Электронный модуль «Источник питания 7,5 В»
1. Назначение устройства
Электронный модуль «Источник питания 7,5 В» ПЭМ10.901(Рис. 1.1) является элементом системы управляющей электроники «Эвольвектор ВЕРТОР» (далее ВЕРТОР) и предназначен для автономного питания электронных или робототехнических устройств, собранных из элементовсистемы. Модуль предусматривает использование 2-х аккумуляторов 18650, что делает возможным зарядку источника питания от внешнего блока питания.
Модуль рассчитан на применение совместно с программируемыми контроллерами и шилдами, входящими в систему ВЕРТОР (подробная информация о системе представлена на сайте https://academy.evolvector.ru).
Рис. 1.1
2. Конструкция модуля и назначение выводов (контактов)
Модуль выполнен в форме печатной платы, на которой смонтированы (Рис. 2.1):
- отсек для установки аккумуляторов типа 18650;
- выключатель питания подключенных устройств;
- клеммники и разъем XH-2,54-2P для подключения запитываемых устройств;
- группа индикаторов режимов работы модуля питания;
- разъем для подключения к внешнему блоку питания с целью зарядки установленных в модуль аккумуляторов.
Рис. 2.1
Плата имеет четыре крепежных отверстия под винты М3. Межосевое расстояние крепежных отверстий и физические размеры модуля представлены на рисунке 2.2.
Рис. 2.2
Расположение и форма крепежных отверстий на плате модуля питания совместимо с таковыми на одноплатном компьютере Raspberry Pi и контроллере Вертор Стандарт версий 1.0 или 1.2. Это позволяет крепить данные устройства с помощью стоек одно над другим. Помимо этого, по расстоянию междукрепежными отверстиями (кратно 8 мм) модуль питания совместим с конструкторами Эвольвектор, LEGO, MakeBlock, и может прикручиваться к их деталям с помощью стоек.
3. Принцип работы
Главной функцией модуля является функция перезаряжаемого, многократно используемого источника питания. Для этого в него устанавливаются два литий-ионных аккумулятора типа 18650 с номинальным напряжением 3,7 В. В связи с использованием аккумуляторных элементов и реализацией процесса их зарядки, модуль является относительно сложным и многорежимным устройством. К тому же он поставляется и используется в бескорпусном варианте. Поэтому для корректной работы с ним от пользователя потребуется соблюдать ряд правил и выполнять определенный набор действий.
1. При установке аккумуляторов необходимо соблюдать полярность. Метки «+» и «-» на аккумуляторах должны совпадать с соответствующей маркировкой на плате (Рис. 3.1). Настоятельно рекомендуется использовать пару аккумуляторов одной и той же емкости для того, чтобы процессы их разряда и заряда протекали одинаково. В случае различной емкости батарей аккумулятор меньшей емкости будет разряжаться быстрей и автоматика индикации и защиты от низкого заряда будет работать некорректно. Все это приводит к ускоренному износу батарей.
Рис. 3.1
Если аккумуляторы установлены в модуль ошибочно, то на это укажут светящиеся индикаторы BAT1 ERR и BAT2 ERR. В зависимости от того, какой именно элемент помещен в батарейный отсек неверно, может светиться первый, второй, или оба сразу (Рис. 3.2).
Рис. 3.2
2. Особенностью работы модуля является то, что при отсутствии аккумуляторов в батарейном отсеке он переходит в заблокированное состояние и находится в нем до тех пор, пока не будет разблокирован.
В заблокированном состоянии питание на выходы модуля не подается даже если батареи установлены правильно и полностью заряжены. Поэтому каждый раз, когда меняются или извлекаются и снова устанавливаются элементы питания, требуется выполнять разблокировку. Осуществляется она путем подачи напряжения 9-12 В от внешнего блока питания на разъем для зарядки. Сразу после подачи питания и разблокировки включится красный индикатор заряда батарей CH ON, если они недостаточно заряжены (Рис. 3.3), или зеленый индикатор CH OFF в случае достаточного уровня их заряда (Рис. 3.4).
Рис. 3.3
Рис. 3.4
3. При извлечении штекера внешнего питания и переводе выключателя модуля в положение ON включится зеленый индикатор PWR ON, а на выходных разъемах и клеммниках появится напряжение от 6.4 до 8.4 В в зависимости от заряда аккумуляторов (Рис. 3.5).
Рис. 3.5
4. По мере разряда аккумуляторов в процессе питания подключенных устройств выходное напряжение у модуля падает. При достижении на выходе напряжения 6.4 В (приблизительно 3.2 В на каждом аккумуляторе) на модуле включается красный индикатор LOW BAT, который свидетельствует о низком заряде батарей и необходимости поставить модуль на зарядку (Рис. 3.6).
Рис. 3.6
При достижении напряжения на выходе 5.6 В (2.8 В на одном из аккумуляторов) происходит автоматическая блокировка модуля, которая приводит к отключению элементов питания от выходных разъемов и питание подключенных устройств прекращается.
5. Заряд аккумуляторов выполняется путем подключения к модулю штекера 2.1х5.5 мм от любого внешнего блока питания, который способен выдавать постоянный ток не менее 500 мА (именно таким током выполняется заряд) с напряжением от 9 до 12 В. Как уже говорилось выше, о режиме заряда свидетельствует индикатор CH ON. При этом не допускается одновременные зарядка аккумуляторов и питание подключенных к модулю устройств. В данном режиме возможен перегрев и выход из строя элементов платы.
Время заряда разряженных аккумуляторов определяется двумя основными параметрами: текущей степенью разряда аккумуляторов и их емкостью. К примеру, время заряда полностью разряженных элементов питания с емкостью 2600 мАч составит около 6 часов.
Для удобства, ниже приведена таблица состояний и режимов работы модуля, в которой рассмотрены возможные ситуации и соответствующие им показания индикаторов. В столбцах с 1-го по 5-й указаны параметры, которые определяются действиями пользователя, а в столбцах с 6-го по 11 приведены показания индикаторов, отражающие режим и параметры работы модуля.
1. Выключатель. Положение выключателя на плате. Он может быть включен (ON) - в этом случае подается выходное напряжение питание от аккумуляторов к выходным клеммниками и разъемам, или выключен (OFF) - напряжение на выходы не подается.
2. Uвх 9-12 В. Здесь имеется ввиду подано ли внешнее питание от блока питания на модуль (ON) или нет (OFF).
3. Uвых, В. В ячейках данного столбца указывается значение напряжения на выходных разъемах и клеммнике, которое присутствует в данном режиме работы.
4. Полярность BAT1. Под данным параметром подразумевается верная (обозначена зеленой галочкой) или ошибочная (обозначена красным крестиком) ориентация аккумулятора №1 при его установке в батарейный отсек.
5. Полярность BAT2. Аналогично для батареи №2.
6. BAT1 ERR. Индикатор несоблюдения полярности батареи в отсеке №1.
7. BAT2 ERR. Индикатор несоблюдения полярности батареи в отсеке №2.
8. CH ON. Индикатор процесса зарядки батарей или отдельной батареи.
9. CH OFF. Индикатор завершения процесса зарядки батарей или отдельной батареи.
10. PWR ON. Индикатор подачи напряжения питания на выходные разъемы и клеммник (когда индиктор светится - питание подано).
11. LOW BAT. Индикатор низкого уровня заряда батарей (обе батареи выдают не более, чем 3,2 В).
4. Правила техники безопасности
Несмотря на то, что выходное напряжения у модуля «Источник питания 7,5 В» совсем небольшое, плата способна выдавать значительный ток в несколько ампер. Помимо этого в модуле используются литий-ионные батареи, требующие аккуратного обращения. В совокупности это требует соблюдения мер предосторожности при работе с модулем.
Поэтому в связи с тем, что данное оборудование будет использоваться в образовательных и учебных целях, ниже приведены правила техники безопасности, которые помогут избежать неприятных и нештатных ситуаций при выполнении проектов:
1. Используйте в модуле только качественные аккумуляторы от проверенных производителей.
2. Не оставляйте без присмотра на длительное время модуль с установленными в него аккумуляторами. Если в ближайшие несколько недель или месяцев не планируется использовать модуль питания по прямому назначению, извлеките аккумуляторы из батарейного отсека.
