功能简介

特性	树莓派不间断电源扩展板
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接口		RPi

说明

产品概述

我是块适用于Raspberry Pi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。支持电池电量图标显示,轻松查看电池状态。

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。

特点

采用弹簧顶针接口设计，适用于Raspberry Pi系列主板
板载Type-C双向快充接口，支持PD3.0等多种充电输入输出协议，最高支持40W功率
板载专用电池电量检测计芯片,支持读取电池电压、电流、功率，剩余电量等参数
可通过 I2C 接口通信，读取Type-C输入输出，电池状态等信息，实时检测模块工作状态
模块采用四节21700锂电池设计，容量更大，续航更久
板子大功率降压芯片，可提供稳定5V 6A输出
板载 MCU 芯片管理，支持上电检测启动功能
支持电池电量图标显示,轻松查看模块状态
提供完善的配套资料手册

产品参数

输出电压：5V
控制接口：I2C
充电电源：双向输入/输出快充协议，最大支持40W功率
输出功率：5V 6A
电池规格：21700可充电电池 3.6V
电流容量：5000mAh（标称）
产品尺寸：56mm × 88mm
通孔直径：3.0mm

接口说明

硬件说明

USB Type C接口为双向快充接口，支持充电和输出，最大功率40W, USB Type A接口为5V输出接口，LED为快充指示灯，识别到快充时亮起。0FF/ON为电源开关丝印。
注意1：严禁反接电池，反接电池有可能会击穿电池保护芯片
注意2：组装电池时按住V1-V2-V3-V4顺序安装，不按顺序安装反接警示灯有可能会亮起。拆装电池需要接充电器充电才能激活输出
注意3：更换电池后需要完成几次完全充放电循环，使芯片自动计算电池参数，电容更准确
注意4：模块实际输出电流可达10A,因散热原因，建议使用时不超过6A,使用更大电流应该添加主动散热
注意5：由于电池型号和温度影响，电池容量有可能会不准确，判断电压是否有电应该以电压值为准

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

电池电量检测

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 https://www.waveshare.net/w/upload/7/7e/UPS_HAT_E.7z
7zr x UPS_HAT_E.7z -r -o./
cd UPS_HAT_E
python3 ups.py

程序运行后会输出Type-C模式，电压，电流，功率，电池电压，电流，功率以及电池剩余电量百分比等数值。

注意：VBUS电流负数表示type-c输出电流，正数表示输入电流。如果电池电流为负数则表示电池输出电流(可认为树莓派负载电流)，电池电流为正数则表示电池充电电流。
当系统负载大而电池电压低时，有可能会出现电池电流不足而导致系统不断重启的情况。这个是不希望看到的。实际应用中可以通过判断电池电压过低自动关机避免。
示例程序中已经添加电池电压判断，电池电压过低而没有外接电源充电时，程序会60s内关闭系统。
程序显示如下语句表示电池电压过低，需要及时充电，否则程序会自动关机。

Voltage Low,please charge in time,otherwise it will shut down in 58 s

电池电量图标显示

打开终端，执行：

cd ~/UPS_HAT_E
DISPLAY=':0.0' python3 batteryTray.py

运行程序查看右上角出现电池标志，如果没有查看程序报错原因，检查I2C接口，以及库是否安装。

重启后右上角出现电池标志说明设置成功了，鼠标移动到电池图标位置将显示电池电量，电压和电量。
电量低于5%，电量过低警告，60S后自动关机，插入电源充电则退出警告界面。

如果没有效果测试测试如下：

cd ~/UPS_HAT_E
./main.sh   #千万不要加sudo 
sudo reboot

树莓派5设置5A电流

树莓派5启动会检测Type-C接口PD协议，如果没有检测到则会显示如下提示，并限制3A电流。
运行如下命令行打开eeprom编辑

sudo rpi-eeprom-config --edit

添加以下设置可以解除3A电流限制，提供5A电流。

PSU_MAX_CURRENT=5000

来电启动原理

当检测到电压过低时，可以使用程序控制树莓派保存数据后再关机,避免树莓派突然断电而导致数据丢失。
但是树莓派关机后，树莓派没有断电，再次来电充电时树莓派也不会自动启动，但是可以通过i2c设置开启来电启动功能。
打开终端，执行如下命令检测i2c地址。

i2cdetect -y 1

0x2D为MCU芯片的i2c地址。运行下面指令可以查看寄存器值。其中0x00,0x01寄存器的分别为0x0a，0x0b。

将0x01寄存器的值改为0x55后，MCU将在30秒后开始断开树莓派电源，60秒后开始检测充电，如果有来电则开始供电重新启动树莓派。
运行如下命令将0x01寄存器设置为0x55