Raspberry Pi Battery HAT: инструкция, примеры использования и документация

Используйте плату Waveshare Battery HAT для автономной работы Raspberry Pi и сопутствующих ей устройств. Стандартный форм-фактор HAT позволяет установить Power Bank на малинки формата Model A, Model B и Zero. И вуаля ваше устройство становится портативным.

Waveshare Battery HAT выполнен специально для компьютеров Raspberry Pi. В качестве примера приведем подключение Power Bank’a к малинке Pi 4 Model B.

• 1× Raspberry Pi 4 Model B (в комплект не входит)
• 1× Плата расширения Battery HAT с аккумулятором
• 1× Комплект крепежа

1. Подключите аккумулятор к плате Raspberry Pi Battery HAT через JST-разъём.
2. Закрепите аккумулятор на обратной стороне Battery HAT.
3. Установите полученную конструкцию сверху на малинку. Для жёсткости рекомендуем закрепить полученный бутерброд стойками, винтами и гайками.
4. Кликните один раз по кнопке Standby. В итоге плата расширения Battery HAT включится и запустит одноплатник Raspberry Pi.
5. Это значит, всё получилось и устройство готово к работе. Для выключения Battery HAT, кликните два раза по кнопке Standby.

Элементом питания Power Bank’а выступает литий-полимерный аккумулятор типоразмера 104060, ёмкостью 3000 мА·ч и выходным напряжением 3,7 вольт.

В батарею встроена схема защиты от перегрузки — если ток потребления в цепи питания аккумулятора превысит норму 2,4 A сработает контур предохранителя и устройство выключится в режиме блокировки. Для возобновления штатного режима работы, подключите Power Bank к зарядному устройству через порт USB micro или Type-C.

Li-Pol аккумулятор подключается к плате Battery HAT через разъём JST PH-2, где вступает в силу контроллер заряда SW6106.

За состояние батареи отвечает контролер SW6106 с рядом полезных функций.

В режиме источника энергии:

• Преобразует выходное напряжение 3,7 вольта с Li-pol аккумулятора в штатное напряжение 5 вольт, которые можно получить через выходные разъёмa USB-A и Type-C.
• Отслеживает напряжение и ток батареи в режиме источника энергии.
• Выдаёт статус на индикаторные светодиоды.

В режиме зарядки:

• При питании через micro-USB, преобразует входное напряжение 5 вольт в требуемое напряжение для зарядки Li-pol аккумулятора.
• При питании через Type-C, распознает текущий протокол зарядки: обычная или быстрая. Контроллер преобразует входное напряжение 5 вольт (при обычной зарядке) или 9 вольт (при быстрой зарядке) в требуемое напряжение для зарядки Li-pol аккумулятора. При быстрой зарядки также зажигается светодиод Quick Charge.
• Контролирует напряжение и ток батареи в режиме зарядки.
• Выдаёт статус на индикаторные светодиоды.

За включения и отключение устройства, а точнее за состояния напряжения на выходных разъёмах/контактах, отвечает тактовая кнопка Standby:

• Один клик — включает модуль.
• Два клика — выключает модуль.

Порт USB micro предназначен для обычной зарядки аккумулятора источником напряжения 5 вольт — режим Charge. Для зарядки батареи используйте кабель USB (A — Micro USB) с зарядником на 5 вольт.

Если вы хотите зарядить аккумулятор быстрее, обратите внимания на порт USB Type-C в режиме Quick Charge

Порт USB Type-C может работать в двух вариантах:

• Входной режим — зарядка аккумулятора.
• Выходной режим — источник энергии.

Входной режим означает, что порт будет использоваться для зарядки аккумулятора. USB Type-C поддерживает два вида зарядки:

• Charge — обычная зарядка. Контроллер преобразует входное напряжение 5 вольт в требуемое напряжение для зарядки Li-pol аккумулятора. Для зарядки используйте кабель USB (A — Type C) с зарядником на 5 вольт.
• Quick Charge — быстрая зарядка. Контроллер преобразует входное напряжение 9 вольт в требуемое напряжение для зарядки Li-pol аккумулятора. Для зарядки используйте кабель USB (A — Type C) с блоком питания поддерживающую быструю зарядку.

Выходной режим означает, что порт будет использоваться как автономный источник энергии. В зависимости от подключенного устройства, порт USB Type-C может выдать 5В, 9В или 12В.

Порт USB Type-A позволяет использовать Baterry HAT аналогично штатным Power Bank’ам, т.е. подключать к автономному источнику питания мобильные телефоны, планшеты и другую мультимедийную технику по USB.

Плата расширения Raspberry Battery HAT подключается к одноплатникам Rasperry Pi сверху через входной 40-пиновый разъём.

В режиме источника энергии:

В режиме заряда аккумулятора:

• Модель: Waveshare Li-polymer Battery HAT (SKU 17076)
• Выходное напряжение: 5 В
• Выходной ток: до 1,8 А
• Напряжение зарядки:
  • Обычная зарядка: 5 В
  • Быстрая зарядка: 9 В
• Микросхема управления зарядкой: SW6106
• Протоколы быстрой зарядки:
  • Power Delivery (PD)
  • Quick Charge 3.0 (QC)
  • Fast Charge Protocol (FCP)
  • Pump Express (PE)
  • Spreadtrum Fast Charge (SFCP)
• Входные разъёмы:
  • USB micro для обычной зарядки
  • USB Type-C для обычной и быстрой зарядки
• Выходные разъёмы:
  • USB Type-A
  • USB Type-C
• Тип аккумулятора: Li-Pol (литий-полимерный)
  • Типоразмер: 104060
  • Напряжение: 3,7 В
  • Ёмкость: 3000 мА·ч
• Размеры: 65,2×57×25,7 мм

• Raspberry Pi Li-polymer Battery HAT в магазине
• Векторное изображение модуля
• Datasheet на контроллер заряда SW6106