Электронный модуль «Источник питания 7,5 В»

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: