Energy Shield
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Energy Shieldは、LiPoバッテリーをベースとした電源シールドで、プロジェクトを継続的に稼働させることができます。利用可能な電源が存在する場合は、バッテリーを常に充電状態に保ちます。一般的なソーラーパネル（JSTコネクタ経由）、マイクロコントローラーのUSBポート経由のUSB、ArduinoのDCジャック経由の9Vおよび12V DCアダプターなど、幅広い電源を受け入れることができます。また、Arduinoプロジェクトに電力を供給するだけでなく、シールドに標準USBポートが搭載されているため、スマートフォン、MP3プレーヤー、タブレットなどのモバイル電気デバイスのバッテリー切れを救済することも可能です。
特徴
- 幅広い電源入力に対応
- 過電圧保護
- 85%以上の高効率電力変換
- 充電および動作状態を示す包括的なLEDインジケーター
仕様
電力出力仕様
項目 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
電圧 | 4.9 | 5 | 5.1 | V |
電流 | 5 | / | 750 | mA |
JSTコネクタ経由の電力入力仕様
| 項目 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|
| 有効電圧 | 4.5 | 5 | 5.5 | V |
| 電流 | 1 | / | 800 | mA |
| 保護電圧 | / | / | 12 | V |
項目 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
有効電圧 | 4.5 | 5 | 5.5 | V |
電流 | 1 | / | 800 | mA |
保護電圧 | / | / | 12 | V |
動作モードの説明
Energy Shieldは、JSTコネクタ、ArduinoのUSBポート、およびDCジャックの3つの異なるポートから電流を引き出してバッテリーを充電することができます。電圧範囲は以下の通りです：
入力電圧が6.6V未満の場合、Energy Shieldの動作モードを「Charge」と「ON」の間で切り替えることができます。動作モード選択スイッチを使用します。「Charge」状態では、LiPoバッテリーは出力せず、既存の電源からのみ電流を引き出します。「ON」状態では、バッテリーが充電されると同時にシステム全体に電力を供給します。
しかし、入力電圧が6.6Vを超える場合、スイッチの状態に関係なく、Energy Shieldは強制的に「Charge」モードに入ります。
ハードウェア概要
ハードウェア構成
U1: ISL97516 IC、昇圧チップ;
U3: CN3065 IC、充電管理チップ;
U4,U8: LM293D IC、デュアル差動コンパレータ;
充電インジケーター: 充電状態で点灯します;
容量インジケーター: バッテリーの残存寿命を示します;
SW2ボタン: バッテリーの容量を確認します;
Arduinoで使用されるピン
Vinピン: DCジャックからバッテリーを充電するための電力を伝達します;
5Vピン: USBポートからバッテリーを充電するための電力を伝達します;
その他のインターフェース
JSTソケット：JSTコネクタが必要な外部電源（例: ソーラーパネル）用に提供されています;
バッテリーソケット: LiPoバッテリーを接続するために使用されます;
USBポート: 他のデバイスに5Vを出力します;
使用方法
1. 充電例
LiPoバッテリーは多くの外部電源で充電することができます。ここでは、一般的な2つの電源の使用例を示します。
1) ソーラーパネル
ソーラーパネルは、私たちが使用する最も一般的なグリーン電源の1つです。1ユニットの典型的な出力は約5Vです。当社のストアでは多くのソーラーパネルを提供しています。これらはすべてJSTコネクタが事前に組み込まれており、Energy Shieldとシームレスに接続できます。
以下のようにソーラーパネルをシールドのJSTソケットに接続してください。
十分な光があり、十分な電流を供給できることを確認してください。
次に、SW2を押し下げます。「Charge」インジケーターLEDが点灯するのが確認できます。もう1つのインジケーター「Capacity」はバッテリーの残存電力を示します。残存電力が30%未満の場合、赤色に点灯します。残存電力が30%～80%の場合、黄色に点灯します。それ以外の場合は緑色に点灯します。
2) 9Vアダプター
DCアダプターを使用してプロジェクトに電力を供給する場合、9Vアダプターは馴染みのあるものです。ArduinoのDCジャックに9Vアダプターを接続することで、プロジェクトを実行しながらバッテリーを同時に充電することができます。
2. シールドによるデバイスへの電力供給
1) Arduinoへの電力供給
動作モード選択スイッチを「ON」に切り替えます。Arduinoの電源インジケーターLEDを確認し、適切に動作しているか確認してください。
2) モバイルデバイスへの電力供給
シールドの標準USBポートを使用してモバイルデバイスに電力を供給します。
3. 変換効率
上記のグラフは、Energy Shieldの昇圧回路の変換効率を示しています。昇圧回路は、通常4.2Vまたは3.7VのLiPoバッテリーの電圧を、残存電力の減少に伴い5Vに昇圧し、外部に供給します。この変換効率は、出力電流が約200mAのときにピークに達することがわかります。
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