ラズパイZero用UPS基板を中国企業が発売、5600円で電池残量と時刻も読める

中国のACE design studioが、Raspberry Pi Zeroシリーズ向けの無停電電源基板「Pi-Ener-lite」をハードウェア販売サイトのTindieで売り出した。価格は35ドル(約5600円)。標準的な平頭型の18650リチウムイオン電池を1本積み、外部電源が切れると自動で電池側へ切り替わる。電池残量を測るチップと時計チップも載せてあり、Zero側からI2C経由で残量と時刻を読み出せる。同梱するのは基板と3Dプリントしたケース部品で、Zero本体と18650電池、CR1220ボタン電池は買い手が用意する。

基板はZeroの下側に重ね、ばね式のポゴピン7本で接続する。7本のピンが給電とデータの読み出しを兼ねる。充電はType-Cポートから1A(5V)、Zeroへの出力は2.5A(5.1V)で、充電しながら給電もできる。保護回路は過充電、過放電、過電流、短絡に対応する。外部電源が挿さっているかどうかはGPIO4の電圧レベルで判定し、Highなら未接続、Lowなら接続を示す。GPIO4を別の用途に使いたいときは、基板のスライドスイッチをB側へ倒して検出回路から切り離す。

残量計にはCW2015を使う。I2Cアドレスは0x62で、電池電圧を14ビットで返すVCELLレジスターと、残量の百分率を16ビットで返すSOCレジスターを読む。ADCの分解能は305μV(マイクロボルト)で、1μVは1mVの1000分の1にあたる。公称の測定誤差は残量が±2%、電圧が±3mVで、電池のロットや周囲の温度で多少ぶれるとメーカーは補足する。時計にはDS1307を使い、I2Cアドレスには0x68を割り当てている。CR1220をバックアップに回すことで、主電源が完全に落ちても時刻を保つ。基板には残量表示のLEDが5個並び、20%刻みで点灯する。充電中は順番に流れるように光り、満充電では5個とも点灯したままだ。電源スイッチは3秒以上の長押しで出力を切り替える。

資料はGitHubのリポジトリにまとまっている。英語と中国語のユーザーマニュアル、残量と外部電源の状態を読むPythonのサンプル、CW2015とDS1307のデータシート、ケースの3Dデータが入っている。ケースのデータは3MF形式で、STLは含まない。時計を使うにはI2Cを有効にし、config.txtにDS1307のオーバーレイを書き足してhwclockコマンドで同期する。手順は画面付きでマニュアルに載っている。発送は中国からで、日本への送料は9ドル(約1400円)からかかる。同社はZero用の「UPS-Lite」(23.99ドル、約3800円)と、Raspberry Pi 4Bなど向けに18650を2本使う「UPS-18650-Lite」(29.99ドル、約4800円)も販売している。

関連情報

Pi-Ener-lite,A portable power platform for Pi Zero(Tindie)

Pi-Ener-lite(GitHub)

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