Đánh giá về Roottronics LUPS-05 DC 5V 2A UPS cho Arduino và Raspberry Pi sử dụng pin Lithium 18650
Hướng dẫn này đánh giá Roottronics LUPS-05, một bộ nguồn liên tục (UPS) điện áp thấp được thiết kế để giữ cho các dự án 5V của bạn hoạt động liền mạch trong thời gian mất điện. Mô-đun nhỏ gọn này đảm bảo Arduino, Raspberry Pi hoặc các thiết bị điện tử nhạy cảm khác của bạn vẫn hoạt động mà không bị gián đoạn, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng quan trọng khi mất dữ liệu hoặc thời gian chết của hệ thống là điều không thể chấp nhận. Nó chuyển sang nguồn pin một cách thông minh ngay khi nguồn điện chính của bạn bị lỗi, sau đó tự động sạc lại pin khi nguồn điện được khôi phục.
Dưới đây là một vài ứng dụng thực tế cho mô-đun UPS này:
- Trung tâm tự động hóa gia đình: Giữ máy chủ Raspberry Pi hoặc Home Assistant trung tâm hoạt động trực tuyến trong những lần chập chờn điện ngắn.
- Trạm cảm biến từ xa: Đảm bảo bộ ghi dữ liệu và cảm biến môi trường tiếp tục ghi dữ liệu ngay cả khi lưới điện chính không ổn định.
- Hệ thống an ninh: Cung cấp nguồn dự phòng cho hệ thống báo động dựa trên Arduino hoặc camera IP, ngăn ngừa khoảng trống trong giám sát.
- Thiết bị mạng: Cấp nguồn cho bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch mạng để duy trì kết nối internet cho máy tính xách tay và điện thoại trong thời gian mất điện.
- Máy in 3D: Ngăn chặn công việc in bị hỏng do cúp điện, cho phép máy in hoàn thành hoặc tạm dừng một cách nhẹ nhàng.
Tổng quan về phần cứng
LUPS-05 là một bo mạch quản lý nguồn đa năng. Nó nhận đầu vào 5V từ cổng micro USB hoặc đầu nối hai chân chuyên dụng. Nguồn đầu vào này phục vụ hai mục đích: nó cấp nguồn cho thiết bị của bạn ở đầu ra và sạc pin lithium 18650 tích hợp. Khi nguồn đầu vào bị mất, mô-đun ngay lập tức chuyển sang chế độ bộ chuyển đổi tăng áp, nâng điện áp 3.7V của pin lên đầu ra 5V ổn định. Mô hình này được đánh giá cho dòng điện liên tục lên đến 2A. Một phiên bản 12V cũng có sẵn, sử dụng giắc cắm thùng cho đầu ra thay vì cổng USB-A.
Các thành phần phần cứng
Mô-đun được xây dựng xung quanh một số thành phần chính xử lý sạc, chuyển đổi nguồn và bảo vệ. Dưới đây là phân tích về các bộ phận chính:
- TP4056 (Bộ sạc pin): Bộ sạc lithium-ion tuyến tính độc lập quản lý việc sạc pin 18650 với dòng sạc mặc định khoảng 230mA.
- LM393 (Bộ so sánh kép): Được sử dụng cho các chức năng giám sát và bảo vệ, như phát hiện điện áp thấp và quá dòng.
- 8205A (MOSFET kép): Hoạt động như một công tắc bảo vệ, có khả năng xử lý dòng điện cao và ngắt kết nối pin trong điều kiện lỗi.
- Bộ chuyển đổi tăng áp: Một mạch (bao gồm cuộn cảm và tụ điện) nâng điện áp 3.3-4.2V từ pin lên đầu ra 5V ổn định.
- Công tắc nguồn: Một công tắc vật lý để bật hoặc tắt đầu ra của mô-đun.
- Cổng đầu ra USB-A: Cổng USB tiêu chuẩn nơi bạn kết nối cáp nguồn của thiết bị.
- Đầu vào Micro USB: Cổng chính để cung cấp nguồn đầu vào 5V.
- Đầu nối đầu vào 2 chân: Một cách thay thế để kết nối nguồn 5V bên ngoài.
- Chân LBO: Chân "Đầu ra pin yếu" có thể được sử dụng để báo hiệu cho vi điều khiển khi pin ở mức cực kỳ thấp.
Hướng dẫn đấu dây
Việc đấu dây LUPS-05 rất đơn giản, nhưng điều quan trọng là phải tuân theo các quy tắc nguồn đầu vào để tránh làm hỏng mô-đun. Đầu ra đơn giản như cắm cáp USB.
Dưới đây là cách kết nối mọi thứ:
- Đầu vào nguồn: Bạn có hai tùy chọn để cung cấp nguồn 5V. Chỉ chọn một:
- Kết nối cáp micro USB tiêu chuẩn với cổng micro USB của mô-đun.
- Kết nối nguồn 5V đã được điều chỉnh với đầu nối hai chân, tuân thủ đúng cực tính (dương và âm).
- Pin: Lắp một pin lithium-ion 18650 vào giá đỡ. Mô-đun sẽ tự động xử lý việc sạc và xả.
- Đầu ra nguồn: Kết nối cáp USB từ cổng USB-A của mô-đun với thiết bị của bạn (ví dụ: Arduino hoặc Raspberry Pi).
Cảnh báo: Không bao giờ cấp nguồn đồng thời từ cả cổng micro USB và các chân đầu nối. Điều này có thể làm hỏng bo mạch.
Giải thích mã
Không cần mã để sử dụng mô-đun UPS này như một nguồn cấp điện độc lập. Nó hoạt động hoàn toàn bằng phần cứng. Tuy nhiên, chân LBO (Đầu ra pin yếu) là một tính năng có giá trị cho các dự án cần phản ứng với trạng thái pin yếu. Chân này là đầu ra cực thu hở sẽ chuyển xuống MỨC THẤP khi pin gần cạn, cung cấp cho bạn cảnh báo trước khi mô-đun tắt hoàn toàn.
Để sử dụng tính năng này, bạn sẽ kết nối chân LBO với chân đầu vào kỹ thuật số trên vi điều khiển của bạn (ví dụ: Arduino). Bạn cũng sẽ cần một điện trở kéo lên (thường là 10kΩ) từ chân đó đến 5V. Mã của bạn sau đó sẽ giám sát chân này. Khi nó đọc ở mức THẤP, chương trình của bạn có thể thực hiện chuỗi tắt máy an toàn, chẳng hạn như lưu dữ liệu vào thẻ SD hoặc gửi thông báo, trước khi mất nguồn.
Trình diễn dự án trực tiếp
Trong video, người đánh giá thực hiện một loạt các bài kiểm tra để xác minh hiệu suất của mô-đun. Đầu tiên, anh ấy chứng minh rằng điện áp đầu ra vẫn ổn định ở mức 5.32V khi được cấp nguồn từ đầu vào và khi chuyển sang nguồn pin, cho thấy không có sự gián đoạn trong quá trình chuyển đổi. Bài đánh giá sau đó chuyển sang kiểm tra hiệu suất bằng cách sử dụng tải điện tử, đo hiệu suất ở các mức dòng điện khác nhau từ 100mA đến tối đa 2A. Kết quả cho thấy phạm vi hiệu suất từ 71% đến 83%, với hiệu suất cao nhất quan sát được ở dòng điện thấp hơn (400-500mA).
Một bài kiểm tra hình ảnh nhiệt cũng được thực hiện khi mô-đun đang cung cấp dòng 2A. Điểm nóng nhất trên bo mạch chỉ đạt 44°C, cho thấy mô-đun hoạt động rất mát, điều này rất tốt cho độ tin cậy và tuổi thọ. Người đánh giá cũng đo dòng điện tiêu thụ ở trạng thái không tải của mô-đun, chỉ ở mức thấp 37mA, phù hợp cho các ứng dụng chạy bằng pin.
Các chương
- [00:00] Giới thiệu và Tổng quan Sản phẩm
- [01:29] Ví dụ về Trường hợp Sử dụng với Arduino
- [03:14] Giá cả và Tùy chọn Sản phẩm trên Website
- [04:32] Mở hộp và Kích thước Vật lý
- [05:16] Các Tính năng Chính và Thông số Kỹ thuật
- [08:05] Thông số Điện Quan trọng
- [10:34] Phân tích Linh kiện và Bảng Dữ liệu
- [12:59] Kiểm tra: Điện áp Đầu vào, Đầu ra và Pin
- [14:41] Kiểm tra: Sạc Pin và Ngắt Nguồn
- [18:27] Kiểm tra Hiệu suất với Tải Điện tử (1A đến 2A)
- [21:32] Kiểm tra Hình ảnh Nhiệt ở Tải 2A
- [25:01] Đo Hiệu suất Chi tiết (100mA đến 2A)
- [32:44] Tính năng Chân Đầu ra Pin Yếu (LBO)
- [34:55] Kết luận và Khuyến nghị Cuối cùng
Tài nguyên & tài liệu tham khảo
Chưa có tài nguyên nào.
Tập tin📁
Không có tệp nào khả dụng.