3. Модуль с установленными и полностью заряженными батареями старайтесь брать таким образом, чтобы не касаться руками или другими частями тела металлических частей с обратной стороны платы.
4. Запрещается брать модуль влажными или грязными руками! Это может привести к некорректной работе устройства.
5. Запрещается выполнять действия, приводящие к намеренному повреждению литий-ионных аккумуляторных батарей 18650! Это может привести к возгоранию!
6. Запрещается класть модуль с установленными в отсек батареями или подключенным внешним питанием на токопроводящие поверхности (например металлические основания). Это может привести к короткому замыканию!
7. Соблюдайте осторожность при работе с металлическим инструментом (отвертки или гаечные ключи) или крепежом (гайки, винты) в непосредственной близости с токопроводящими частями модуля. Запрещается касаться или перемыкать контакты запаянных на модуль электронных компонентов.
8. Используйте для зарядки аккумуляторов, установленных в модуль, исключительно подходящие по характеристиками блоки питания (напряжение 9-12 В, ток не менее 0,5 А) во избежание их перегрева и выхода из строя.
9. Устанавливайте модуль на робототехнические модели с помощью стоек так, чтобы обеспечивалось хорошее охлаждение платы: сохранялся зазор между модулем и основанием (не менее 10 мм) и плата не была накрыта сверху тканями или воздухонепроницаемыми материалами.
10. При установке модуля на робототехнические модели (мобильные или манипуляционные) обязательно необходимо предусматривать его защиту от механических повреждений в случае опрокидывания модели и контакта с его манипуляционными элементами.
11. Строго соблюдайте полярность при подключении энергопотребителей к клеммнику модуля или при подключении иным способом, не исключающим ошибки в части полярности. Неверное подключение может привести к выводу из строя подключаемого оборудования!
12. Запрещается проливать воду или иные жидкости на плату. Это может привести к некорректной работе устройства или короткому замыканию и выходу платы из строя!
13. В случае чрезмерного нагрева элементов устройства, появления запаха гари или громких шумов в работе, незамедлительно отключите модуль от источников внешнего питания и переведите выключатель на плате в положение OFF.
14. Использование модуля для сборки устройств детьми младше 12 лет разрешается только под присмотром взрослых.
4. Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Типоразмер, мм | 56х90 |
| Выходное напряжение, В | 6,4...8,4 |
| Максимальный выходной ток | От 0,5 до 5 А (в зависимости от модели аккумуляторов) |
| Тип используемых аккумуляторов | 18650 |
| Количество устанавливаемых аккумуляторов | 2 |
| Наличие функции зарядки аккумуляторов | Да |
| Входное напряжение для зарядки аккумуляторов, В | 9...12 |
| Ток зарядки аккумуляторов, А | 0,5 |
| Тип разъема для зарядки аккумуляторов, мм | 2,1х5,5 |
| Индикация неверной полярности установки аккумуляторов | Да |
| Индикация процесса заряда аккумуляторов | Да |
| Индикация окончания зарядки аккумуляторов | Да |
| Индикация подачи питания на выходные разъемы | Да |
| Индикация разряда аккумуляторов до напряжения менее 3,2 В | Да |
| Защита от короткого замыкания на выходе модуля | Да |
| Автоматическое отключение модуля (блокировка) при разряде аккумуляторов до напряжения менее 2,9 В | Да |
5. Условия гарантии
ООО «Эвольвектор» гарантирует работоспособность электронного модуля на протяжении всего гарантийного срока эксплуатации, который составляет 12 месяцев с момента приобретения устройства. Также гарантируется совместимость модуля с другими устройствами системы управляющей электроники ВЕРТОР.
Гарантийные обязательства производителя распространяются только на ту продукцию, которая не имеет повреждений и не выведена из строя в результате неверных действий пользователя.
По вопросам гарантийного обслуживания, а также по всем техническим и информационным вопросам можно обращаться на электронную почту:
info@evolvector.ru
help@evolvector.ru
а также по телефону +7 (499) 391-01-05
Адрес для корреспонденции: 143300, Московская область, г. Наро-Фоминск, ул. Московская, д.15
Написать отзыв
Ваше Имя:Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оценка: Плохо Хорошо
Введите код, указанный на картинке: