(SKU:DFR0494)Raspberry Pi UPS HAT V2.0

Raspberry Pi UPS HAT

简介

DFRobot Raspberry Pi UPS HAT是一款针对Raspberry Pi的不间断电源扩展板，兼容Pi 2/3/3B+/A+/ZERO/ZERO W。UPS HAT可以在系统断电的情况下持续为树莓派提供一定时间的供电，避免诸如用于路由等项目时经常因为突然断电导致系统损坏，有必要使用UPS进行安全的关机。另外在一些移动项目中，例如树莓派照相机、平板、野外数据采集系统中也需要一块电池提供稳定的电源。
我们使用了一颗MAX17043做精确电量检测，并且板载一颗MCU做数据处理，树莓派主板只需要通过基本的I²C通信就可以直接获取电量、电池电压等信息。板载5颗LED灯可以在无需编程的情况下直观的指示当前电池电量。
我们使用了非常好的电源方案，高达90%以上的电源转换效率以及无二极管设计使得我们的UPS扩展板即使在树莓派连续高负荷工作下也能够保持较低的发热。

技术规格

IMG1: Raspberry Pi UPS HAT尺寸图

供电电压：4.5~5.5V
供电电流：（推荐使用2A及以上功率的电源适配器）
供电接口：Micro-USB
最大充电电流： 1.6A
电池接口：PH2.0-2P或可焊接触点
适配电池：3.7V锂离子电池
输出电压：5V
最大输出电流：2A
适配主板：树莓派 B/B+/2B/3B/3B+及可能的后续版本
通信接口：I²C
尺寸：65mmx56mm
安装孔尺寸：58mmx49mm
工作温度：-40℃~85℃

注意事项

1、3.7V锂电池由于运输限制，并不包含在配送清单中
2、请选择使用满足技术规格参数的3.7V锂离子电池
3、产品工作时电源区域会有正常的一定程度发热，请根据实际应用场景避免其可能带来的安全隐患

功能示意

接口描述

IMG2: Raspberry Pi UPS HAT底部视图

IMG3: Raspberry Pi UPS HAT顶部视图

序号	功能描述	状态描述
1	USB充电口	5V直流充电
2	充电指示灯	常量充电/闪烁未检测到电池/熄灭未充电
3	功能按键	固件版本更新及功能说明
4	电量指示	指示当前电量
5	锂电池焊接点	焊接锂电池
6	树莓派40Pin插口	连接树莓派

灯显与电量关系

电量	LED灯状态（未充电时）	LED灯状态（充电时）
电量＜10%	第一格LED灯为慢闪（频率约为3HZ）	第一格LED灯为快闪（频率约为6HZ）
10%≤电量＜20%	第一格LED常亮	第一格LED灯为快闪（频率约为6HZ）
20%≤电量＜40%	第一格、第二格LED常亮	第一格LED常亮，第二格LED灯为快闪（频率约为6HZ）
40%≤电量＜60%	前三格LED常亮	前两格LED常亮，第三格LED灯为快闪（频率约为6HZ）
60%≤电量＜80%	前四格LED常亮	前三格LED常亮，第四格LED灯为快闪（频率约为6HZ）
电量≥80%	LED全亮	前四格LED常亮，第五格LED灯为快闪（频率约为6HZ）

固件版本更新及功能说明

版本号	变更日期	按键功能	其它
V1.0	2018/11/19	显示电池当前电量约10秒	当电池电量小于10%，5V电源输出将被自动断开。
V1.1	2019/09/20	1、短按显示电池当前电量约3秒。 2、长按（>2S）实现开、关5V电源输出。	当电池电量小于5%，5V电源输出将被自动断开。

寄存器说明

寄存器一览表
寄存器（8bit）	名称	读写	数据范围	默认值	描述
0x00	设备地址	R/W	1-127	0x10	I2C从机地址,默认地址为0x10,改变地址后，模块重新上电后新地址才生效
0x01	产品ID	R		0xDF	用于产品校验
0x02	固件版本	R		0x**	0x10表示V1.0，0x11表示V1.1
0x03 0x04	电压值寄存器高位（VCELL_H）电压值寄存器低位（VCELL_L）	R R		0x00 0x00	LSB表示1.25mV,与电压值寄存器高位一起组成12位的电压值. 例：VCELL_H = 0x0A, VCELL_L = 0x50, VCELL =0x0A50 * 1.25 = 3300mV
0x05 0x06	电量值寄存器高位（SOC_H）电量值寄存器低位（SOC_L）	R R		0x00 0x00	LSB代表0.003906%电量。例：SOC_H = 0x3C,SOC_L = 0xFF，读出的电量值SOC = 0x3CFF * 0.003096 ≈ 60.99%

使用教程

通过40Pin与树莓派连接
通过树莓派读取电量

如何开启树莓派I2C外设

一般情况下，树莓派系统默认没有开启I2C外设，需要手动进行开启，才能通过I2C总线访问DFRobot Raspberry Pi UPS HAT相关数据，如电池当前电量、设置定时开机时间等等。

开启I2C外设功能

在终端中输入命令： sudo raspi-config ，依次选择【 Interfacing Options 】（或者【 Advanced Options 】）->【 I2C 】->【 Yes 】->【 OK 】

step 1

step 2

step 3

step 4

配置完成后重启树莓派生效（重启命令：reboot）

查看I2C外设是否配置正确

用lsmod命令查看树莓派是否成功配置I2C外设，如下图所示：

step 5:成功导入I2C模块

安装测试I2C设备的工具

命令如下：

sudo apt-get install i2c-tools

测试是否安装正确，命令：

sudo i2cdetect -y l

step 7:检测到总线上的I2C设备

如果出现如下图所示问题

step 8:什么设备也没连接

则需要更改 raspi-blacklist.conf 配置， raspi-blacklist.conf 在 /etc/modprobe.d/ 目录下，输入命令：

sudo nano /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

在i2c设备驱动前加“#”，例如：#blacklist i2c-bcm2835，这样I2C外设就可以正常使用了。

查看UPS电量

新建脚本

新建ups.py文件，输入内容如下：
import smbus
addr=0x10 #ups i2c地址
bus=smbus.SMBus(1) #i2c-1
vcellH=bus.read_byte_data(addr,0x03)
vcellL=bus.read_byte_data(addr,0x04)
socH=bus.read_byte_data(addr,0x05)
socL=bus.read_byte_data(addr,0x06)

capacity=(((vcellH&0x0F)<<8)+vcellL)*1.25 #容量
electricity=((socH<<8)+socL)*0.003906 #当前电量百分比

print("capacity=%dmV"%capacity)
print("electricity percentage=%.2f"%electricity)

运行脚本

在终端中输入：python3 ups.py 即可查看电量信息。

常见问题

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