树莓派UPS HAT (C)教程

资料

文档

原理图

程序

示例程序

说明

产品概述

我是块适用于Raspberry Pi Zero的不间断电源(UPS)模块，板载带路径管理的开关型锂电池充电芯片，升压芯片和电压电流监测芯片。支持同时充电和放电,可提供稳定5V电压输出，可通过I2C接口监测电池的电压、电流、功率等参数。

特点

采用弹簧顶针接口设计，适用于Raspberry Pi Zero系列主板
板载锂电池充电芯片，支持动态路径管理，供电更稳定
板载升压芯片，可提供稳定5V电压输出
可通过I2C接口通信，测量电池电压、电流、功率和剩余电量等参数，实时检测模块工作状态
板载电池保护电路，防过充、防过放、防过流、防短路，工作稳定更安全
板载充电指示灯，方便查看电池工作状态
提供完善的配套资料手册

产品参数

输出电压：5V
充电电源：5V,Micro USB接口
控制接口：I2C
电池规格：803040聚合物锂电池 3.7V
电流容量：1000mAh
产品尺寸：30mm × 65mm
通孔直径：3.0mm

接口说明

硬件说明

Micro USB接口为充电接口输入电压为5V，充电时LED亮，充满电时熄灭。0FF/ON丝印为电源开关丝印。
注意1：组装时需要先将电源开关拨到OFF一端，断开电源再组装否则容易导致短路烧坏器件。
注意2：首次接上电池时需要充电激活电池保护芯片才会有电源输出。
注意3：电池满电状态输出电流大概为1.8A左右，电池电压降低输出电流也会减小，当接过大负载电流过小时可能会出现升压不稳定导致树莓派不断重启。

锂电池使用注意事项

锂聚合物和锂离子电池很不稳定。如果充电或使用不当，可能会导致火灾，人身伤害和财产损失。
对电池组充电和放电时，切勿极性连接错误。请勿选用其他劣质的充电器或充电板对锂电池进行充电。
请勿混用和使用旧电池和新电池，避免使用其他品牌的电池。
如需另购锂电池产品，须确保电池参数与锂电池扩展板兼容，推荐选择正规的电池厂家，并需要自行老化测试确保锂电池能够稳定安全工作。
锂电池具有循环寿命，请在达到使用寿命或使用两年时（以先到者为准），用新电池更换旧电池。
请妥善放置电池类产品，远离易燃易爆类物品，远离儿童，避免因保管不慎，引发安全事故。

树莓派例程

开启I2C接口

打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面

sudo raspi-config 
选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动

然后重启树莓派：

sudo reboot

运行示例程序

在使用树莓派演示该例程时，只需要将模块插到树莓派排针中即可，或者通过杜邦线接到树莓派的I2C接口，VCC接3.3V
输入如下命令运行程序

sudo apt-get install p7zip
wget http://www.waveshare.net/w/upload/4/40/UPS_HAT_C.7z
7zr x UPS_HAT_C.7z -r -o./
cd UPS_HAT_C
python3 INA219.py

程序运行后会输出电池电压，电流，功率以及电池剩余电量百分比等数值。

注意：如果电流为负数则表示电池输出电流(可认为树莓派负载电流)，电流为正数则表示电池充电电流。

问题：拔插电池后无法输出？

更换电池后需要先充电激活电池保护电路，开关打到ON即可输出。

问题：电池可以工作多长时间？

树莓派Zero不接外设待机状态大概7个多小时。

问题：输出电流多少？

电池满电状态输出电流大概1.8A左右，电池电压越低输出电流就越小，当电流不足就会自动断电。
如果接大功率负载可能会出现电流不足升压不稳定导致树莓派不断重启。

问题：剩余电量示数跳变不准？

剩余电量是通过电池电压判断大概电量，充电的时候电压会比电池实际电压高，所以插上电源瞬间电压会跳变。
理想充满电为4.2V，单实际充满电后电压可能会有回落，电压比4.2V要低一点。

问题：电池是什么规格？

803040聚合物锂电池，长*宽*高为40mm*30mm*8mm。标称电压为3.7V，充满电电压为4.2V。

问题：从没电到充满要多久？

用5V 2A的充电器大约1.5小时充满。

问题：充电指示灯？

充电时红灯亮，充满电后熄灭。

问题：为什么打印的电流是负数？

在给树莓派供电，电流是流出的。

问题：如何给电池充电

5V Micro USB插在模块的micro USB口上，而不是树莓派的USB口。

问题：运行程序，提示IO ERROR

I2C 没打开，请打开树莓派的I2C
顶针接触不良，可以用以下指令检测是否有识别到设备：

安装i2c-tools，方便查看I2C地址，在控制台输入：

sudo apt-get install i2c-tools

等待安装成功，执行如下命令查看I2C地址。

sudo i2cdetect -y 1

如果默认已经插入了一个UPS HAT,那么执行如下命令会得到如下的效果：

如果没有识别到：
请锁紧螺丝，建议把排针焊接上，接触更耐固：

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