro-B- auf einen USB-C-Stromanschluss umgestellt. „Der Umstieg auf USB-C für unseren Stromanschluss ist nötig, da dieser zusätzliche 500 mA Strom unterstützt und so sicher stellt, dass wir auch bei hoher CPU-Belastung volle 1,2 A für nachgeschaltete USB-Geräte haben,“ hieß es hierzu von Seiten der Raspberry Pi Foundation.

Doch kurz nach Anschaffung des RasPi 4 stellten mehrere Anwender verwundert fest, dass ihre USB-C-Kabel keinen Strom für den SBC liefern. Was noch kurioser ist: Bei Billigkabeln scheint es eher zu funktionieren als bei teureren Modellen.

Ein Fehler beim Design des USB-Anschlusses

Da der Raspberry Pi das Prinzip der Open Hardware verfolgt, sind die Schaltungen des Raspberry-Pi-4-Boards offen einsehbar. Darum konnte der Technikblogger Tyler Ward bereits nach kurzer Zeit den Grund für die fehlerhafte Stromversorgung ausfindig machen.

Bei einer USB-Type-C-Stromversorgung werden zwei Pins am Stecker, CC1 und CC2, verwendet, um die Source-to-Sink-Verbindung herzustellen und zu verwalten. Beide Pins sollten jeweils über einen eigenen separaten 5100-Ohm-Widerstand verfügen. Dies ist allerdings beim USB-C-Port des Raspberry Pi 4 nicht der Fall: Beide Pins hängen an einem einzelnen, gemeinsamen 5K1-Ohm-Widerstand.

Bei den meisten USB-C-Ladekabeln stellt dieses Design keine Schwierigkeit dar. Vor allem billigere Kabel verwenden nur eine einzelne CC-Bahn. Schließt man also ein solches Kabel an das Raspberry Pi an, wird das SBC auch erkannt und eine Stromversorgung hergestellt. Probleme gibt es allerdings bei Kabeln, die „electronically marked“ sind.

E-Marked-Kabel enthalten Chips, um variabel auf die Leistungsanforderungen der angeschlossenen Geräte reagieren zu können. Diese Sorte Kabel wird bei vielen Smartphones und inzwischen auch Laptops verwendet, da sie in der Lage sind, eine schnelle Datenübertragung (theoretisch bis zu 20 Gbit/s) zu liefern und höhere Stromstärken und -Leistungen (bis zu 5A bei 5, 12 oder 20 V, 100 W) bereitzustellen, aber bei Geräten mit geringerem Bedarf die Stromzufuhr entsprechend regulieren können. Da im Raspberry Pi 4 nur ein Widerstand für beide CC-Leitungen bereitsteht, erkennen diese Kabel das Raspberry Pi 4 falsch als „Audio-Adapter-Zubehör“, wie z.B. einen Kopfhörer. Als Folge daraus liefern sie keine Spannung an die Vbus-Pins, und der Einplatinenrechner bleibt ohne Strom.

Eine neue Revision soll den Fehler beheben

Die einfachste Lösung, das Problem zu umgehen, ist, ein billiges USB-C-Kabel zu verwenden, das nicht über eine elektronische Markierung verfügt. Das offizielle 15,3W-USB-C-Ladegerät für das Raspberry Pi 4 funktioniert ebenfalls einwandfrei.

Die Raspberry Pi Foundation hat bereits auf das Bekanntwerden des Designfehlers reagiert. Gegenüber ArsTechnica erwähnte ein Sprecher, dass man bereits an einer Revision des Raspberry-Pi-4-Boards arbeite, in welcher der Mangel adressiert werde. Diese solle „innerhalb der nächsten Monate“ erscheinen.

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Hat schon Jemand probiert, ob der Fehler selbst am Board behoben werden könnte? Z.B. Trennen der...  lesen
posted am 22.08.2019 um 09:42 von Unregistriert


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