CHESTER-X10
CHESTER-X10 je rozšiřující modul se záložním napájením a nabíječkou jednoho článku Li-Po na desce pro platformu CHESTER.
Přehled modulu
Modul CHESTER-X10 napájí základní desku CHESTER z externí linky 5-28 V DC připojené na VIN a při výpadku tohoto napájení ji udrží v provozu. Snižující měnič TPS62933 na desce vytváří pevnou větev 5 V, ze které se napájí základní deska i nabíječka MCP73833 pro jeden článek Li-Po / Li-Ion. Výstup měniče a baterie jsou na napájení základní desky spojené přes diodové OR (Schottkyho diody PMEG6010ELR). Dokud je na VIN napětí, běží základní deska z větve 5 V a baterie se nabíjí; když VIN vypadne, baterie napájení plynule převezme. Stejnosměrný vstup chrání Schottkyho dioda (PMEG060T030ELPEZ).
12bitový převodník ADC TLA2024 na desce, čtený po I²C, měří přes přesné děliče vstupní napětí (VIN) a napětí baterie (BAT+), takže firmware může sledovat stejnosměrný vstup i stav nabití baterie. Modul se dodává s chráněným jednočlánkovým akumulátorem Li-Po a nabíjí ho proudem 450 mA.
Klíčové vlastnosti
- Záložní napájení: Diodové OR mezi stejnosměrným vstupem a baterií udrží základní desku CHESTER napájenou i při výpadku externího zdroje.
- Široký stejnosměrný vstup: Externí napájení 5-28 V DC na VIN přes snižující měnič TPS62933 na desce.
- Nabíjení Li-Po: Nabíječka MCP73833 na desce pro jeden článek Li-Po / Li-Ion proudem 450 mA.
- Baterie v balení: Chráněný jednočlánkový akumulátor Li-Po 3,7 V / 2000 mAh je součástí balení.
- Monitorování napětí na desce: 12bitový ADC na I²C (TLA2024) měří vstupní napětí a napětí baterie.
- Ochrana vstupu: Schottkyho dioda na stejnosměrném vstupu.
- Rozhraní k hostu po I²C: K základní desce CHESTER se připojuje standardní sběrnicí I²C.
Typické aplikace
- Nepřerušovaný provoz: Chod zařízení CHESTER bez přerušení i při výpadku sítě nebo stejnosměrného napájení.
- Odlehlé lokality bez sítě: Vyrovnání nestálého stejnosměrného zdroje, například solárního panelu nebo sběru energie (energy harvesting).
- Instalace s externím napájením: Provoz zařízení CHESTER z průmyslové stejnosměrné linky se zálohou z baterie.
- Monitorování se záložní baterií: Aplikace, které potřebují sledovat vstupní napětí i stav nabití baterie.
Technické parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Typ modulu | Záložní napájení s nabíječkou jednoho článku Li-Po |
| Napájecí vstup (VIN) | 5-28 V DC |
| Napájecí výstup | Pevných 5 V, napájí základní desku CHESTER |
| Typ baterie | Jeden článek Li-Po / Li-Ion, 3,7 V, s integrovaným ochranným obvodem |
| Nabíjecí proud | 450 mA |
| Min. doporučená kapacita baterie | 1000 mAh |
| Monitorování napětí | 12bitový ADC na I²C (TLA2024) na desce, měří VIN a napětí baterie |
| Rozhraní k hostu | I²C |
| Přiložená baterie | LP103454-PCM-LD, 3,7 V / 2000 mAh (56,0 × 34,5 × 10,3 mm) |
| Rozhraní desky | Půlené prokovené otvory (castellated) na dvou protilehlých hranách, deska je připájená k základní desce CHESTER |
| Revize hardwaru | R1.1 |
Klíčové součástky
| Součástka | Typové označení | Popis |
|---|---|---|
| Snižující měnič | TPS62933 | Snižující měnič (step-down), vstup 5-28 V DC, výstup 5 V |
| Nabíječka baterie | MCP73833 | Lineární nabíječka jednoho článku Li-Po / Li-Ion (450 mA) |
| ADC pro monitorování napětí | TLA2024 | 12bitový 4kanálový ADC na I²C (adresa 0x49); měří VIN a napětí baterie |
| Ochrana vstupu | PMEG060T030ELPEZ / PMEG6010ELR | Schottkyho diody (ochrana vstupu a diodové OR napájecích cest) |
Zapojení pinů
Modul používá standardizované rozvržení konektoru kompatibilní se slotem pro rozšiřující moduly CHESTER.
Zobrazené zapojení pinů platí pro základní desku CHESTER-M CGLS.
Zapojení konektoru CHESTER-X10
| Pin | Signál | Typ | Popis |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | Zem | Systémová zem |
| 2 | BAT- | Baterie | Záporný pól baterie (*) |
| 3 | BAT- | Baterie | Záporný pól baterie (*) |
| 4 | BAT+ | Baterie | Kladný pól baterie (*) |
| 5 | BAT+ | Baterie | Kladný pól baterie (*) |
| 6 | GND | Zem | Systémová zem |
| 7 | GND | Zem | Systémová zem |
| 8 | VIN | Napájecí vstup | Vstup externího stejnosměrného napájení (5-28 V DC) |
*Poznámka: Používejte pouze jednočlánkovou baterii Li-Po (nebo Li-Ion) 3,7 V s integrovaným ochranným obvodem. Baterii nezkratujte! Oba piny BAT- i oba piny BAT+ jsou vnitřně spojené (zdvojené kvůli proudové zatížitelnosti).
Modul CHESTER-X10 napájí základní desku CHESTER přes slot modulu. Externí napájení 5-28 V DC na VIN (pin 8) vede do snižujícího měniče TPS62933 na desce, jehož pevný výstup 5 V napájí základní desku a nabíjí baterii připojenou na BAT+ / BAT-. Při výpadku externího napájení drží základní desku v provozu baterie.
Rozhraní k hostu (I²C)
Modul CHESTER-X10 komunikuje se základní deskou CHESTER po standardní sběrnici I²C. Převodník ADC TLA2024 na desce má adresu I²C 0x49 a firmware z něj čte vstupní napětí a napětí baterie:
| Kanál ADC | Měřený signál | Dělič |
|---|---|---|
| AIN0 | VIN (vstupní napětí) | 330 kΩ / 22 kΩ |
| AIN1 | BAT+ (napětí baterie) | 1 MΩ / 1 MΩ |
Připojení baterie a napájení
Externí stejnosměrné napájení připojte na VIN (pin 8) a GND (pin 1, 6 nebo 7) a chráněnou jednočlánkovou baterii Li-Po / Li-Ion na BAT+ (pin 4 nebo 5) a BAT- (pin 2 nebo 3).
Používejte pouze jednočlánkovou baterii Li-Po / Li-Ion 3,7 V s integrovaným ochranným obvodem a baterii nikdy nezkratujte. Doporučená kapacita baterie je alespoň 1000 mAh.
Dokud je připojené externí napájení, běží základní deska z výstupu 5 V snižujícího měniče a baterie se nabíjí proudem 450 mA. Když se externí napájení odpojí nebo vypadne, napájí baterie základní desku dál přes diody napájecí cesty modulu, takže napájení se nepřeruší.
Průchod krabičkou
Kabel stejnosměrného napájení lze do krabičky přivést dvěma způsoby:
- Kabelová vývodka (výchozí): vodiče protáhnete vývodkou ve stěně krabičky a zapojíte na VIN a GND.
- Panelový konektor (na vyžádání): uživatel napájecí kabel jen zapojí do konektoru ve stěně krabičky a uvnitř nezůstane žádná volná kabeláž. Dodáváme na vyžádání.
Kompatibilní konfigurace CHESTER
Modul CHESTER-X10 lze použít s různými konfiguracemi základních desek CHESTER. Níže jsou příklady kompatibilních sestav:
CHESTER-M (CGLS)
CHESTER-C4
Použití s CHESTER SDK
V CHESTER SDK se modul CHESTER-X10 používá přes shield ctr_x10, nebo přes funkci hardware-chester-x10 nástroje Project Generator.
Schémata
Kompletní schéma napájení, nabíječky a převodníku ADC pro monitorování napětí je k dispozici jako PDF:
Výkres modulu
