Energy Shield
Energy Shield é um shield de energia baseado em bateria LiPo que mantém seu projeto funcionando. Ele mantém sua bateria carregada sempre que existir uma fonte de alimentação disponível. Aceita uma ampla variedade de fontes de alimentação, desde células solares comuns via conector JST e USB via porta USB no microcontrolador, até adaptadores DC de 9V e 12V via conector DC Jack no seu Arduino. Enquanto isso, ele não apenas fornece energia para o seu projeto com Arduino; com uma porta USB padrão presente no shield, também é capaz de salvar seus dispositivos elétricos móveis de baterias descarregadas, como telefone celular, mp3 e tablet.
Recursos
- Aceita ampla faixa de entradas de energia
- Proteção contra sobretensão
- Eficiência de conversão de energia alta, acima de 85%
- Indicadores de LED abrangentes para status de carregamento e funcionamento
Especificações
Especificações de Saída de Energia
Item | Mín | Típico | Máx | Unidade |
Tensão | 4.9 | 5 | 5.1 | V |
Corrente | 5 | / | 750 | mA |
Especificações de Entrada de Energia via Conector JST
| Item | Min | Típico | Max | Unidade |
|---|---|---|---|---|
| Tensão Efetiva | 4.5 | 5 | 5.5 | V |
| Corrente | 1 | / | 800 | mA |
| Tensão de Proteção | / | / | 12 | V |
Item | Mín | Típico | Máx | Unidade |
Tensão Efetiva | 4.5 | 5 | 5.5 | V |
Corrente | 1 | / | 800 | mA |
Tensão de Proteção | / | / | 12 | V |
Explicação do Modo de Funcionamento
Energy Shield pode puxar corrente de três portas diferentes para carregar a bateria, incluindo o conector JST, a porta USB no Arduino e o conector DC Jack. As faixas de tensão variam conforme abaixo:
Quando a tensão de entrada está abaixo de 6,6 V, você pode alternar o modo de funcionamento do Energy Shield entre “Charge” e “ON” por meio da chave seletora de modo de trabalho. Em condição “Charge”, a bateria LiPo não fornece saída, mas apenas puxa corrente de qualquer fonte de alimentação existente. Em condição “ON”, a bateria é carregada e também fornece energia para todo o sistema.
Entretanto, quando a tensão de entrada excede 6,6 V, o Energy Shield é forçado a entrar no modo “Charge”, independentemente da posição da chave.
Visão Geral de Hardware
Configuração de Hardware
U1: CI ISL97516, chip elevador (boost);
U3: CI CN3065, chip de gerenciamento de carga;
U4,U8: CI LM293D, comparadores diferenciais duplos;
Indicador de Carga: acende quando está carregando;
Indicador de Capacidade: indica a vida útil restante da bateria;
Botão SW2: verifica a capacidade da bateria;
Pinos Usados no Arduino
Pino Vin: conduz energia do conector DC Jack para carregar a bateria;
Pino de 5V: conduz energia da porta USB para carregar a bateria;
Outras Interfaces
Soquete JST: fornecido para fontes de alimentação externas que requerem conector JST, como painel solar;
Soquete da bateria: usado para conectar a bateria LiPo;
Porta USB: saída de 5V para outros dispositivos;
Uso
1. Exemplos de Carregamento
Você pode carregar a bateria LiPo com diversas fontes de alimentação externas. Aqui mostramos o uso de duas fontes de alimentação comuns.
1) Painel Solar
Painel solar é uma das fontes de energia verde mais comuns que usamos. A saída típica de uma unidade é em torno de 5 V. Nós fornecemos diversos painéis solares em nossa loja. Todos eles vêm pré-montados com conectores JST que podem combinar perfeitamente com o Energy Shield.
Conecte o painel solar ao soquete JST no shield como abaixo.
Certifique-se de que haja luz suficiente para fornecer corrente considerável.
Agora, pressione o SW2. Você verá que o LED indicador "Charge" acende. O outro indicador "Capacity" indica a energia restante da bateria. Quando a energia restante está abaixo de 30%, ele fica vermelho. Quando a energia restante está entre 30% e 80%, ele fica amarelo. Caso contrário, fica verde.
2) Adaptador de 9V
Se você estiver usando um adaptador DC para fornecer energia ao seu projeto, então o adaptador de 9 V não será estranho para você. Conectando um adaptador de 9 V ao conector DC Jack do Arduino, você pode executar seu projeto e carregar a bateria simultaneamente.
2. Shield alimentando o dispositivo
1) Fornecer Energia para o Arduino
Coloque a chave seletora de modo de funcionamento na posição "ON". Verifique o LED indicador de alimentação no Arduino para ver se ele está funcionando adequadamente.
2) Fornecer Energia para Dispositivos Móveis
Use a porta USB padrão no shield para fornecer energia aos dispositivos móveis.
3. Eficiência de Conversão
O gráfico acima descreve a eficiência de conversão do circuito elevador (boost) do Energy Shield. O circuito elevador aumenta a tensão da bateria LiPo, que é tipicamente 4,2 V ou 3,7 V com a queda da energia restante, para 5 V e fornece para fora. Você pode notar que essa eficiência de conversão atinge o pico quando a corrente de saída está em torno de 200 mA.
Visualizador de Esquemático Online
Recursos
- Arquivo Eagle do Energy Shield
- Folha de Dados do CN3065
- Folha de Dados do ISL97516
- Folha de Dados do LM293D
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