树莓派Zero UPS HAT(B)版 （Pi Zero UPS HAT(B)）

 

Ⅰ 产品介绍

适用于树莓派Zero的紧凑型 UPS 电源模块，具有太阳能输入和智能电池管理功能

该板是专为树莓派Zero 系列设计的专用不间断电源 （UPS） 解决方案，注重安全性、智能性和可靠性。

它集成了一套先进的电源管理组件，包括：

  • 用于安全充放电的电池保护IC
  • 用于实时电池电量指示的 LED 电量计芯片
  • 一种支持I2C通信的高精度电池监控芯片
  • 一种多功能充电管理芯片，可同时充电和放电

该板提供稳定的 5V 稳压输出，即使在电源中断期间也能确保树莓派可靠运行。此外，它还包括一个板载太阳能管理芯片，支持 5V–24V 太阳能输入，扩展了离网或可再生能源应用的可能性。

从强大的硬件保护措施到开发人员友好的功能，该模块不仅仅是一个电源，它还是一种多功能工具，可以在保持紧凑尺寸的同时支持创新。

尽管体积小，但它提供了令人印象深刻的耐用性。例如，在1500mAh电池下，没有连接外围设备，它可以保持待机状态约9小时。这种紧凑便携的设计使其成为移动或远程边缘树莓派项目的绝佳选择。

Ⅱ 产品特点

  • 即插即用兼容性

与树莓派Zero 系列完全兼容 - 无需安装或配置驱动程序。只需插入电源并通电即可。

  • 真正的不间断电源

配备智能充电管理芯片，支持路径控制，实现充放电无缝切换，确保稳定的5V输出，不掉电。

  • 带 MPPT 的宽范围太阳能输入

支持5V-24V光伏输入，板载MPPT算法智能跟踪最大功率点，最大限度地提高太阳能充电效率。

  • 板载电池电量指示器

集成的 LED 电量计提供清晰、实时的电池充电状态，以便于电量监控。

  • 实时功率监控和稳定输出

具有板载升压转换器和电池监控芯片，可提供稳定的 5V 稳压输出，同时实时跟踪电压、电流和功率等关键参数。

Ⅲ 产品规格

规范

详情

型号

Pi Zero UPS HAT (B)

板载芯片

TPS61088, ETA6003, CN3791, INA219, HM1160

通讯接口

I²C

电源输入

USB: 5V / Solar: 5V–24V

输出电压

5V

安装孔直径

2.5mm

尺寸

65mm (L) × 30mm (W)

Ⅳ 资源概述

资源概述如下图所示：

①电源和通信引脚  ②用于5V输出的升压转换器芯片

③锂电池充电芯片  ④Type-C 连接器：支持 5V 输入

⑤太阳能充电连接器：通过接线端子连接到太阳能电池板;确保遵守正确的极性  

⑥太阳能充电芯片  ⑦滑动开关：切换到ON时，电源引脚输出5V;关闭时，禁用 5V 输出 ⑧MPPT电压设置拨码开关：用于根据太阳能输入配置MPPT充电电压，提高充电效率 ⑨板载电池电量指示灯 LED ⑩充电指示灯 LED：当通过 Type-C 或 DC 输入供电时，CHRG LED 会亮起   ⑪M2.5 安装孔       ⑫2-Pin锂电池连接器

 

尺寸

硬件组装指南

 

 

  • 组装前：确认扩展板上的电源滑动开关已设置为“OFF”位置。这将断开 5V 输出。
  • 对齐和安全：将 Raspberry Pi Zero 主板与扩展板的电源和通信引脚精确对齐。使用提供的 M2.5 铜支架和螺钉分两级对角线紧固，确保主板和扩展板之间没有错位或间隙。
  • 连接电池：只有在机械紧固完成后，才能将锂电池连接到电路板上。
  • 开机：最后，平稳地将电源开关推到“ON”位置。观察板载电池电量指示灯 LED，它将显示当前的电池充电状态。

重要提示：

  • 电池激活：首次连接或更换电池时，必须先给电池充电以激活其保护电路。仅当电源开关处于“ON”位置时，输出才可用。
  • 防止短路：组装前务必将电源开关设置为“OFF”，以防止在此过程中发生潜在的短路。
  • 负载限制：电池充满电时输出电流约为 1.8A。随着电池电压的降低，输出电流也会降低。连接过大的负载可能会导致升压不稳定，导致树莓派反复重启。
  • 极性和充电器：连接时始终观察电池极性;确保它是正确的。请勿使用劣质或未经批准的充电器/充电板为锂电池充电。
  • 存储：将电池产品妥善存放在干燥安全的环境中。
  • 太阳能充电：使用太阳能充电时，请确保输入的正负极端子连接正确。如果连接后太阳能电池板不充电，请验证输入极性。

