产品概述

我是一款树莓派电源管理控制板，能控制树莓派开机、关机(软件关机)、定时开机、定时关机、检测树莓派工作状态、测量工作电流，测量外接锂电池电压。

特点

• 板载MCU(ATmega328P)，支持Arduino编程。
• 板载RTC时钟芯片(PCF8523)，可提供精准时间控制。
• 板载CP2102芯片，可实现对Arduino一键下载，同时支持查看串口数据。
• 板载自定义按键，可作为电源键使用，实现树莓派的开机，软件关机，强制关机。
• 提供电源防反接，放倒灌机制，充分保证电路的安全。
• 可通过USB接口供电(5V),也可通过外接锂电池供电(2S~4S，7.4V~14.8V)，或外接DC 供电(7.0~28V)。
• 配套电池及电池盒，可提供2S，7.4V电源，可提供容量达2200 * 2mAh。
• 可对外接电池电压进行检测，对工作电流进行检测，可编程即时切断电源以确保锂电池的工作寿命。
• 提供完善的配套资料手册，提供丰富的电源管理与控制的Arduino例程。

参数

• 通信接口：UART, GPIO(自定义协议)
• 主控芯片：ATmega328P-AU
• 通信接口：UART + GPIO
• 通信波特率：默认115200bps (可程序设置其他波特率)
• 供电方式：USB接口 或 PH2.0接口
• USB接口电压：5V
• PH2.0接口电压：DC 7~28V (稳压电源或锂电池)
• 内置电路：电源防反接、防倒灌电流、电流检测、电压检测
• 产品尺寸：56.5mm x 65mm
• 固定孔直径：3.0mm

产品使用

工作原理

控制树莓派关机工作原理：
Arduino(ATmega328P)通过2个GPIO连接树莓派的两个GPIO，自定义如下通信协议：

树莓派端实现该协议：

• 开机：在开机后将GPIO21置为高电平。
• 关机：不断检测GPIO20的输入电平，当输入为高电平时，执行关机指令，关机后GPIO21将自动置为低电平。

Arduino(ATmega328P)端实现该协议：

• 开机：将PC3置为低电平，接通树莓派电源，树莓派开机，检测PD7输入电平，当输入为高电平时，表示树莓派已成功开机。
• 关机：将PC3置为高电平，树莓派检测到后将执行关机指令，检测PD7输入电平，当输入为低电平时，表明树莓派已成功关机，切断树莓派电源。

基础准备工作

树莓派端准备工作

关机协议配置：

打开树莓派终端窗口，分别执行以下命令，即可配置关机协议：

• 下载shell脚本
  

        执行

sudo wget https://github.com/waveshare/Power-Management-HAT/Power-Management-HAT-Setup.sh

        执行结果如下图所示，表示下载完成：

• 给shell脚本执行权限

        执行

sudo chmod a+x Power-Management-HAT-Setup.sh

• 执行shell脚本

        执行

sudo ./Power-Management-HAT-Setup.sh

        执行结果如下图所示，当提示Would you like to reboot now? y/n时，输入y，表示重启树莓派(必须重启树莓派该操作才有效，如果树莓派未重启，必须手动重启树莓派后方生效)。

Windows PC端准备工作

• 安装Arduino IDE

下载完成后，直接点击下一步即可安装，记住安装路径，安装路径将在下一步中用到。

• 安装Power Management HAT器件包

器件包可以从Gihub下载地址下载，也可以从微雪官网下载，下载完成后，将下载后Power Management HAT文件夹（该文件夹还含有子文件夹Power Management HAT）复制到Arduino安装路径下的hardware文件夹下，如下图所示，执行完该步骤后则可以使用Arduino IDE来开发Power Management HAT了。

