"Przenośny" zasilacz dla Raspberry Pi Zero

"Przenośny" zasilacz dla Raspberry Pi Zero
Pobierz PDF Download icon
Raspberry Pi Zero jest bardzo ciekawą propozycją dla projektantów urządzeń mobilnych IoT, domowej automatyki lub monitoringu bezprzewodowego. Aby zapewnić zasilanie, najczęściej są używane powerbanki lub przetwornice, ale można też wykorzystać rozwiązanie opisane w artykule.

Przedstawiony układ przetwornicy podwyższającej umożliwia uzyskanie stabilnego napięcia 5 V przy obciążalności powyżej 500 mA. Może być zasilany z zestawu baterii 3×LR6, akumulatorów Li-Ion lub LIFePo4. Schemat ideowy zasilacza pokazano na rysunku 1.

Jako sterownik przetwornicy wybrano TPS61032 firmy Texas Instruments. O wyborze zadecydowała nieskomplikowana aplikacja oraz integracja elementów przetwornicy przy akceptowalnej cenie. Układ wymaga jedynie dławika i kondensatorów filtrujących.

Napięcie z baterii doprowadzono do gniazda BAT, a stąd przez wyłącznik zasilania ON do przetwornicy U1, gdzie zostaje podwyższone do 5 V. Następnie to napięcie (V50) jest doprowadzone do gniazda GPIO Raspberry PI, złącza PWR umożliwiającego zasilanie układów współpracujących oraz do gniazda PWRU typu USB A. Kondensatory C1 i C2 filtrują zasilanie, a CE1 i CE2 – napięcie wyjściowe przetwornicy. Ze względu na dużą częstotliwość kluczowania, dla zapewnienia odpowiedniej filtracji i stabilności układu, zastosowano dwa kondensatory tantalowe o małej ESR. Dioda świecąca LD1 (PWR) sygnalizuje obecność napięcia wyjściowego 5 V.

Układ TPS6103x ma wbudowany obwód monitorowania zbyt niskiej wartości napięcia zasilania układu (LBI) – próg zadziałania wynosi 0,5 V. Dzielnik rezystancyjny R1/R2, dobierany w zależności od typu zastosowanego źródła zasilania, obniża napięcie baterii (akumulatora), aby zapewnić odpowiednio wczesną sygnalizację jej rozładowania. Sygnał z wyjścia LBO jest doprowadzony do GPIO22. Zwora LBO umożliwia odłączenie sygnału od GPIO przy kolizji z innymi płytkami HAT. Rezystor R6 zabezpiecza GPIO przed ewentualnymi skutkami zwarcia niepoprawnie skonfigurowanego wyprowadzenia. Bufor U2 zasila diodę sygnalizującą niski stan baterii LB.

Układ zmontowano na niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej. Jej schemat montażowy przedstawia rysunek 2. Montaż układu nie wymaga opisu, należy pamiętać o poprawnym przylutowaniu pada termicznego U1. Montaż złącza GPIO zależy od wymagań aplikacji. W podstawowym zastosowaniu do zasilania Pi może być użyte złącze PWRU i kabel micro USB. Przed połączeniem z Raspberry Pi należy dołączyć baterię lub akumulatory i po załączeniu przetwornicy skontrolować napięcie wyjściowe. Zależnie od baterii jest możliwe uzyskanie napięcia wyjściowego 5 V i prądu od 500…800 mA przy napięciu baterii 3…4,5 V. Uwaga! Zasilacz jest przystosowany do współpracy z baterią AA lub akumulatorami Li-Ion, Li-Po, LiFePo4 wyłącznie z wbudowanym zabezpieczeniem.

Adam Tatuś, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
styczeń 2017
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik wrzesień 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio październik 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów