Αυτό το άρθρο θα δείξει διάφορους τρόπους τροφοδοσίας του Raspberry Pi Pico &; Pico W με μπαταρίες. Τόσο οι επαναφορτιζόμενες όσο και οι μη επαναφορτιζόμενες μπαταρίες θα συζητηθούν μαζί με τα κυκλώματα φόρτισης/εκφόρτισης. Η τροφοδοσία του Raspberry Pi Pico/Pico W με μπαταρίες σάς επιτρέπει να παίρνετε τα έργα σας μαζί σας εν κινήσει. Η φορητή ισχύς σάς επιτρέπει να αναπτύξετε το Raspberry Pi Pico σε τοποθεσίες όπου μια σταθερή πηγή ενέργειας ενδέχεται να μην είναι άμεσα διαθέσιμη. Αυτό είναι ανεκτίμητο για εφαρμογές όπως η περιβαλλοντική παρακολούθηση ή η συλλογή δεδομένων στο πεδίο μέσω δικτύων αισθητήρων.

Οι ακόλουθοι τύποι μπαταριών θα χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία του Pico W σε αυτόν τον οδηγό:

• 18650 Lithiuim-ion.
• Μπαταρία 9V.
• Μπαταρίες AAA &; AA.
• Μπαταρίες μολύβδου οξέος (6V, 12V, 24V κ.λπ.).

Εάν ενδιαφέρεστε για την τεχνολογία wearable, το Raspberry Pi Pico που τροφοδοτείται από μπαταρίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία φορητών συσκευών και ιχνηλατών υγείας. Αν και μια τράπεζα ισχύος μπορεί να τροφοδοτήσει το RPi Pico με μπαταρίες, μπορεί να είναι υπερβολικό και δαπανηρό σε ορισμένες περιπτώσεις. Θα εμβαθύνουμε στις διάφορες τεχνικές και ζητήματα που σας επιτρέπουν να χρησιμοποιείτε το Raspberry Pi Pico χωρίς το καλώδιο USB.

Πώς να τροφοδοτήσετε το Raspberry Pi Pico χωρίς να χρησιμοποιήσετε θύρα USB

Ας κατανοήσουμε τις ενσωματωμένες ακίδες και το κύκλωμα τροφοδοσίας στο Raspberry Pi Pico &; Pico W. Ρίξτε μια ματιά στο pinout των ακίδων που σχετίζονται με την ισχύ στο Raspberry Pi Pico &; Pico W που σημειώνονται με κόκκινο χρώμα:

Ορισμοί καρφιτσών:

• VBUS (PIN 40): Αυτός ο ακροδέκτης συνδέεται στη θύρα micro-USB και επιτρέπει την τροφοδοσία του Pico W. Δέχεται τάση στην περιοχή από 4.5V έως 5.5V
• VSYS (PIN 39): Πείρος για την τάση εισόδου του κύριου συστήματος. Η τάση εισόδου μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 1.8V έως 5.5V. Αυτή η τάση χρησιμοποιείται από το ενσωματωμένο SMPS για την παραγωγή 3.3V για την τροφοδοσία του μικροελεγκτή RP2040 και των GPIO.
• 3V3_EN (PIN 37): Χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του ενσωματωμένου SMPS για 3,3V. Τραβιέται ψηλά στον πείρο VSYS χρησιμοποιώντας μια αντίσταση 100kΩ.
• 3V3 (OUT) (PIN 36): Εξάγει μια ρυθμιζόμενη τάση 3.3V που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία εξωτερικών εξαρτημάτων όπως αισθητήρες. Το φύλλο δεδομένων συνιστά το μέγιστο ρεύμα φορτίου από αυτόν τον πείρο να είναι κάτω από 300mA.
• GND: Αυτές οι ακίδες παρέχουν τη βάση αναφοράς για το Pico W και τις συνδεδεμένες συσκευές. Υπάρχουν 8 καρφίτσες GND διαθέσιμες στις ακμές του Pico, όλες εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό.
• RUN (PIN 30): Ενεργοποιήστε τον ακροδέκτη για τον μικροελεγκτή RP2040. Τραβιέται μέχρι 3.3V μέσω ενσωματωμένων κυκλωμάτων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επαναφορά του Raspberry Pi Pico.

