简介

LattePanda Alpha & Delta UPS Hat是一款外形与引脚与LattePanda Alpha、Delta、3 Delta兼容的UPS扩展板，可以直接安装使用。它使用3节18650锂离子电池作为UPS储能电池，支持TypeC PD和5.5mm DC两种接口的外部供电方式。断电后，3节18650电池直接给LattePanda供电，没有多余的升降压步骤损耗能量，续航时间最长可达8小时。

通过 HID-UPS 协议, LattePanda UPS Hat 可以在操作系统中被识别为电池设备，并使用系统电源管理实现限制性能和自动关机等功能，就像笔记本的内置电池一样。HID-UPS 协议通过Arduino实现并且完全开源。你可以自己编辑更精确的电池电量算法，也可以设定充电电压上限以延长电池寿命。

注意事项

  • 💡 为保证 UPS 正常工作, 请搭配正规品牌容量不低于 3000mA·h 的 3.7V 18650 锂离子电池.

  • 🔋 UPS Hat 已经集成了电池保护, 可以放心使用"平头" 18650 电池, 不需要集成保护板的"尖头" 18650 电池.

  • ⚠ UPS Hat 不支持同为 18650 尺寸的 3.2V 磷酸铁锂电池, 安装错误的电池充电可能导致起火爆炸.

  • 💤 若长时间断电不用, 请从 UPS 上取下电池以免过度放电损坏电池.

技术规格

  • 供电接口:
    • USB TypeC PD协议
      • 电压要求: 15V
      • 功率要求: ≥30W
    • DC Jack 5.5x2.1mm
      • 电压要求: 12~24V
      • 功率要求: ≥30W
  • 电池类型: 3.7V 18650 锂离子电池
  • 充电电流: 1A
  • 兼容主板:
    • LattePanda 3 Delta
    • LattePanda Alpha
    • LattePanda Delta
  • 工作温度: 0~60℃

硬件介绍

硬件介绍1

硬件介绍2

使用说明

准备

Arduino 库安装教程

硬件安装

  1. UPS Hat 安装到位之前, 不要安装锂电池

  2. UPS 电源接口一侧, 与 LattePanda TypeC/RJ45/HDMI 接口一侧对齐
    LattePanda UPS 硬件安装 1

  3. 将 UPS Hat 插入 LattePanda
    LattePanda UPS 硬件安装 2

  4. 检查排针完全按顺序插入, 没有出现悬空或弯曲的针.
    为了预留散热通风空间 UPS Hat 排针较长, 图示为已经安装到位后的外观
    LattePanda UPS 硬件安装 3

  5. 检查安装妥当后, 安装 18650 锂电池, 注意正负极方向.
    LattePanda UPS 硬件安装 4

UPS Hat 安装完成后, 请使用 UPS Hat 上的 USB-C 或 DC 5.5x2.1mm 接口为 LattePanda 供电. 使用 LattePanda 自身的接口供电将无法正常使用 UPS 功能.

软件安装

  1. 请检查已经安装了Arduino IDE, HIDPowerDevice 库, LPUPS 库

  2. 启动Arduino IDE, 打开 UPS 程序: "文件 -> 示例 -> DFRobot_LPUPS -> LPUPS"

  3. 选择对应的开发板型号: "工具 -> 开发板 -> Arduino Leornardo"

  4. 选择对应的开发板端口: "工具 -> 端口 -> COMx"(选择标注为Arduino Leonardo的端口)

  5. 上传示例程序, 稍等片刻可以在系统中看到电池已经被识别. 如果需要进一步设置电脑自动节能和强制休眠的阈值电量, 可以在 Windows 高级电源设置钟进行调节.

LattePanda UPS 电池显示

调节充电限制

锂电池长时间保持 4.2V 满电状态, 内放电电流大, 会导致电池快速损耗. 如果对电池容量没有很高要求, 可以在 Arduino 程序中设置最大充电电压延长电池寿命.

  1. 启动Arduino IDE, 打开"文件 -> 示例 -> DFRobot_LPUPS -> LPUPS"

  2. 找到 uint16_t maxChargeVoltage = 12600; 为最大充电电压设置

  3. uint16_t maxChargeVoltage 单位为 mV, 设置3节锂电池组充电电压. 12600 意为充电电压限制 12.6V, 每节电池最大电压为 12.6V÷3=4.2V.

  4. 修改为 uint16_t maxChargeVoltage = 12000;, 并重新上传 Arduino 程序, 此时当电池组总电压达到 12V 时自动停止充电.

maxChargeVoltage 允许的范围是 11100 ~ 12600, 超过范围的设置不会生效.

常见问题

  • Q: 如果同时连接 UPS HAT 的 5.5x2.1mm DC 和 USB TypeC 供电, 会使用哪一个接口的供电?
    A: 优先从电压更高的接口获取供电. 其中 USB TypeC PD 自动协商为 15V 供电, 5.5x2.1mm DC 接口的电压取决于你所使用的电源适配器规格.

  • Q: 可以将太阳能板或风力发电机等发电设备直接连接到 UPS HAT 上吗?
    A: 理论上只要输入电压在 12~24V 范围内 UPS 都能工作, 但是我们不推荐直接连接太阳能板这样使用. 过于不稳定的电源会导致电池频繁地在充放电之间切换, 可能严重影响电池寿命. 如果要连接太阳能板使用, 应在输入 UPS 前连接一个具备稳压和储能功能的电源管理模块如 SKU:DFR0580.

  • Q: 如果电源适配器供电不足会发生什么?
    A: 适配器功率不足会导致充电缓慢, 无法充电甚至在充电同时消耗电池电量. 请为 UPS 搭配至少 30W 以上的电源适配器, 推荐使用 LattePanda 包装中附带的 45W 电源.

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