3003 21700 5V5A PD RP5

关键词

树莓派5、Raspberry Pi、21700、5V5A、I2C交互串口、边充边放、实时检测电流电压

一、简介

此21700 PD电源模块专门针对树莓派5设计，输出通过USB-C PD口和树莓派5进行5V5A PD协商，树莓派系统自动识别5V5A。

输入（充电）采用USB-C接口进行充电，支持常规5V充电，也支持PD充电(工作在5V)。输出端具备三种接口，分别为镀金顶针，USB-A和USB-C，三个接口可同时使用，共享5V5A，同时预留了2.54-2p接口。其中顶针版可以节约线缆空间，方便随身携带；USB-C为PD输出接口支持和树莓派5PD协商。标配两节（并联）21700锂电池，两节容量可达10000mAh。

模块具有电池充电的电流电压监测功能、电池放电的电流电压监测功能，以及5V放电电流电压监测功能（通过l2C顶针读取）。

线路板采用四层板设计，可提升板子的供电能力和散热效率，PCB板通过UL和ROHS认证，防火等级为94V-0。

二、硬件资源

1. 输出：

具有三种输出接口，分别为USB-A和USB-C以及镀金顶针，总电流5V5A，短时6A；

USB-C接口支持5V5A PD协议，可于树莓派5正常协商，不弹窗，足5V5A；

USB-A接口和镀金顶针输出不带PD协议，系统会报低功率，可通过加软件代码识别5V5A；也可以选配USB A-C PD适配器或PD Dongle适配器，实现PD握手协议；

一路输出激活按键，电池进入欠压保护后需要预充一段时间（5-30分钟，视负载轻重而变化）才能重新打开输出，如果急用可通过该按键提前打开输出（基本预充3-5分钟左右即可通过按键打开输出）；

具备5V输出过流保护、过热保护；

具备大电流电源总开关，关闭后无漏电，可长时间存放；

2. 输入：

采用USB-C接口进行充电，充电电流2.8A，支持PD充电头（即充电电源需5V2.8A以上）；

3. 电池：

2节21700电池共10000mAh，额定容量9600mAh，可靠放电能力达10A以上，确保5V5A足功率输出；树莓派5循环播放视频续航测试，约8小时；

具备电池充电电压电流监测、电池放电电压电流监测、5V放电电压电流监测（通过I2C顶针读取），用户可据此判断负载和续航情况；

具备电池欠压保护，电池电压降至约2.7V时将关闭输出；

具备电池过充保护、过流保护；

4. LED：

四个LED电量指示功能，通过按键手动激活；

一个LED输出指示灯；

两个LED充电指示灯，充电时红灯亮，充满后红灯灭，绿灯亮；

5. 其他：

尺寸：85*56mm，四层板设计；沉金工艺，无铅生产，PCB通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0；

预留2.54mm-2Pin接口，可用于外接风扇，或用于输出；

可选铝合金底座，优化重载散热。

装配电池时请注意下列事项：

1. 由于21700电池容量比较大，为了缩短充电时间，大电流充电阶段电流高达2.8A，建议采用5V2.8A以上的适配器充电。如果适配器达不到2.8A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；

2. 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！

电池极性和安装说明：

注意：插拔电池的时候请一定注意正负极方向，核对线路板上丝印。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。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。

三、查看电源实时参数（树莓派OS）

此操作基于树莓派OS 64位版本为：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 打开I2C接口

本模块是通过I2C接口查看电源实时参数，需要在树莓派OS下打开I2C接口：

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

将I2C打开，如图所示：

这样就完成了相关配置。

3.2 查看电源实时参数

打开树莓派终端，输入如下命令（此操作是下载软件）：

wget -O INA219.py http://www.mcuzone.com/wiki/3003_21700_5V5A_PD/INA219_10MR1126.py.zip

随后运行该软件，即可看到电源实时参数：

python INA219.py

Charge：实时充电参数；

Discharge：实时放电参数；

5V output：5V输出实时参数；

Time：运行时间。

四、查看电源实时参数（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 打开I2C接口

本模块是通过I2C接口查看电源实时参数，需要确认Ubuntu系统是否打开了I2C接口：

sudo nano /boot/firmware/config.txt

查看红框处的i2c_arm是否设置了on，如果没有，请设置：

4.2 查看电源实时参数

打开Ubuntu系统终端，首先安装smbus支持：

sudo apt-get install python3-smbus

然后下载查看电源实时参数软件：

wget -O INA219.py http://www.mcuzone.com/wiki/3003_21700_5V5A_PD/INA219_10MR1126.py.zip

随后运行该软件，即可看到电源实时参数：

python3 INA219.py

Charge：实时充电参数；

Discharge：实时放电参数；

5V output：5V输出实时参数；

Time：运行时间。

五、USB-C PD握手协议测试

由于树莓派5的电源C口有特殊的PD握手要求，若不是用树莓派5原厂电源，而是采用普通电源给树莓派5供电，即使输入的电压和电流符合5V5A的要求，树莓派OS或者Ubuntu系统也会提示此电源不支持5V5A，如图红框所示（以树莓派OS为例）：

我们的21700 5V5A PD电源模块可以实现树莓派5的PD握手，具体实现的方法有以下三种：

1. 板载输出USB-C，具有握手协议，用CC线与树莓派5的USB-C口，上电启动系统即可（如下图）。

2. 若使用顶针供电功能，可以配我司PD dongle配件。将PDdongle插入树莓派5的USB-C口，重启即可（如下图）。

3. 若使用输出USB-A，可配我司的USB A-C PD适配器，插在输出USB-A口上，再接CC线到树莓派5的电源C口，上电启动系统（如下图）。

以上三种输出接口，三种方法都可以实现：即使不是树莓派5原装电源，系统也不会弹窗，同时树莓派5自身USB口不会限电流。

如果您的树莓派5运行系统实际功耗不大，我们的电源顶针版电源最多可以同时给3个树莓派5进行符合5V5A PD握手协议的输出；而USB版电源最多可以给2个树莓派5进行符合5V5A PD握手协议的输出。

21700电源模块顶针给树莓派5供电的同时也可以给树莓派Zero供电	21700电源模块给树莓派5供电的同时也可以给液晶屏供电