• Arduino IDE开发环境相关配置
  

首先，重启Arduino IDE，将Power Management Hat的USB连接至电脑，选择相应的串口：

接着，选择Power Management HAT器件：

最后，即可看到关于Power Management HAT相关的例程如下图所示，后续章节将讲解相关例程的使用：

供电准备

• Power Management HAT插入到树莓派引脚
• Power Management HAT将为树莓派供电，树莓派无需再供电
• Power Management HAT采用以下一种方式供电，若同时供电，将自动选择USB供电
• Power Management HAT采用USB供电
• Power Management HAT采用配套锂电池盒供电，或另选其它DC电源供电(可选DC电源电压范围为7V-28V)

演示

一键开关机

• 完成基础准备工作
• 打开ButtonBoot例程，编译，下载
• 若树莓派已关机：
• 按下电源键，树莓派将开机
• 若树莓派已开机：
• 长按电源键2秒以上，但小于8秒，树莓派将先软件关机，软件关机后将切断树莓派电源。
• 长按电源键8秒以上，将直接切断树莓派电源。
• 可调参数如下：

电流检测

• 完成基础准备工作
• 打开MeasureCurrent例程，编译，下载
• 若树莓派已关机：
• 按下电源键，树莓派将开机
• 若树莓派已开机：
• 长按电源键2秒以上，但小于8秒，树莓派将先软件关机，软件关机后将切断树莓派电源
• 长按电源键8秒以上，将直接切断树莓派电源
• 打开串口终端，可查看到树莓派开机与关机状态的工作电流
• 可调参数如下：

电压检测+低电压自动关机

• 完成基础准备工作
• 打开MeasureVoltage_ShutdownInLowVoltage例程，编译，下载
• 若树莓派已关机：

          ο    按下电源键，树莓派将开机

• 若树莓派已开机：

          ο    长按电源键2秒以上，但小于8秒，树莓派将先软件关机，软件关机后将切断树莓派电源

          ο    长按电源键8秒以上，将直接切断树莓派电源

• 若电压低于设定的阈值，将自动关机。
• 可调参数如下：

     说明：当电压低于OFF_VOLTAGE时，如果在LOW_VOLTAGE_TIME_IN_MS时间内，按下电源按键，开机时间将延长OVERRIDE_TIME_IN_MS毫秒，但当电压低于FORCE_OFF_VOLTAGE时，将立刻让树莓派软件关机，并切断树莓派电源；当电压高于ON_VOLTAGE时，将重新供电使得树莓派开机。
     注意：单节锂电池的电压在3.0V~4.2V左右，可通过锂电池电压粗略估计电池电量，4.2V的锂电池表示已充满，3.0V左右的锂电池表示电量很低，锂电池大多数时间工作在3.7V；如果单节锂电池电压低于3.0V，则可能造该锂电池永久损毁。 如果采用外接锂电池的方式给Power Management HAT供电，由于Power Management HAT不具有升压功能，则至少需要两节锂电池(包)串联，提供5V以上的电源，此时，请根据具体电池串联的数量设置相应的电压数据，可参考下表提供的数据(如果采用配套锂电池盒的方式给Power Management HAT供电，则请选择2S的参数)：

规定时间段处于开机状态

• 完成基础准备工作
• 打开PowerOnInAPeriodTime例程，编译，下载
• 树莓派将在规定的时间段处于开机状态
• 可调参数如下：

周期性地处于开机状态

• 完成基础准备工作
• 打开PowerOnPeriodicallyOnTimer例程或PowerOnPeriodicallyOnAlarm例程，编译，下载
• 树莓派将周期性地处于开机状态
• 例程区别及可调参数如下：

规定时间段周期性地处于开机状态

• 完成基础准备工作
• 打开PowerOnPeriodicallyOnTimerInAPeriodTime例程，编译，下载
• 树莓派将在规定时间段周期性地处于开机状态
• 可调参数如下

文档

• 用户手册
• 原理图

程序

• Arduino器件包：PowerManagementHAT.7z ‎（文件大小：2.94 MB，MIME类型：application/x-7z-compressed）
• Github

软件

• Arduino IDE
• 串口调试助手

数据手册

• ATmega328P数据手册
• CAT24C32数据手册
• CP2102数据手册
• MAX9938数据手册
• MP1584数据手册
• PCF8523数据手册
• RT9193数据手册

QQ : 202004841