Η τάση VBUS τροφοδοτείται μέσω μιας διόδου Schottky για τη δημιουργία VSYS. Το φύλλο δεδομένων του Raspberry Pi Pico αναφέρει – “Εάν η θύρα USB δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί, είναι ασφαλές να τροφοδοτήσετε το Pico συνδέοντας το VSYS στην προτιμώμενη πηγή τροφοδοσίας (στην περιοχή ~ 1.8V έως 5.5V).”

Επομένως, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μία μόνο μπαταρία ιόντων λιθίου (~ 3.7V) ή 2/3 μπαταρίες AA σε σειρά για να τροφοδοτήσετε το RPi Pico σας.

Διαβάστε επίσης: Οδηγός Raspberry Pi Pico &; Pico W Pinout – Επεξήγηση όλων των καρφιτσών

Προσθήκη διόδου για ασφάλεια

Για να συνδέσουμε με ασφάλεια μια μπαταρία ή μια δευτερεύουσα πηγή τροφοδοσίας στο Pico, μπορούμε να προσθέσουμε μια δίοδο μεταξύ της δεύτερης πηγής τροφοδοσίας και του πείρου VSYS. Αυτό θα αποτρέψει τη μία πηγή ενέργειας από την τροφοδοσία της άλλης. Όποια πηγή ενέργειας έχει την υψηλότερη τάση θα στείλει ισχύ στην πλακέτα Raspberry Pi Pico.

Η δίοδος D1 στην παραπάνω εικόνα δείχνει μια δίοδο Schottky συνδεδεμένη μεταξύ των ακίδων VBUS και VSYS του RPi Pico. Η δίοδος Schottky επιλέγεται επειδή έχει χαμηλότερη πτώση τάσης προς τα εμπρός από άλλες διόδους.

Αντί για μια δίοδο Schottky, μια ευρέως διαθέσιμη δίοδος ανορθωτή όπως η δίοδος 1N4007 θα λειτουργήσει επίσης, υπό την προϋπόθεση ότι λαμβάνετε υπόψη την πτώση τάσης προς τα εμπρός ~ 0.6V σε μια τέτοια δίοδο.

Τροφοδοσία του Raspberry Pi Pico W με μπαταρίες ιόντων λιθίου 18650

Οι μπαταρίες 18650 είναι ένας κοινός τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας ιόντων λιθίου. Το όνομα “18650” αναφέρεται στις διαστάσεις της μπαταρίας, συγκεκριμένα 18mm (0,71 in) σε διάμετρο και 65mm (2,56 in) σε μήκος. Οι μπαταρίες 18650 προτιμώνται λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της μεγάλης διάρκειας ζωής και της ικανότητάς τους να αντέχουν εκατοντάδες κύκλους φόρτισης. Οι μπαταρίες 18650 έχουν ονομαστική τάση 3,7 βολτ και είναι γνωστές για τα σταθερά χαρακτηριστικά εκφόρτισης τους.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να τα χρησιμοποιείτε με την κατάλληλη προσοχή και να ακολουθείτε τις οδηγίες ασφαλείας για να αποφύγετε την υπερθέρμανση, την υπερφόρτιση ή άλλους πιθανούς κινδύνους που σχετίζονται με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Απαιτούμενα εξαρτήματα

• TP4056 Μονάδα φόρτισης/εκφόρτισης ιόντων λιθίου.
• Μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου 18650.
• Μονή βάση μπαταρίας 18650.
• Μια δίοδος (κατά προτίμηση δίοδος Schottky).

Η μονάδα TP4056

Το TP4056 είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που χρησιμοποιείται για την ασφαλή φόρτιση μιας κυψέλης ιόντων λιθίου. Η τάση φόρτισης είναι 4.2V και το ρεύμα φόρτισης μπορεί να προγραμματιστεί με μία μόνο εξωτερική αντίσταση. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα διασφαλίζει ότι η φόρτιση σταματά μόλις φορτιστεί πλήρως ένα κελί. Το μέγιστο ρεύμα εξόδου είναι 1A.

Το TP4056 IC είναι συνήθως διαθέσιμο σε μια μονάδα πλακέτας ξεμπλοκαρίσματος όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Δύο είδη μονάδων TP4056 είναι διαθέσιμα για αγορά:

• Ένας τύπος περιέχει μόνο το ολοκληρωμένο κύκλωμα TP4056 και ορισμένες αντιστάσεις, πυκνωτές και LED.
• Ο δεύτερος τύπος μονάδας TP4056 περιέχει επίσης τα ολοκληρωμένα κυκλώματα DW01 και 8205 μαζί με άλλα εξαρτήματα.

Για αυτό το έργο, βεβαιωθείτε ότι η μονάδα TP4056 περιέχει τα ολοκληρωμένα κυκλώματα DW01 και 8205 επί του σκάφους.

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα DW01 έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει ένα μόνο κύτταρο ιόντων λιθίου / πολυμερούς λιθίου από υπερφόρτιση, υπερβολική εκφόρτιση ή / και υπερένταση. Το 8205A IC είναι ένα διπλό Ν-κανάλι MOSFET IC που είναι κατάλληλο για κυκλώματα προστασίας μπαταρίας. Τα τρία ολοκληρωμένα κυκλώματα συνεργάζονται για την ασφαλή φόρτιση / εκφόρτιση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Κολλήστε ακίδες στη μονάδα TP54056 για εύκολη διασύνδεση σε breadboard.

Σχηματικό: Raspberry Pi Pico W με μπαταρία 18650 &; μονάδα TP4056

Συνδέστε τα καλώδια B + και B από την πλακέτα TP4056 στα θετικά και αρνητικά άκρα μιας κυψέλης ιόντων λιθίου αντίστοιχα. Το τερματικό OUT+ πηγαίνει στον ακροδέκτη VSYS του RPi Pico μέσω μιας διόδου. Ο πείρος OUT- μπορεί να συνδεθεί με οποιαδήποτε από τις ακίδες GND στο Pico. Η τρίτη καρφίτσα από οποιαδήποτε γωνία του Pico είναι μια καρφίτσα GND.

Σημειώστε ότι ίσως χρειαστεί να συνδέσετε ένα καλώδιο USB στην πλακέτα TP4056 για την αρχική ενεργοποίηση. Όταν αφαιρεθεί η τροφοδοσία USB, η πλακέτα θα χρησιμοποιήσει την επαναφορτιζόμενη μπαταρία για να παρέχει έξοδο ισχύος. Μπορείτε επίσης να συμπεριλάβετε έναν διακόπτη για ευκολία. Όσον αφορά τη χρήση κατά τη φόρτιση, ανατρέξτε σε αυτόν τον σύνδεσμο stackexchange.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ:

• Διατηρήστε τη σωστή πολικότητα κατά τη σύνδεση των εξαρτημάτων του κυκλώματος. Ελέγξτε την πολικότητα της μπαταρίας με ένα πολύμετρο/βολτόμετρο πριν κάνετε οποιεσδήποτε συνδέσεις. Ποτέ μην βραχυκυκλώνετε τα καλώδια που συνδέουν την μπαταρία.
• Για να λειτουργήσει ως επαναφορτιζόμενο κύκλωμα, τροφοδοτήστε τη θύρα USB της μονάδας TP4056. Η τροφοδοσία μέσω της θύρας USB του Pico θα δώσει ισχύ μόνο στο Pico. Η δίοδος θα αποτρέψει την τροφοδοσία ισχύος από το Pico στη μονάδα TP4056 ή στην κυψέλη ιόντων λιθίου.

Εκτέλεση προγράμματος Micropython με μπαταρία

Το Raspberry Pi Pico σας πρέπει να είναι προφορτωμένο με ένα αρχείο MicroPython UF2 για να το προγραμματίσετε σε MicroPython. Μπορείτε να διαβάσετε τον οδηγό έναρξης για το Raspberry Pi Pico όπου δείχνουμε όλα τα βήματα που απαιτούνται για να ξεκινήσετε τον προγραμματισμό του RP2040 στη MicroPython.

Εάν χρησιμοποιείτε macOS, ακολουθήστε τον οδηγό μας για να προγραμματίσετε το Raspberry Pi Pico σε macOS χρησιμοποιώντας το Thonny IDE.

Τα παρακάτω βήματα εξηγούνται χρησιμοποιώντας το Thonny IDE, αλλά μπορείτε να επιλέξετε οποιοδήποτε IDE προτιμάτε.

Συνδέστε το Pico στον υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο USB. Ανοίξτε το Thonny IDE και επικολλήστε τον ακόλουθο κώδικα σε ένα νέο έργο. Ο κωδικός θα παλμήσει το ενσωματωμένο LED στο Raspberry Pi Pico W.

from machine import Pin
import time
led = Pin('LED', Pin.OUT)
while True:
    led.low()
    time.sleep_ms(500)
    led.high()
    time.sleep_ms(500)

• Μεταβείτε στο Αρχείο>Αποθήκευση ως και επιλέξτε το Raspberry Pi Pico ως τοποθεσία αποθήκευσης.

• Αποθηκεύστε το σενάριο ως “main.py“.

Σημείωση: Για να εκτελέσετε ένα σενάριο MicroPython στο Raspberry Pi Pico που τροφοδοτείται με μπαταρίες, είναι απαραίτητο να αποθηκεύσετε το σενάριο ως main.py. Εάν υπάρχει ένα αρχείο boot.py αποθηκευμένο στο Pico, τότε το σενάριο boot.py θα εκτελεστεί πρώτα ακολουθούμενο από το σενάριο main.py.

Αφού ανεβάσετε τον κωδικό, μπορείτε να αποσυνδέσετε το Pico από τον υπολογιστή σας και να το τροφοδοτήσετε χρησιμοποιώντας μπαταρίες. Όταν ενεργοποιηθεί, η ενσωματωμένη λυχνία LED στο Raspberry Pi Pico W θα πρέπει να αρχίσει να αναβοσβήνει. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να αποθηκεύσετε οποιονδήποτε κώδικα στο αρχείο main.py και ο κώδικας θα εκτελεστεί μόλις εκκινήσει το Pi Pico.

Επίδειξη

Η παρακάτω εικόνα δείχνει πώς συνέδεσα το Pi Pico, μια μπαταρία ιόντων λιθίου 18650, μια μονάδα TP4056, μια δίοδο και μια οθόνη LCD σε ένα breadboard.

Το κύκλωμα είναι παρόμοιο με το σχήμα που συζητήθηκε παραπάνω. Η οθόνη LCD χρησιμοποιεί I2C για επικοινωνία με το Raspberry Pi Pico W. Ο παρακάτω κώδικας αποθηκεύτηκε ως «main.py» για να διαβάσετε τον εσωτερικό αισθητήρα θερμοκρασίας του Pico W και να τον εμφανίσετε στην οθόνη LCD.

# Import necessary modules
import time
from machine import Pin, I2C, ADC
from lcd_api import LcdApi
from pico_i2c_lcd import I2cLcd

# Create an ADC (Analog-to-Digital Converter) object on pin 4
adc = machine.ADC(4)

# Define constants for the I2C LCD
I2C_ADDR     = 0x27
I2C_NUM_ROWS = 2
I2C_NUM_COLS = 16

# Create an I2C object and an I2C LCD object
i2c = I2C(0, sda=machine.Pin(0), scl=machine.Pin(1), freq=400000)
lcd = I2cLcd(i2c, I2C_ADDR, I2C_NUM_ROWS, I2C_NUM_COLS)

# Wait for the LCD to initialize
time.sleep(0.1)

# Infinite loop for continuous temperature monitoring and display
while True:
    # Read the ADC value and convert it to voltage
    ADC_voltage = adc.read_u16() * (3.3 / 65536)

    # Convert voltage to temperature in Celsius using a linear equation
    temp_celsius = 27 - (ADC_voltage - 0.706) / 0.001721

    # Convert Celsius temperature to Fahrenheit
    temp_fahrenheit = 32 + (1.8 * temp_celsius)

    # Clear the LCD display
    lcd.clear()

    # Display temperature in Celsius on the LCD
    lcd.move_to(0, 0)
    lcd.putstr("Temp=")
    lcd.move_to(6, 0)
    lcd.putstr(str(int(temp_celsius)))
    lcd.move_to(9, 0)
    lcd.putstr("C,")

    # Display temperature in Fahrenheit on the LCD
    lcd.move_to(11, 0)
    lcd.putstr(str(int(temp_fahrenheit)))
    lcd.move_to(14, 0)
    lcd.putstr("F")

    # Wait for 1 second before updating the display again
    time.sleep(1)

Μπορείτε να εξερευνήσετε τα άρθρα μας σχετικά με την ανάγνωση του εσωτερικού αισθητήρα θερμοκρασίας στο RPi Pico και τη διασύνδεση μιας οθόνης LCD με το Raspberry Pi Pico για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ο κώδικας.

Σημειώστε ότι η οθόνη LCD που χρησιμοποιείται σε αυτήν την επίδειξη θα πρέπει να τροφοδοτείται με περίπου 5V. Δεδομένου ότι η ονομαστική τάση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι ~ 3.7V και η δίοδος που χρησιμοποιείται θα προσθέσει πτώση τάσης, αυτή η χαμηλότερη τάση θα δημιουργήσει προβλήματα ισχύος με την οθόνη LCD. Έτσι τροφοδοτούσα τον ακροδέκτη Pico VSYS μέσω μιας διόδου, αλλά συνέδεσα τον πείρο τροφοδοσίας LCD απευθείας στην έξοδο της μονάδας TP4056. Αυτό το ζήτημα δεν θα προκύψει εάν τροφοδοτήσουμε το Pico με παροχή υψηλότερης τάσης όπως θα δούμε στις παρακάτω ενότητες.

Power Raspberry Pi Pico με μπαταρία 9V

Η τροφοδοσία του Raspberry Pi Pico / Pico W με μπαταρίες 9V χρειάζεται μερικά πρόσθετα κυκλώματα για να μειωθεί η τάση. Δεδομένου ότι ο ακροδέκτης VSYS χρειάζεται τάση στην περιοχή από 1.8V έως 5.5V, μπορούμε να μειώσουμε την τάση από μπαταρία 9V σε 3.3V ή 5V για να τροφοδοτήσουμε το Pico.

Θα δούμε πώς μπορούμε να μετατρέψουμε την τάση από την μπαταρία 9V σε 5V χρησιμοποιώντας έναν ρυθμιστή τάσης IC όπως το LM7805. Η τροφοδοσία του Pico με 5V έχει ορισμένα πλεονεκτήματα όπως:

• Μπορούμε εύκολα να μειώσουμε την τάση στα 3.3V για χρήση με συμβατούς αισθητήρες ή συσκευές 3.3V.
• Η διασύνδεση αισθητήρων/οθονών/συσκευών 5V γίνεται ευκολότερη.
• Το φύλλο δεδομένων του Pico W αναφέρει επίσης ότι εάν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε το Pico W σε λειτουργία κεντρικού υπολογιστή USB, τότε πρέπει να τροφοδοτήσουμε το Pico W με 5V.

Απαιτούμενα εξαρτήματα

• Μια μπαταρία 9V (μη επαναφορτιζόμενη, συνήθως αλκαλικού τύπου).
• Υποδοχή κλιπ μπαταρίας 9V.
• Ένας γραμμικός ρυθμιστής τάσης 7805 IC.
• Μια δίοδος Schottky.
• Ένας διακόπτης (προαιρετικός).

Το LM7805 είναι ένας γραμμικός ρυθμιστής τάσης IC που παρέχει σταθερή έξοδο +5 Volt από μια ανεξέλεγκτη τάση εισόδου από 7V έως 35V. Έρχεται με χρήσιμες λειτουργίες όπως ο περιορισμός ρεύματος και η θερμική απενεργοποίηση.

Σχηματικό: Μπαταρία 9V με RPi Pico W

Το παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος δείχνει ένα απλό LM7805 που χρησιμοποιείται ως μετατροπέας 9V σε 5V. Η τάση από την μπαταρία 9V μετατρέπεται πρώτα σε 5V από το LM7805 IC και αυτό το 5V χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του Pi Pico μέσω του πείρου VSYS. Η δίοδος μπορεί να είναι οποιουδήποτε τύπου, αλλά προτιμάται η δίοδος Schottky λόγω της χαμηλής πτώσης τάσης.

Γενικά, οι πυκνωτές συνιστώνται τόσο στην πλευρά εισόδου όσο και στην έξοδο του 7805 IC για σταθερότητα. Αλλά αυτό το κύκλωμα θα λειτουργήσει καλά χωρίς αυτούς, καθώς η μπαταρία 9V είναι μια σταθερή πηγή τάσης.

Επίδειξη

Η παραπάνω εικόνα δείχνει πώς συνέδεσα το Raspberry Pi Pico W με μπαταρία 9V και 7805 IC. Δυστυχώς, η εικόνα τραβήχτηκε όταν η οθόνη LCD ήταν καθαρή. Έτσι, τα γράμματα δεν είναι σαφώς ορατά. Ο κώδικας είναι ο ίδιος με αυτόν που φαίνεται στο παραπάνω παράδειγμα ιόντων λιθίου.

Τροφοδοσία του RPi Pico W με μπαταρίες 6V, 12V, 24 V

Για την τροφοδοσία του Pico με μπαταρία μολύβδου οξέος 6V ή 12V, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το LM7805 IC όπως συζητήθηκε στην παραπάνω ενότητα. Μια άλλη εναλλακτική λύση είναι να χρησιμοποιήσετε τον γραμμικό ρυθμιστή IC317 LM317. Το LM317 IC μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ένα ευρύ φάσμα μπαταριών με ονομαστική τάση όπως 6V, 9V ή 12V. Χρησιμοποιώντας μόνο δύο εξωτερικές αντιστάσεις, είναι ευκολότερο να ρυθμίσετε την τάση εξόδου του IC.

Χρήση του LM317

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει ένα απλό κύκλωμα ρυθμιστή τάσης βασισμένο στο LM317.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ποτενσιόμετρο (R₂) για να μεταβάλλετε εύκολα την τάση εξόδου ή απλά να χρησιμοποιήσετε δύο αντιστάσεις για να πάρετε 5V ή 3.3V για το Pico. Η τάση εξόδου του LM317 δίνεται από την εξίσωση:

Vout=1.25×(1+R2R1)

Για τάση εξόδου 5V, χρησιμοποιούμε αντίσταση 100 Ohm ως R1 και αντίσταση 300 Ohm ως R2. Οι πυκνωτές C1 και C2 μπορούν να παραλειφθούν καθώς και η δίοδος D1 (D1 απαιτείται μόνο όταν χρησιμοποιείται C₂). Παρέχει μια διαδρομή εκκένωσης για το C₂).

Συνιστάται ψύκτρα με το ολοκληρωμένο κύκλωμα LM317 εάν ζεσταθεί. Ωστόσο, μπορείτε να επιλέξετε να μην το χρησιμοποιήσετε, καθώς η κατανάλωση ενέργειας από την πλακέτα RPi Pico δεν θα είναι πολύ. Αλλά χρησιμοποιήστε ένα εάν το ολοκληρωμένο κύκλωμα LM317 γίνει πολύ ζεστό για να αγγίξει.

Χρήση του μετατροπέα Buck

Ένας εύκολος τρόπος για να τροφοδοτήσετε το Raspberry Pi Pico με διαφορετικές μπαταρίες είναι χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα buck. Ένας μετατροπέας buck είναι ένας ρυθμιστής μεταγωγής που μπορεί να μετατρέψει αποτελεσματικά DC σε DC. Ο LM2596 είναι ένας τέτοιος δημοφιλής μετατροπέας buck που μπορεί να μετατρέψει τάσεις εισόδου έως 40 Volts για να δώσει τάση εξόδου στην περιοχή από 1.2 V έως 37 V.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει το Raspberry Pi Pico να τροφοδοτείται χρησιμοποιώντας μια μπαταρία μολύβδου οξέος 12V και μια μονάδα μετατροπέα LM2596 Buck.

Πριν συνδέσετε το Pi Pico στη μονάδα μετατροπέα buck, ρυθμίστε πρώτα την τάση εξόδου του μετατροπέα buck. Η μονάδα LM2596 διαθέτει ποτενσιόμετρο επί του σκάφους που μπορεί να ρυθμιστεί για να πάρει μεταβλητή τάση. Τροφοδοτήστε την τάση εισόδου στη μονάδα LM2596 και ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο για να λάβετε τάση εξόδου στην περιοχή από 3,3 V έως 5 V.

Power Raspberry Pi Pico με μπαταρία AA/AAA

Η χρήση μπαταριών AA/AAA είναι ο ευκολότερος και οικονομικότερος τρόπος τροφοδοσίας ενός φορητού έργου Raspberry Pi Pico. Τα κύτταρα AA και AAA έχουν ονομαστική τάση ~ 1.5V. Δύο ή τρία τέτοια κελιά συνδεδεμένα σε σειρά σε μια μπαταρία μπορούν να τροφοδοτήσουν το Raspberry Pi Pico. Εδώ, θα συνδέσουμε τρία κελιά AA σε σειρά για να πάρουμε τάση ~ 4.5V (1.5×3).

Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια βάση μπαταρίας AA 3 στοιχείων. Τα καλώδια εξόδου από τη θήκη μπαταρίας συνδέονται στον ακροδέκτη VSYS του Pico μέσω διόδου και διακόπτη.

Αυτή είναι η απλούστερη μέθοδος για να κάνετε τα έργα σας Raspberry Pi Pico φορητά και ο αριθμός των εξαρτημάτων είναι επίσης χαμηλός. Όπως και τα προηγούμενα παραδείγματα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια απλή δίοδο ανορθωτή αντί για μια δίοδο Schottky.

Επίδειξη

Η παρακάτω εικόνα δείχνει 3 μπαταρίες AA σε σειρά που τροφοδοτούν το Raspberry Pi Pico. Ο ίδιος κώδικας χρησιμοποιείται με τα παραδείγματα που συζητήθηκαν προηγουμένως για την εμφάνιση της θερμοκρασίας σε μια οθόνη LCD.

Διάρκεια ζωής μπαταρίας Raspberry Pi Pico &; Pico W

Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας ενός έργου Raspberry Pi Pico θα εξαρτηθεί από το πόσο ρεύμα καταναλώνει η πλακέτα Pico και τα συνδεδεμένα περιφερειακά και από τη χωρητικότητα της ίδιας της μπαταρίας. Η χωρητικότητα της μπαταρίας αναφέρεται συνήθως σε milliampere-hour (mAH). Μια μπαταρία με την ένδειξη “1000mAh” σημαίνει ότι η μπαταρία μπορεί θεωρητικά να παρέχει ρεύμα 1000 milliamperes (ή 1 ampere) για μία ώρα πριν εξαντληθεί η φόρτιση.

$Batterylife(inhours)=\frac{Batterycapacity(inmAh)}{Devicecurrentdraw(inmA)}$

Για παράδειγμα, εάν το Raspberry Pi Pico σας αντλεί σταθερό ρεύμα 100mA, μια μπαταρία 1000mAh θα πρέπει να διαρκεί περίπου 10 ώρες πριν χρειαστεί επαναφόρτιση.

$Batterylife=\frac{1000mAH}{100mA}=20hours$

Φόρτωσα ένα απλό σενάριο διακομιστή ιστού στο Pico W και μέτρησα την τρέχουσα κλήρωση χρησιμοποιώντας μια συσκευή «γιατρού USB». Το αμπερόμετρο στη συσκευή έδειξε κατανάλωση ρεύματος 0,02 Amps ή 20mA. Έτσι, εάν χρησιμοποιούμε μια μπαταρία χωρητικότητας 1000 mAH, η μπαταρία θα πρέπει θεωρητικά να τροφοδοτεί το Pico W για περίπου 50 ώρες.

Συμπέρασμα

Εκτός από το κύκλωμα TP4056, τα άλλα κυκλώματα που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο δεν φροντίζουν για την παρακολούθηση της εκφόρτισης της μπαταρίας. Κατά την τροφοδοσία από μπαταρία 9V ή μπαταρία AA, το Pico σας θα απενεργοποιηθεί όταν η μπαταρία αποφορτιστεί πέρα από μια συγκεκριμένη τάση. Μπορείτε να εφαρμόσετε παρακολούθηση τάσης μπαταρίας χρησιμοποιώντας το ADC στο Raspberry Pi Pico για να αποτρέψετε τον απότομο τερματισμό λειτουργίας του Pico.

Σε αυτόν τον οδηγό, συζητήσαμε διάφορους τρόπους τροφοδοσίας του Raspberry Pi Pico χρησιμοποιώντας μπαταρίες. Παραδείγματα κυκλωμάτων παρουσιάστηκαν για μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλκαλικών 9V, AA, AAA και μολύβδου οξέος. Ελπίζω να βρήκατε το άρθρο χρήσιμο. Μπορείτε να ακολουθήσετε τον οδηγό μας για να φτιάξετε έναν απλό μετεωρολογικό σταθμό χρησιμοποιώντας το BME280 και να φτιάξετε ένα φοβερό φορητό έργο Raspberry Pi Pico.

 

Πηγή: Πώς να τροφοδοτήσει το Raspberry Pico με μπαταρίες: Li-ion, 9V, 12V, AA, AAA Examples