“Power Management HAT”的版本间的差异
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=产品概述= | =产品概述= | ||
我是一款树莓派电源管理控制板,能控制树莓派开机、关机(软件关机)、定时开机、定时关机、检测树莓派工作状态、测量工作电流,测量外接锂电池电压。 | 我是一款树莓派电源管理控制板,能控制树莓派开机、关机(软件关机)、定时开机、定时关机、检测树莓派工作状态、测量工作电流,测量外接锂电池电压。 | ||
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*板载CP2102芯片,可实现对Arduino一键下载,同时支持查看串口数据。 | *板载CP2102芯片,可实现对Arduino一键下载,同时支持查看串口数据。 | ||
*板载自定义按键,可作为电源键使用,实现树莓派的开机,软件关机,强制关机。 | *板载自定义按键,可作为电源键使用,实现树莓派的开机,软件关机,强制关机。 | ||
− | * | + | *提供电源防反接,防倒灌机制,充分保证电路的安全。 |
*可通过USB接口供电(5V),也可通过外接锂电池供电(2S~4S,7.4V~14.8V),或外接DC 供电(7.0~28V)。 | *可通过USB接口供电(5V),也可通过外接锂电池供电(2S~4S,7.4V~14.8V),或外接DC 供电(7.0~28V)。 | ||
*配套电池及电池盒,可提供2S,7.4V电源,可提供容量达2200 * 2mAh。 | *配套电池及电池盒,可提供2S,7.4V电源,可提供容量达2200 * 2mAh。 | ||
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==工作原理== | ==工作原理== | ||
控制树莓派关机工作原理:<br /> | 控制树莓派关机工作原理:<br /> | ||
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打开树莓派终端窗口,分别执行以下命令,即可配置关机协议:<br /> | 打开树莓派终端窗口,分别执行以下命令,即可配置关机协议:<br /> | ||
*下载shell脚本<br /> | *下载shell脚本<br /> | ||
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*给shell脚本执行权限 | *给shell脚本执行权限 | ||
执行 | 执行 | ||
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执行结果如下图所示,当提示Would you like to reboot now? y/n时,输入y,表示重启树莓派(必须重启树莓派该操作才有效,如果树莓派未重启,必须手动重启树莓派后方生效)。<br /> | 执行结果如下图所示,当提示Would you like to reboot now? y/n时,输入y,表示重启树莓派(必须重启树莓派该操作才有效,如果树莓派未重启,必须手动重启树莓派后方生效)。<br /> | ||
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===Windows PC端准备工作=== | ===Windows PC端准备工作=== | ||
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器件包可以从Gihub下载地址下载,也可以从微雪官网下载,下载完成后,将下载后Power Management HAT文件夹'''(该文件夹还含有子文件夹Power Management HAT)'''复制到Arduino安装路径下的hardware文件夹下,如下图所示,执行完该步骤后则可以使用Arduino IDE来开发Power Management HAT了。<br /> | 器件包可以从Gihub下载地址下载,也可以从微雪官网下载,下载完成后,将下载后Power Management HAT文件夹'''(该文件夹还含有子文件夹Power Management HAT)'''复制到Arduino安装路径下的hardware文件夹下,如下图所示,执行完该步骤后则可以使用Arduino IDE来开发Power Management HAT了。<br /> | ||
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*Arduino IDE开发环境相关配置<br /> | *Arduino IDE开发环境相关配置<br /> | ||
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*Power Management HAT采用USB供电 | *Power Management HAT采用USB供电 | ||
