Recenzie Roottronics LUPS-05 DC 5V 2A UPS pentru Arduino și Raspberry Pi folosind baterie cu litiu 18650
Acest ghid analizează Roottronics LUPS-05, o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS) de joasă tensiune, concepută pentru a menține proiectele tale de 5V în funcțiune fără probleme în timpul întreruperilor de curent. Acest modul compact asigură că Arduino, Raspberry Pi sau alte dispozitive electronice sensibile rămân operaționale fără întrerupere, fiind ideal pentru aplicații critice unde pierderea datelor sau timpul de nefuncționare nu sunt o opțiune. Acesta comută inteligent pe alimentarea cu baterie în momentul în care sursa principală de alimentare eșuează, apoi reîncarcă automat bateria când alimentarea este restabilită.
Iată câteva aplicații practice pentru acest modul UPS:
- Hub-uri de automatizare a locuinței: Menține un server central Raspberry Pi sau Home Assistant online în timpul întreruperilor scurte de curent.
- Stații de senzori de la distanță: Asigură că înregistratoarele de date și senzorii de mediu continuă să înregistreze date chiar și atunci când rețeaua electrică principală este instabilă.
- Sisteme de securitate: Oferă alimentare de rezervă unui sistem de alarmă bazat pe Arduino sau unei camere IP, prevenind lacunele în supraveghere.
- Echipamente de rețea: Alimentează un router sau un comutator de rețea pentru a menține o conexiune la internet pentru laptopuri și telefoane în timpul unei întreruperi.
- Imprimante 3D: Previne ruinarea unui job de imprimare din cauza unei întreruperi de curent, permițând imprimantei să termine sau să întrerupă elegant.
Prezentare generală a hardware-ului
LUPS-05 este o placă versatilă de gestionare a energiei. Acceptă intrare de 5V fie de la un port micro USB, fie de la un terminal dedicat cu doi pini. Această alimentare de intrare servește două scopuri: alimentează dispozitivul tău la ieșire și încarcă bateria litiu-ion 18650 integrată. Când alimentarea de intrare este pierdută, modulul comută instantaneu în modul convertor de ridicare, crescând tensiunea bateriei de 3.7V la o ieșire constantă de 5V. Acest model este evaluat pentru o ieșire continuă de până la 2A. Este disponibilă și o versiune de 12V, care folosește un conector cilindric pentru ieșire în loc de un port USB-A.
Componente hardware
Modulul este construit în jurul mai multor componente cheie care gestionează încărcarea, conversia energiei și protecția. Iată o defalcare a părților principale:
- TP4056 (Încărcător de baterie): Un încărcător liniar autonom pentru litiu-ion care gestionează încărcarea bateriei 18650 cu un curent de încărcare implicit de aproximativ 230mA.
- LM393 (Comparator dublu): Folosit pentru funcții de monitorizare și protecție, cum ar fi detectarea subtensiunii și supracurentului.
- 8205A (MOSFET dublu): Acționează ca un comutator de protecție, capabil să gestioneze curenți mari și să deconecteze bateria în condiții de defecțiune.
- Convertor de ridicare: Un circuit (inclusiv un inductor și condensatoare) care ridică tensiunea de 3.3-4.2V de la baterie la o ieșire stabilă de 5V.
- Comutator de alimentare: Un comutator fizic pentru a porni sau opri ieșirea modulului.
- Port de ieșire USB-A: Portul USB standard unde conectezi cablul de alimentare al dispozitivului tău.
- Intrare micro USB: Portul principal pentru furnizarea alimentării de intrare de 5V.
- Terminal de intrare cu 2 pini: O modalitate alternativă de a conecta o sursă de alimentare externă de 5V.
- Pin LBO: Un pin de „Ieșire baterie descărcată” care poate fi folosit pentru a semnala un microcontroler când bateria este critic de descărcată.
Ghid de cablare
Cablarea LUPS-05 este simplă, dar este esențial să urmezi regulile de alimentare de intrare pentru a evita deteriorarea modulului. Ieșirea este la fel de simplă ca conectarea unui cablu USB.
Iată cum să conectezi totul:
- Alimentare de intrare: Ai două opțiuni pentru furnizarea alimentării de 5V. Alege doar una:
- Conectează un cablu micro USB standard la portul micro USB al modulului.
- Conectează o sursă reglată de 5V la terminalul cu doi pini, respectând polaritatea corectă (pozitiv și negativ).
- Baterie: Introdu o singură baterie litiu-ion 18650 în suport. Modulul va gestiona automat încărcarea și descărcarea.
- Ieșire de alimentare: Conectează un cablu USB de la portul USB-A al modulului la dispozitivul tău (de exemplu, Arduino sau Raspberry Pi).
Avertisment: Nu alimenta niciodată simultan de la portul micro USB și de la pinii terminalului. Acest lucru poate deteriora placa.
Explicația codului
Nu este necesar niciun cod pentru a utiliza acest modul UPS ca sursă de alimentare autonomă. Funcționează în întregime la nivel de hardware. Cu toate acestea, pinul LBO (Ieșire baterie descărcată) este o caracteristică valoroasă pentru proiectele care trebuie să reacționeze la o stare de baterie descărcată. Acest pin este o ieșire cu colector deschis care va deveni LOW când bateria este aproape epuizată, oferindu-ți un avertisment înainte ca modulul să se oprească complet.
Pentru a utiliza această caracteristică, ai conecta pinul LBO la un pin de intrare digital pe microcontrolerul tău (de exemplu, un Arduino). Ai avea nevoie și de un rezistor de pull-up (de obicei 10kΩ) de la acel pin la 5V. Codul tău ar monitoriza apoi acest pin. Când citește LOW, programul tău poate executa o secvență sigură de oprire, cum ar fi salvarea datelor pe un card SD sau trimiterea unei notificări, înainte ca alimentarea să fie pierdută.
Demonstrație live a proiectului
În videoclip, recenzentul efectuează o serie de teste pentru a verifica performanța modulului. El demonstrează mai întâi că tensiunea de ieșire rămâne constantă la 5.32V atunci când este alimentat de la intrare și când comută pe alimentarea cu baterie, arătând că nu există nicio întrerupere în timpul tranziției. Recenzia trece apoi la testarea eficienței folosind o sarcină electronică, măsurând eficiența la diferiți curenți de la 100mA până la maximul de 2A. Rezultatele arată o gamă de eficiență de 71% până la 83%, cu cea mai mare eficiență observată la curenți mai mici (400-500mA).
A fost efectuat și un test de imagistică termică în timp ce modulul livra 2A. Cel mai fierbinte punct de pe placă a atins doar 44°C, indicând că modulul funcționează foarte rece, ceea ce este excelent pentru fiabilitate și longevitate. Recenzentul măsoară și consumul de curent în gol al modulului, care este un nivel scăzut de 37mA, făcându-l potrivit pentru aplicații alimentate cu baterii.
Capitole
- [00:00] Introducere și Prezentare Generală a Produsului
- [01:29] Exemplu de Utilizare cu Arduino
- [03:14] Prețuri și Opțiuni de Produs pe Site
- [04:32] Despachetare și Dimensiuni Fizice
- [05:16] Caracteristici Cheie și Specificații
- [08:05] Specificații Electrice Importante
- [10:34] Analiza Componentelor și Fișe Tehnice
- [12:59] Testare: Tensiuni de Intrare, Ieșire și Baterie
- [14:41] Testare: Încărcarea Bateriei și Întreruperea Alimentării
- [18:27] Testarea Eficienței cu Sarcină Electronică (1A la 2A)
- [21:32] Test de Imagistică Termică la Sarcină de 2A
- [25:01] Măsurători Detaliate ale Eficienței (100mA la 2A)
- [32:44] Funcția Pinului de Ieșire pentru Baterie Slabă (LBO)
- [34:55] Concluzie și Recomandare Finală
Resurse și referințe
Încă nu sunt resurse.
Fișiere📁
Nu sunt disponibile fișiere.