功能概述

本节详细介绍了该板的主要功能和规格：

1. 电池电量指示：具有五个板载 LED。四个 LED 提供四段 （25%/50%/75%/100%） 显示，可清晰、直观地监控当前电池状态。

·充电模式：红色 CHRG 指示灯 LED 激活，电源 LED 根据充电进度逐渐亮起。

·放电模式：主开关开启时，动态显示剩余电池电量。当关闭时，输出断开（并且 LED 熄灭）。

2. Raspberry Pi Zero 无缝集成：采用弹簧弹簧针连接设计，轻松安全地与 Raspberry Pi Zero 系列主板兼容。

3. 先进的电源管理：集成带路径管理的板载锂电池充电芯片、太阳能充电芯片和升压芯片。该设置支持动态路径管理并提供稳定的 5V 电压输出。

4. 全面的电池保护：配备板载电池保护电路，包括过热、过流、过充、过放和短路保护。

5. 实时监控：采用板载INA219电池监控芯片，通过I2C接口进行通信，可实时检测模块的运行状态。

6. 灵活的充电输入：支持USB充电5V输入和太阳能充电5V-24V输入。

重要提示： 太阳能电池板输入和 USB Type-C 输入不能同时用于为电池充电。

7. 电池重新激活：如果重新插入电池，则需要充电周期才能重新激活其保护电路。

8. MPPT 电压 DIP 开关设置：

配置：一次只允许将一个 DIP 开关位置设置为“ON”;所有其他位置必须设置为“OFF”。

电压选择：MPPT 电压设置应基于太阳能电池板的规格（重点关注电池板的 Vmp 值，即最大功率点电压）。

基本要求：太阳能电池板的输出电压必须大于MPPT设定电压。

效率优化：当太阳能电池板的Vmp输出电压接近MPPT设定电压时，充电效率最大化。

 

具体充电电压请参考下表tage 设置：

拨码开关

位：6

位：5

位：4

位：3

位：2

位：1

设置电压

地位

关闭

关闭

关闭

关闭

关闭

上

5伏

 

关闭

关闭

关闭

关闭

上

关闭

6伏

 

关闭

关闭

关闭

上

关闭

关闭

9伏

 

关闭

关闭

上

关闭

关闭

关闭

12伏

 

关闭

上

关闭

关闭

关闭

关闭

18伏

 

上

关闭

关闭

关闭

关闭

关闭

24伏

说明：充电电压设置的值需要小于或等于输入充电电压。如果将“MPPT SET”DIP开关的值设置为5V，则可以输入充电电压范围为5至24V但是，充电电压设置为5V时充电效率最高。如果“MPPT”DIP设置为12V，则可以输入12至24V的充电电压，在12V的充电电压下可实现最高效率。同样的方法也适用于其他设置。

9. 电池充电功率

充电功率动态：电池的电量越低，充电功率越高。

USB充电：通过 USB 的最大充电功率为 5W。

太阳能充电：更高的太阳能电池板输出功率会导致更大的充电功率。

最大太阳能充电：当太阳能电池板输出充足且电池电量较低时，最大充电功率可达9.5W左右。

 

示范计划

Raspberry Pi I2C 配置

要在 Raspberry Pi 上配置 I2C，请启动系统配置以：

sudo raspi-config

启用 I2C 接口：

接口选项 -> I2C -> 是

重启设备扫描IIC的设备地址：如果扫描正确，板载电池监控芯片的IIC地址应0x43

sudo reboot

sudo i2cdetect -y -a 1

示例程序演示

输入下载的示例程序文件目录，例如：

cd My Demo Files Director

进入目录后，运行命令：窗口会打印出当前电池电压、电流和功率。当电流显示负数时，表示电池已放电：

python INA219.py

 

 

Ⅴ 附录

5.1 预防措施                                 

  • 在通电状态下，不要插拔模块。
  • 遵循产品上提供的所有警告和指南。
  • 保持产品干燥。如不小心溅水或浸入液体，立即断开电源并彻底干燥产品。
  • 确保操作环境有良好的通风和散热，以避免因高温导致组件损坏。
  • 不要在多尘或肮脏的环境中使用或存放产品。
  • 避免在温度频繁变化的环境中使用产品，以防止组件发生冷凝损坏。
  • 轻拿轻放产品，避免跌落、撞击或剧烈震动，以免损坏电路和组件。
  • 不要使用有机溶剂或腐蚀性液体清洁产品。
  • 请勿自行尝试维修或拆解产品。如出现任何故障，请联系我们公司进行维修。未经授权的维修可能会损坏产品，造成的损坏将不在保修范围内。

5.2锂电池注意事项

  • 如果产品没有配备电池，客户应根据产品说明书中对电池的描述选择从正规厂家购买锂电池，使用前请仔细阅读电池厂家手册，确保与购买的产品模块兼容，观察电池极性，了解电池使用环境， 并记住电池寿命;
  • 使用电池前，请检查产品与电池接触部位是否清洁，必要时用广告擦拭amp 布，干燥后按正确的极性方向放入电池座;
  • 儿童不得在没有成人监督的情况下更换电池;
  • 不要混用新旧电池或不同类型的电池，尤其是干电池和充电电池;
  • 请勿使充电电池短路，否则会损坏电池，并会发热并使电池烧毁;
  • 不要拆卸电池，或尝试用尖锐物体刺穿电池，因为电池内部的电解液会伤害您的皮肤和衣服;
  • 使用本产品后请关闭电源输出，避免过热和火灾;
  • 不能反向充电，反向充电相当于过放电，过放会使电池内部发生不良反应并导致电池严重损坏，产生大量气体，可能使充电电池发生化学泄漏;
  • 电池应存放在阴凉干燥处，避免阳光直射，也不能与金属物体混用，包裹在外面的绝缘膜不得随意撕掉，绝缘膜被剥掉的电池与金属物体混入，可能导致电池短路，导致漏液、放电、 爆炸、火灾和人身伤害;如果电池长时间不使用，应在电池耗尽后保存，每3个月取出充放电一次。

5.3保养

地址：广西壮族自治区桂林市七星区漓江花园19栋

联系人：售后维修部

技术支持

技术支持时间（工作日）：香港时间：上午9:30 - 上午11:30，

下午1:30 - 下午5:30电话：0773-7799838 传真：gxshengui@163.com

感谢您选择深桂科技的产品。如果您有创意产品或想法，请随时给我们发送电子邮件，也许我们可以进一步合作。我们的电子邮件地址是：gxshengui@163.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ꄴ前一个： 无
ꄲ后一个： 无

其他信息