3002 21700 5V3A树莓派专用电源模块

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关键词

树莓派4B、Raspberry Pi、21700动力电池、5V2A、5V3A、5V4A、交互串口、串口命令、边充边放、实时电压检测

一、简介

21700电源模块专为树莓派设计，可通过顶针或者USB口对树莓派进行供电。板上分为两个区域，左侧为典型的充电宝设计，充电和放电同口，也就是接入外部电源即可对电池进行充电，接入用电设备即可对外供电，充电可达2.8A，放电可达5V2A。右侧区域为电池升压电路，具备一个电源总开关，可通过镀金顶针为树莓派供电，另外还具备两路USB-A口对其它外设供电，同时还可以通过串口查看电池信息。电池电路支持边冲边放，具备充电的过充保护，过热保护和放电的过热保护、过流保护、欠压保护、短路保护。实测顶针版接树莓派4B播放1080P视频的续航测试可达10小时。

二、硬件资源

1. 硬件特征

• 适用于Raspberry Pi系列主板，5V2A和5V4A两路相互独立的双输出接口；

• 5V2A端，提供三种类型的接插件（USB-C，USB-A，micro USB)，并支持同进同出，即输入5V进入充电模式，接入用电设备变成放电模式；

• 5V2A USB-A口支持给iphone充电，支持给安卓充电；

• 5V4A稳定输出，UPS不间断电源，且有双USB大电流接口，共享4A电流，也可以用顶针供电；

• 一路输出开关和一路输出控制按键，可用于控制两路USB-A口；

• 板载4盏电量指示灯；

• 一个电量指示按键，用于查看电量指示；

• 一个电源指示灯；

• 顶针版具有串口顶针，USB版本具有板载串口插针，均用于串口交互；

• 2节21700电池并联，容量10000mAh（MAX），也可只用一节电池；

• 尺寸：85*56mm；高度38.6mm：从底部亚克力到板上铜柱；

• PCB板沉金工艺，无铅生产；PCB板通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0。

2. 产品特点

• MCU用于电源管理，并支持串口输出，用于提示电池电压和输出电压；

• 两路MOSFET用于输出控制，支持低电压关闭输出，支持手动或串口命令关闭/打开输出；

• 充电头（输入）检测功能。

3. 串口输出特征

• 自动上报电池电压和输出端电压，上位机系统可据此估算系统续航时间并提前做好数据保护。上报间隔可通过命令设置，默认间隔为2秒；

• 自动点亮电量指示LED，方便观察，可通过命令设置点亮间隔，默认为1分钟；

• 可设置电池低电压保护阈值，默认为3V关闭输出；

• 可查询系统上电总时长；

• 可通过命令关闭/打开两路输出；

• 可设置按键用于控制其中一路输出或者两路输出。

注意：不支持电流采样。

串口线用于数据传输，连接如下图所示：

4. 电池说明

本产品使用两节21700动力锂电池并联提供电源，可提供长时间续航，可靠放电能力达10A以上，确保5V2A加5V4A足功率双输出。采用开关模式充电，所以即便充电电流达到2.8A，芯片和电池也不会出现过热保护情况。建议采用5V2.5A以上的适配器充电；如果适配器达不到2.5A的输出能力，可能会导致充电时充电头保护（充不进）甚至损坏。

电池极性和安装说明：

21700电池能量巨大，请千万看清楚方向再放入电池座。一旦插反很可能会冒烟起火甚至爆炸，为了大家安全着想，请仔细核对，非必要请勿插拔！

对于因电池接反导致的任何风险我们概不承担，请小心使用；且因电池接反导致的器件损坏不在保修范围内。

因用户自备的电源适配器充电，导致电池炸了或器件损坏，概不保修，请用优质正品电源，或从我司采购。

5. 电量指示与输出控制

可通过电量检测按键查看剩余电量：

可通过输出控制按键控制USB1或者USB2输出：

6. 双输出的应用

本产品的一大特点是支持双输出：

一路为5V2A，常开输出；可以同时接3个外部设备，也可以边冲边放，即一进两出；不管同时接2路还是3路，均共享5V2A。

一路为5V4A大功率输出，具备顶针接口和2个USB-A接口；因此，若使用顶针版，此路输出口可同时接3个设备，共享5V4A。

此应用最多可以同时接6个设备；若边冲边放，可同时接5个设备，可支持树莓派、4G模块、舵机、雷达模组等用同一个电源模块同时工作，解决供电问题。

三、串口交互（树莓派OS）

此操作基于树莓派OS版本为：2024-10-22-raspios-bookworm-armhf.img.xz

树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

3.1 配置树莓派OS

左上角树莓派标志—Preferences—Raspberry Pi Configuration—Interfaces

将Serial Port打开，Serial Console关闭，如图所示：

这样就完成了串口配置。

3.2 查看电源实时参数

使用串口命令进行交互，串口软件可以使用minicom或者CuteCom，安装命令如下：

sudo apt install minicom

sudo apt install cutecom

在树莓派OS下，交互串口为ttyS0（注意，S为大写）。

3.2.1 使用minicom软件

打开树莓派终端，运行minicom：

sudo minicom -D /dev/ttyS0

即可看到交互信息：

DCINPUT：直流输入电压

OUTPUT1：输出电压1

OUTPUT2：输出电压2

BATTERY：电池电压

3.2.2 使用CuteCom软件

运行CuteCom软件，打开ttyS0串口，在输出窗口中查看交互信息：

3.3 运行电源系统控制命令

运行CuteCom软件，打开ttyS0串口，在输入（Input）窗口中输入命令，在输出窗口中查看相应的返回信息。

如ATE表示查询系统总运行时长：

AV3.1E表示电池电压低于3.1V时关闭电源输出：

常用控制命令列表：

四、串口交互（Ubuntu系统）

此操作基于Ubuntu系统版本为：ubuntu-24.10-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz

Ubuntu系统下载地址：

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

4.1 设置配置

修改Ubuntu系统的配置：

sudo nano /boot/firmware/cmdline.txt

删除红框中的文字，然后保存退出：

console=tty1

sudo nano /boot/firmware/config.txt

添加红框中的文字，然后保存退出：

enable_uart=1

修改完毕后重启系统。

4.2 查看电源实时参数

串口软件可以使用minicom或者CuteCom，安装命令如下：

sudo apt install minicom

sudo apt install cutecom

在Ubuntu系统下，交互串口为ttyS0（注意，S为大写）。

4.2.1 使用minicom软件

打开Ubuntu系统终端，运行minicom：

sudo minicom -D /dev/ttyS0

即可看到交互信息：

4.2.2 使用CuteCom软件

运行CuteCom软件，打开ttyS0串口，在输出窗口中查看交互信息：

sudo cutecom

五、产品图片

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