*Power Management HAT采用配套锂电池盒供电,或另选其它DC电源供电(可选DC电源电压范围为7V-28V) | *Power Management HAT采用配套锂电池盒供电,或另选其它DC电源供电(可选DC电源电压范围为7V-28V) | ||
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==演示== | ==演示== | ||
===一键开关机(ButtonBoot=== | ===一键开关机(ButtonBoot=== | ||
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;固件功能 | ;固件功能 | ||
*若树莓派已关机: | *若树莓派已关机: | ||
− | *按下电源键,树莓派将开机 | + | **按下电源键,树莓派将开机 |
*若树莓派已开机: | *若树莓派已开机: | ||
− | *长按电源键2秒以上,但小于8秒,树莓派将先软件关机,软件关机后将切断树莓派电源。 | + | **长按电源键2秒以上,但小于8秒,树莓派将先软件关机,软件关机后将切断树莓派电源。 |
− | *长按电源键8秒以上,将直接切断树莓派电源。 | + | **长按电源键8秒以上,将直接切断树莓派电源。 |
===电流检测(MeasureCurrent)=== | ===电流检测(MeasureCurrent)=== | ||
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===文档=== | ===文档=== | ||
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===程序=== | ===程序=== | ||
*[https://{{SERVERNAME}}/wiki/File:PowerManagementHAT.7z Arduino器件包] | *[https://{{SERVERNAME}}/wiki/File:PowerManagementHAT.7z Arduino器件包] | ||
+ | *[https://www.waveshare.net/w/upload/9/96/Power-Management-HAT-master.zip 示例程序] | ||
*[https://github.com/waveshare/Power-Management-HAT Github] | *[https://github.com/waveshare/Power-Management-HAT Github] | ||
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</div> | </div> | ||
− | <div class="tabbertab" title="FAQ"> | + | <div class="tabbertab" title="FAQ" id="myfaq"> |
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+ | <h1>FAQ</h1> | ||
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+ | {{FAQ|最大的输出电流多少| | ||
+ | 实际由于电池限制,最大输出电流仅能达到1.8A左右。 | ||
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{{Power Management HAT_FAQ}} | {{Power Management HAT_FAQ}} | ||
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− | <div class="tabbertab" title="售后"><br />{{Service15}}</div> | + | <div class="tabbertab" title="售后" id="mysupport"> |
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+ | <h1>技术支持</h1> | ||
+ | <br />{{Service15}}</div> | ||
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2022年10月12日 (三) 14:15的最新版本
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说明
产品概述
我是一款树莓派电源管理控制板,能控制树莓派开机、关机(软件关机)、定时开机、定时关机、检测树莓派工作状态、测量工作电流,测量外接锂电池电压。
特点
- 板载MCU(ATmega328P),支持Arduino编程。
- 板载RTC时钟芯片(PCF8523),可提供精准时间控制。
- 板载CP2102芯片,可实现对Arduino一键下载,同时支持查看串口数据。
- 板载自定义按键,可作为电源键使用,实现树莓派的开机,软件关机,强制关机。
- 提供电源防反接,防倒灌机制,充分保证电路的安全。
- 可通过USB接口供电(5V),也可通过外接锂电池供电(2S~4S,7.4V~14.8V),或外接DC 供电(7.0~28V)。
- 配套电池及电池盒,可提供2S,7.4V电源,可提供容量达2200 * 2mAh。
- 可对外接电池电压进行检测,对工作电流进行检测,可编程即时切断电源以确保锂电池的工作寿命。
- 提供完善的配套资料手册,提供丰富的电源管理与控制的Arduino例程。
参数
- 通信接口:UART, GPIO(自定义协议)
- 主控芯片:ATmega328P-AU
- 通信接口:UART + GPIO
- 通信波特率:默认115200bps (可程序设置其他波特率)
- 供电方式:USB接口 或 PH2.0接口
- USB接口电压:5V
- PH2.0接口电压:DC 7~28V (稳压电源或锂电池)
- 内置电路:电源防反接、防倒灌电流、电流检测、电压检测
- 产品尺寸:56.5mm x 65mm
- 固定孔直径:3.0mm
产品使用
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。
工作原理
控制树莓派关机工作原理:
Arduino(ATmega328P)通过2个GPIO连接树莓派的两个GPIO,自定义如下通信协议:
树莓派端 | ||
树莓派GPIO (BCM) |
连接 Arduino | 逻辑功能 |
GPIO20 | PC3 | 输入,当检测到高电平时,执行关机命令,开机状态下应当检测到低 电平。 |
GPIO21 | PD7 | 输出,当输出高电平时,表示树莓派已开机,当关机后,将输出低电 平。 |
Arduino端 | ||
Arduino GPIO | 连接 树莓派GPIO (BCM) |
逻辑功能 |
PC3 | GPIO20 | 输出,当输出高电平时,树莓派检测到后将执行关机命令,开机 状态下应当输出低电平。 |
PD7 | GPIO21 | 输入,当检测到高电平时,表示树莓派已开机,关机状态 下应当检测到低电平。 |
树莓派端实现该协议:
- 开机:在开机后将GPIO21置为高电平。
- 关机:不断检测GPIO20的输入电平,当输入为高电平时,执行关机指令,关机后GPIO21将自动置为低电平。
Arduino(ATmega328P)端实现该协议:
- 开机:将PC3置为低电平,接通树莓派电源,树莓派开机,检测PD7输入电平,当输入为高电平时,表示树莓派已成功开机。
- 关机:将PC3置为高电平,树莓派检测到后将执行关机指令,检测PD7输入电平,当输入为低电平时,表明树莓派已成功关机,切断树莓派电源。
基础准备工作
树莓派端准备工作
关机协议配置:
打开树莓派终端窗口,分别执行以下命令,即可配置关机协议:
- 下载shell脚本
wget https://www.waveshare.net/w/upload/4/44/Power-Management-HAT.zip unzip Power-Management-HAT.zip cd Power-Management-HAT
- 给shell脚本执行权限
执行
sudo chmod a+x Power-Management-HAT-Setup.sh
- 执行shell脚本
执行
sudo ./Power-Management-HAT-Setup.sh
执行结果如下图所示,当提示Would you like to reboot now? y/n时,输入y,表示重启树莓派(必须重启树莓派该操作才有效,如果树莓派未重启,必须手动重启树莓派后方生效)。
注意:须注意查看上述的操作执行后是否有报错,有报错根据提示修正后再继续。
Windows PC端准备工作
- 安装Arduino IDE
下载完成后,直接点击下一步即可安装,记住安装路径,安装路径将在下一步中用到。
- 安装Power Management HAT器件包
器件包可以从Gihub下载地址下载,也可以从微雪官网下载,下载完成后,将下载后Power Management HAT文件夹(该文件夹还含有子文件夹Power Management HAT)复制到Arduino安装路径下的hardware文件夹下,如下图所示,执行完该步骤后则可以使用Arduino IDE来开发Power Management HAT了。
- Arduino IDE开发环境相关配置
首先,重启Arduino IDE,将Power Management Hat的USB连接至电脑,选择相应的串口:
最后,即可看到关于Power Management HAT相关的例程如下图所示,后续章节将讲解相关例程的使用:
供电准备
- Power Management HAT插入到树莓派引脚
- Power Management HAT将为树莓派供电,树莓派无需再供电
- Power Management HAT采用以下一种方式供电,若同时供电,将自动选择USB供电
- Power Management HAT采用USB供电
- Power Management HAT采用配套锂电池盒供电,或另选其它DC电源供电(可选DC电源电压范围为7V-28V)
演示
一键开关机(ButtonBoot
- 设置过程
- 将Power Management HAT (后面统称为PM HAT)上的跳线帽插到A
- 连接PM HAT的USB接口到电脑
- 打开Arduino IDE软件(需先配置好PM HAT环境)
- 打开ButtonBoot例程,编译,下载(可以根据实际需求,修改开关机按键识别时间)
- 将DEBUG开关拨到另一端
- 可调参数如下:
参数 | 含义 | 默认值 |
SHUTDOWN_TIME_MS | 长按时间超过该阈值将软件关机。 | 2000 |
CUT_POWER_TIME_MS | 长按时间超过该阈值将切断电源。 | 8000 |
USE_CURRENT_TO_CHECK_PI_STATUS | 是否使用工作电流来判断树莓派的工作状态,默认采 用软件来判断树莓派的工作状态。 |
0 |
CURRENT_THRESHOLD_MA | 工作电流小于该阈值将判定为已关机,默认无效。 | 85 |
- 固件功能
- 若树莓派已关机:
- 按下电源键,树莓派将开机
- 若树莓派已开机:
- 长按电源键2秒以上,但小于8秒,树莓派将先软件关机,软件关机后将切断树莓派电源。
- 长按电源键8秒以上,将直接切断树莓派电源。
电流检测(MeasureCurrent)
- 设置过程
- 连接PM HAT的USB接口到电脑
- 打开Arduino IDE软件(需先配置好PM HAT环境)
- 打开MeasureCurrent例程,编译,下载
- 将DEBUG开关拨到另一端
- 可调参数如下:
参数 | 含义 | 默认值 |
SHUTDOWN_TIME_MS | 长按时间超过该阈值将软件关机。 | 2000 |
CUT_POWER_TIME_MS | 长按时间超过该阈值将切断电源。 | 8000 |
- 固件功能
- 若树莓派已关机:按下电源键,树莓派将开机
- 若树莓派已开机:
- 长按电源键2秒以上,但小于8秒,树莓派将先软件关机,软件关机后将切断树莓派电源
- 长按电源键8秒以上,将直接切断树莓派电源
- 打开串口终端,可查看到树莓派开机与关机状态的工作电流
- 如果将跳线帽插到A,打开IDE的串口监视器查看电流情况
- 如果将跳线帽插到B,在树莓派上用minicom插件查看电流情况
电压检测+低电压自动关机(MeasureVoltage_ShutdownInLowVoltage)
- 设置过程
- 连接PM HAT的USB接口到电脑
- 打开Arduino IDE软件(需先配置好PM HAT环境)
- 打开MeasureVoltage_ShutdownInLowVoltage例程,编译,下载
- 将DEBUG开关拨到另一端
- 可调参数如下:
参数 | 含义 | 默认值 |
SHUTDOWN_TIME_MS | 长按时间超过该阈值将软件关机。 | 2000 |
CUT_POWER_TIME_MS | 长按时间超过该阈值将切断电源。 | 8000 |
ON_VOLTAGE_VOLT | 开机最低电压 | 6.6 |
OFF_VOLTAGE_VOLT | 低电压关机阈值 | 6.3 |
FORCE_OFF_VOLTAGE_VOLT | 紧急低电压关机阈值 | 5.8 |
LOW_VOLTAGE_TIME _MS | 低电压关机等待时间 | 30000 |
OVERRIDE_TIME _MS | 低电压续航延长时间 | 3600000 |
说明:当电压低于OFF_VOLTAGE时,如果在LOW_VOLTAGE_TIME_IN_MS时间内,按下电源按键,开机时间将延长OVERRIDE_TIME_IN_MS毫秒,但当电压低于FORCE_OFF_VOLTAGE时,将立刻让树莓派软件关机,并切断树莓派电源;当电压高于ON_VOLTAGE时,将重新供电使得树莓派开机。
注意:单节锂电池的电压在3.0V~4.2V左右,可通过锂电池电压粗略估计电池电量,4.2V的锂电池表示已充满,3.0V左右的锂电池表示电量很低,锂电池大多数时间工作在3.7V;如果单节锂电池电压低于3.0V,则可能造该锂电池永久损毁。
如果采用外接锂电池的方式给Power Management HAT供电,由于Power Management HAT不具有升压功能,则至少需要两节锂电池(包)串联,提供5V以上的电源,此时,请根据具体电池串联的数量设置相应的电压数据,可参考下表提供的数据(如果采用配套锂电池盒的方式给Power Management HAT供电,则请选择2S的参数):
1S(不支持) | 2S(1S*2) | 3S(1S*3) | 4S(1S*4) | |
ON_VOLTAGE_VOLT | 3.3 | 6.6 | 9.9 | 13.2 |
OFF_VOLTAGE_VOLT | 3.15 | 6.3 | 9.45 | 12.6 |
FORCE_OFF_VOLTAGE_VOLT | 2.9 | 5.8 | 8.7 | 11.6 |
- 固件功能
- 若树莓派已关机:
ο 按下电源键,树莓派将开机
- 若树莓派已开机:
ο 长按电源键2秒以上,但小于8秒,树莓派将先软件关机,软件关机后将切断树莓派电源
ο 长按电源键8秒以上,将直接切断树莓派电源
- 若电压低于设定的阈值,将自动关机。
规定时间段处于开机状态(PowerOnInAPeriodTime)
- 设置过程
- 连接PM HAT的USB接口到电脑
- 打开Arduino IDE软件(需先配置好PM HAT环境)
- 打开PowerOnInAPeriodTime例程,编译,下载
- 将DEBUG开关拨到另一端
- 可调参数如下:
参数 | 含义 | 默认值 |
WAKE_UP_START_HOUR | 开机时间点-小时 | 8 |
WAKE_UP_START_MINUTE | 开机时间点-分钟 | 30 |
SLEEP_START_HOUR | 关机时间点-小时 | 18 |
SLEEP_START_MINUTE | 关机时间点-小时 | 30 |
- 固件功能
周期性地处于开机状态(PowerOnPeriodicallyOnTimer)
- 设置过程
- 连接PM HAT的USB接口到电脑
- 打开Arduino IDE软件(需先配置好PM HAT环境)
- 打开PowerOnPeriodicallyOnTimer例程或PowerOnPeriodicallyOnAlarm例程,编译,下载
- 将DEBUG开关拨到另一端
- 例程区别及可调参数如下:
例程 | PowerOnPeriodicallyOnTimer | PowerOnPeriodicallyonAlarm |
区别 | 通过定时器唤醒树莓派 | 通过RTC闹钟定时唤醒树莓派 |
特点 | 简洁,但是定时器精度差 | 精度相对较高 |
PowerOnPeriodicallyOnTimer | ||
参数 | 含义 | 默认值 |
PERIODIC_TIMER_TIMEBASE | 周期单位 | eTB_MINUTE |
PERIODIC_TIMER_VALUE | 周期数值 | 10 |
RPI_STAY_AWAKE_TIME _MS | 开机时长 | 60000 |
PowerOnPeriodicallyOnAlarm | ||
参数 | 含义 | 默认值 |
RPI_WAKE_UP_CYCLE _MINUTE | 周期数值 | 10 |
RPI_STAY_AWAKE_TIME _MS | 开机时长 | 60000 |
CURRENT_THRESHOLD_MA | 阈值电流(工作电流低于该阈值判定为关机状态) | 110 |
- 固件功能
- 树莓派将周期性地处于开机状态
规定时间段周期性地处于开机状态(PowerOnPeriodicallyOnTimerInAPeriodTime)
- 设置过程
- 连接PM HAT的USB接口到电脑
- 打开Arduino IDE软件(需先配置好PM HAT环境)
- 打开PowerOnPeriodicallyOnTimerInAPeriodTime例程,编译,下载
- 将DEBUG开关拨到另一端
- 可调参数如下
PowerOnPeriodicallyOnAlarm | ||
参数 | 含义 | 默认值 |
PERIODIC_TIMER_TIMEBASE | 周期单位 | eTB_MINUTE |
PERIODIC_TIMER_VALUE | 周期数值 | 5 |
RPI_STAY_AWAKE_TIME _MS | 开机时长 | 60000 |
WAKE_UP_START_HOUR | 开机时间点-小时 | 8 |
WAKE_UP_START_MINUTE | 开机时间点-分钟 | 30 |
SLEEP_START_HOUR | 关机时间点-小时 | 18 |
SLEEP_START_MINUTE | 关机时间点-小时 | 30 |
- 固件功能
- 树莓派将在规定时间段周期性地处于开机状态
资料
文档
程序
软件
数据手册
相关链接
FAQ
实际由于电池限制,最大输出电流仅能达到1.8A左右。
看接入的电池容量大小,和板子带负载整体功耗的,比如电池如果是1000mAH,接到板子如果电池平均放电电流是500mA,就大约是2h。 配套的电池总电量大概在1000mAH左右,正常使用一般在2h左右。