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MGod-monkey/Raspberry_Ups

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树莓派 UPS

项目待更新,后续会更新树莓派外壳3D打印件(电路测试没问题,成品待更新)

ups_pcb


描述:

项目参考:https://github.com/tjohn327/raspberry_pi_ups

树莓派不间断电源系统,用于为树莓派提供电源。 参考国外大佬的开源项目,并对项目中板子做了调整,修复了原项目中的部分bug,并适配中文版本。树莓派3b和树莓派4b引脚一样,因此本项目适用于树莓派3b和树莓派4b。理论支持所有版本的树莓派,但其余板子需要重新画PCB,将OUTPUT接到树莓派的5V引脚上。

特性:

  • 不间断电源,当板子上的type-c输入接上时,树莓派由外部电源供电,同时给内部电池充电,当输入断开时,由内部电池供电,实测6000mHA锂电池可供电3-4h
  • 扩接树莓派GPIO引脚,同时引出两个I2C接口,用于扩展外部设备
  • 拥有两个5V风扇接口,可用于散热风扇的使用
  • 预留一个2.5x2.5cm的散热风扇放置口,摄像头排线口和屏幕排线口
  • 项目内置电压电量检测脚本,可开机自启并通过网页查看到电池电量信息

- 硬件部分

嘉立创打板Gender:Gerber_PCB_rasp_pi_4b_ups.zip

  • Input: 4.5V - 14V DC, 2A - 5A
  • Output: 5V, up to 3A

说明:两个I2C接口引脚从‘+’符号往后依次为: 5V-->GND->SCL->SDA

通过项目中的gender文件可以在嘉立创下单平台一键下单,项目用到的部分硬件淘宝链接如下(展开查看)

-【Type-C母座】https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.14432e8dOjq5sL&id=620536500953&_u=52htfi0p1801

-【拨动开关】https://detail.tmall.com/item.htm?id=607540947052&spm=a1z0d.6639537/tb.1997196601.28.481a7484wjLJUf&skuId=4261603081609

【1.25mm插座】https://detail.tmall.com/item.htm?id=626531190062&spm=a1z0d.6639537/tb.1997196601.4.481a7484wjLJUf&skuId=4438509520205

【1.25mm接线】https://detail.tmall.com/item.htm?id=624732974819&spm=a1z0d.6639537/tb.1997196601.18.481a7484wjLJUf&sku_properties=1627207:14415883024

【双排加长排针】https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2e4a2e8dPEDjnU&id=634945644359&_u=52htfi0p417e

说明:电源管理芯片BQ25895和稳压芯片TPS61236P可以在立创商城买正品,成本50左右,也可以在淘宝买几块的散装(有不能用的风险),锂电池购买看自己需求,可以用18650也可以用电芯,只要是3.7V输出即可,总成本在80左右


- 软件部分

1. 焊好双排针(也可以只焊上面的5V和GND引脚)和锂电池,然后插到树莓派上,接上板子上的Type-C输入,通电打开开关以启动树莓派

注:UPS板子上的Type-C和树莓派上的Type-C不共容,接板子上的Type-C后就不能接树莓派上的,否则容易导致电路损坏

2. 打开树莓派4b的I2C和GPIO

sudo raspi-config

依次选择pi -> Interface Options -> I2C/GPIO -> enable

rasp_I2C

3. 安装树莓派中i2c驱动库smbus

sudo apt-get install -y python-smbus

4. 安装UPS服务

克隆仓库到树莓派上,并安装服务

cd ~
git clone https://github.com/MGod-monkey/Raspberry_Ups.git
cd raspberry_ups/Software/

说明:网络不好时可以下载到本地,再通过sftp传到树莓派上

​ 打开power.py修改配置,电池容量一定要改,电池电压实在无法测量也可以不改,就是测出来的值可能不准确

sudo nano power.py

ups_config

ctrl+o保存ctrl+x退出,接下来就一键安装就行

sudo chmod +x install.sh
sudo ./install.sh

检查ups.server是否在运行,见到如下画面证明你以成功安装,默认情况下ups服务是不输出的,通过40001端口的upd不断传送数据,当断开电源或电量不足时会在终端输出

sudo systemctl status ups.service

ups_success

5.安装Node-Red控制台,方便在网页上直观的显示数据

在安装node-red之前先放行树莓派端口,以防后面出错

sudo ufw allow 1880

安装node-red依赖build-essential

sudo apt update
sudo apt install build-essential

运行下面命令安装node-red,这些包包括Node.js、npm和Node-RED本身

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

注:回车没反应就是网络不好,将上面的网站替换为https://raw.fastgit.org/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered,脚本运行时会有确认选项,默认为No,需要手动输入y回车确认,全部确认后会自动安装,全部安装完成后会提示是否要自定义node-red配置,这时候直接回车或者输入N回车即可,完成之后建议重启

6.部署Node-Red节点

复制配置文件到node-red,并且安装node-red控制台

cp ups_flow.json ~/.node-red/lib/flows/ups_flow.json
cd ~/.node-red/
npm i node-red-dashboard

启动node-red服务,直接启动或者设置开机自启

sudo node-red
sudo systemctl enable nodered.service
sudo systemctl start nodered.service

访问网页http://{树莓派IP}:1880,进入后台,然后按照下面顺序依次点击,最后访问http://{树莓派IP}:1880/ui即可看到ups数据

ups_ui

About

树莓派UPS系统,适用于树莓派3b/4b

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