Recenzia Roottronics LUPS-05 DC 5V 2A UPS pre Arduino a Raspberry Pi s použitím 18650 lítiovej batérie
Táto príručka hodnotí model Roottronics LUPS-05, nízkonapäťový neprerušiteľný zdroj napájania (UPS), navrhnutý tak, aby vaše 5V projekty fungovali plynulo aj počas výpadkov elektriny. Tento kompaktný modul zaisťuje, že váš Arduino, Raspberry Pi alebo iná citlivá elektronika zostane v prevádzke bez prerušenia, čo ho robí ideálnym pre kritické aplikácie, kde strata údajov alebo odstávka systému neprichádza do úvahy. V okamihu, keď zlyhá hlavné napájanie, inteligentne prepne na batériu a po obnovení napájania batériu automaticky dobije.
Tu je niekoľko praktických aplikácií tohto UPS modulu:
- Centrály domácej automatizácie: Udržujte centrálny Raspberry Pi alebo server Home Assistant online počas krátkych výpadkov elektriny.
- Vzdialené senzorové stanice: Zabezpečte, aby dátové loggery a environmentálne senzory naďalej zaznamenávali údaje, aj keď je hlavná elektrická sieť nestabilná.
- Bezpečnostné systémy: Poskytnite záložné napájanie poplašnému systému založenému na Arduino alebo IP kamere, čím zabránite medzerám v dohľade.
- Sieťové zariadenia: Napájajte router alebo sieťový prepínač, aby ste počas výpadku udržali internetové pripojenie pre notebooky a telefóny.
- 3D tlačiarne: Zabráňte zničeniu tlačovej úlohy výpadkom prúdu, čo tlačiarni umožní buď dokončiť tlač, alebo sa elegantne zastaviť.
Prehľad hardvéru
LUPS-05 je univerzálna doska na správu napájania. Prijíma 5V vstup buď z micro USB portu, alebo z vyhradenej dvojpinovej svorky. Tento vstupný výkon slúži na dva účely: napája vaše zariadenie na výstupe a nabíja vstavanú 18650 lítiovú batériu. Keď sa vstupné napájanie stratí, modul okamžite prepne do režimu boost meniča, pričom zvýši napätie batérie z 3,7V na stabilných 5V na výstupe. Tento model je dimenzovaný na nepretržitý výstupný prúd až 2A. K dispozícii je aj 12V verzia, ktorá namiesto USB-A portu používa na výstup konektor typu barrel jack.
Hardvérové komponenty
Modul je postavený na niekoľkých kľúčových komponentoch, ktoré sa starajú o nabíjanie, konverziu napájania a ochranu. Tu je prehľad hlavných častí:
- TP4056 (Nabíjačka batérií): Samostatná lineárna nabíjačka lítiových batérií, ktorá riadi nabíjanie 18650 batérie s predvoleným nabíjacím prúdom okolo 230mA.
- LM393 (Dvojitý komparátor): Používa sa na monitorovacie a ochranné funkcie, ako je detekcia podpätia a nadprúdu.
- 8205A (Dvojitý MOSFET): Funguje ako ochranný spínač, schopný zvládnuť vysoké prúdy a odpojiť batériu v prípade poruchy.
- Boost menič: Obvod (vrátane tlmivky a kondenzátorov), ktorý zvyšuje napätie z batérie 3,3-4,2V na stabilných 5V na výstupe.
- Vypínač: Fyzický spínač na zapnutie alebo vypnutie výstupu modulu.
- USB-A výstupný port: Štandardný USB port, do ktorého pripojíte napájací kábel svojho zariadenia.
- Micro USB vstup: Primárny port na napájanie 5V vstupným výkonom.
- 2-pinová vstupná svorka: Alternatívny spôsob pripojenia externého 5V zdroja napájania.
- Pin LBO: Pin „Low Battery Output" (výstup pri nízkej batérii), ktorý možno použiť na signalizáciu mikrokontroléru, keď je batéria kriticky vybitá.
Sprievodca zapojením
Zapojenie LUPS-05 je jednoduché, ale je dôležité dodržiavať pravidlá vstupného napájania, aby nedošlo k poškodeniu modulu. Výstup je taký jednoduchý ako zapojenie USB kábla.
Tu je návod, ako všetko pripojiť:
- Napájací vstup: Máte dve možnosti napájania 5V. Vyberte si iba jednu:
- Pripojte štandardný micro USB kábel do micro USB portu modulu.
- Pripojte regulovaný 5V zdroj k dvojpinovej svorke, pričom dodržte správnu polaritu (kladný a záporný pól).
- Batéria: Vložte jednu 18650 lítiovo-iónovú batériu do držiaka. Modul bude automaticky riadiť nabíjanie a vybíjanie.
- Napájací výstup: Pripojte USB kábel z USB-A portu modulu k vášmu zariadeniu (napr. Arduino alebo Raspberry Pi).
Varovanie: Nikdy nepripájajte napájanie súčasne z micro USB portu aj z pinov svorky. Mohlo by dôjsť k poškodeniu dosky.
Vysvetlenie kódu
Na používanie tohto UPS modulu ako samostatného zdroja napájania nie je potrebný žiadny kód. Funguje výhradne na hardvérovej úrovni. Avšak pin LBO (Low Battery Output) je užitočná funkcia pre projekty, ktoré potrebujú reagovať na stav nízkej batérie. Tento pin je výstup s otvoreným kolektorom, ktorý prejde do stavu LOW, keď je batéria takmer vybitá, čo vám poskytne varovanie pred úplným vypnutím modulu.
Na použitie tejto funkcie by ste pripojili pin LBO k digitálnemu vstupnému pinu vášho mikrokontroléra (napr. Arduino). Taktiež by ste potrebovali pull-up rezistor (zvyčajne 10kΩ) z tohto pinu na 5V. Váš kód by potom monitoroval tento pin. Keď načíta hodnotu LOW, váš program môže vykonať bezpečnú postupnosť vypnutia, ako je uloženie údajov na SD kartu alebo odoslanie upozornenia, skôr než dôjde k strate napájania.
Živá ukážka projektu
Vo videu recenzent vykonáva sériu testov na overenie výkonu modulu. Najprv demonštruje, že výstupné napätie zostáva stabilných 5,32V pri napájaní zo vstupu aj pri prepnutí na batériu, čo ukazuje, že počas prechodu nedochádza k žiadnemu prerušeniu. Recenzia sa potom presúva na testovanie účinnosti pomocou elektronickej záťaže, pričom meria účinnosť pri rôznych odberoch prúdu od 100mA až po maximálnych 2A. Výsledky ukazujú rozsah účinnosti 71% až 83%, pričom najvyššia účinnosť bola pozorovaná pri nižších prúdoch (400-500mA).
Počas dodávania prúdu 2A bol tiež vykonaný test termovízie. Najteplejšie miesto na doske dosiahlo iba 44 °C, čo naznačuje, že modul pracuje veľmi chladne, čo je vynikajúce pre spoľahlivosť a životnosť. Recenzent tiež meria odber prúdu modulu v pokoji, ktorý je nízky, 37 mA, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie napájané batériou.
Kapitoly
- [00:00] Úvod a prehľad produktu
- [01:29] Príklad použitia s Arduino
- [03:14] Ceny a možnosti produktu na webovej stránke
- [04:32] Rozbalenie a fyzické rozmery
- [05:16] Kľúčové funkcie a špecifikácie
- [08:05] Dôležité elektrické špecifikácie
- [10:34] Analýza komponentov a dátové listy
- [12:59] Testovanie: Vstupné, výstupné a batériové napätia
- [14:41] Testovanie: Nabíjanie batérie a prerušenie napájania
- [18:27] Testovanie účinnosti s elektronickou záťažou (1A až 2A)
- [21:32] Test termovízie pri záťaži 2A
- [25:01] Podrobné merania účinnosti (100mA až 2A)
- [32:44] Funkcia pinu nízkeho napätia batérie (LBO)
- [34:55] Záver a konečné odporúčanie
Resources & references
No resources yet.
Files📁
No files available.
