Witty Pi 4 L3V7

Witty Pi 4 L3V7: RTC e gestione batteria Raspberry Pi

La scheda Witty Pi 4 L3V7 è un add-on in formato uHAT che aggiunge Real-Time Clock e gestione dell’alimentazione a batteria al tuo Raspberry Pi. Può definire la sequenza ON/OFF del tuo Raspberry Pi e ridurre significativamente il consumo di energia. Inoltre, utilizza una batteria agli ioni di litio o ai polimeri di litio da 3.7V (che è l’acronimo di L3V7) e dispone di funzionalità UPS integrata.

Witty Pi 4 L3V7 è l’ultima versione della serie Witty Pi di UUGear. Se cerchi la versione HAT o pHAT (mini) di questo prodotto, clicca su Witty Pi 4 o Witty Pi 4 Mini. La versione precedente, ovvero la serie 3, è fuori produzione.

Le caratteristiche principali di Witty Pi 4 L3V7 sono:

• Real-time Clock calibrato in fabbrica e compensato in temperatura con una precisione di ±2 ppm.
• Sensore di temperatura dedicato con risoluzione 0,125°C.
• Microcontroller (MCU) AVR a 8 bit con flash programmabile da 8 KB.
• Convertitore DC/DC step-up (boost) che emette fino a 5V/3A.
• Gestore di ricarica in grado di caricare la batteria con una corrente fino a 1A.

Il manuale utente di Witty Pi 4 L3V7 ti aiuterà a trovare ulteriori informazioni.

Specifiche di Witty Pi 4 L3V7

• Dimensioni: 6,5 x 3 x 0,7 cm
• Peso: 10g (peso netto senza accessori)
• Microcontroller: ATtiny841 (datasheet)
• Real-time clock: PCF85063A (datasheet), calibrato in fabbrica.
• Sensore di temperatura: LM75B (datasheet)
• Convertitore DC/DC: MP3423 (datasheet)
• Gestore della ricarica: TP4056 (datasheet)
• Alimentazione in ingresso: 5V DC (tramite connettore USB-C) o batteria LiIon/LiPo da 3,7V
• Corrente in uscita: Fino a 3A per Raspberry Pi e le sue periferiche
• Corrente statica: ~0,3mA su batteria da 3.7V, ~1mA su USB-C 5V
• Temperatura di funzionamento: -30°C~80°C (-22°F~176°F)
• Umidità: 0~80% RH, senza condensazione, senza gas corrosivi

La confezione di Witty Pi 4 L3V7 contiene:

• 1 x scheda Witty Pi 4 L3V7
• 4 x viti in plastica M2,5 da 10mm
• 4 x distanziatore in plastica da 4mm
• 4 x dado in plastica M2,5
• 1 x cavo PH2.0 da 8cm

Differenze tra Witty Pi 4 L3V7 e Witty Pi 4

Witty Pi 4 L3V7 ha un design molto simile a Witty Pi 4, tuttavia il suo convertitore DC/DC è un convertitore step-up (boost), mentre Witty Pi 4 è dotato di un convertitore step-down (integrato). Witty Pi 4 L3V7 ha anche un circuito di ricarica in grado di caricare la batteria.

Note: il software di Witty Pi è sviluppato e testato con Raspberry Pi OS (l’ex Raspbian). Se desideri utilizzare Witty Pi su altre distribuzioni Linux, potresti non riuscire ad installare il software senza errori. Ciò è dovuto al fatto che diverse distribuzioni Linux hanno diversi pacchetti installati di default e anche i loro user di default potrebbero avere dei privilege setting diversi. Potrebbe essere necessario modificare lo script di installazione del software o anche il software stesso, tuttavia ciò richiederà una certa conoscenza della programmazione BASH.

Funzionalità del gruppo di continuità incorporata (UPS)

Sulla scheda di Witty Pi 4 L3V7 è incorporato il circuito di ricarica della batteria e il convertitore boost DC/DC, che può essere utilizzato come gruppo di continuità (UPS). Witty Pi 4 L3V7 può funzionare con tutte le batterie ricaricabili LiIon e LiPo con tensione nominale di 3.7V (e tensione a piena carica di 4.2V).

Quando l’alimentatore 5V è collegato al connettore USB-C su Witty Pi 4 L3V7, avrà la priorità di alimentare insieme sia la scheda Witty con il Raspberry Pi. Nel frattempo, la batteria viene scollegata dai binari di alimentazione e viene caricata.

Dopo aver scollegato l’alimentazione a 5V, la tensione della batteria verrà monitorata da Witty Pi 4 L3V7. Una volta che la tensione della batteria scende al di sotto di una soglia pre-impostata, il software di Witty Pi eseguirà uno spegnimento regolare e quindi staccherà la corrente al Raspberry Pi. Regolando la soglia di bassa tensione, puoi decidere quando il dispositivo deve spegnersi prima che la batteria sia completamente scarica.

Real-time Clock preciso e sequenza ON/OFF

L’orologio in tempo reale (RTC) su Witty Pi 4 L3V7 è stato calibrato in fabbrica ed è molto preciso grazie al firmware che effettua anche la compensazione della temperatura per il cristallo e l’errore annuale effettivo è limitato entro ±2 ppm. L’ora memorizzata nell’RTC sovrascrive quella del sistema del Raspberry Pi ogni volta che il Raspberry Pi si avvia, senza bisogno di accedere ad internet per avere l’ora corretta. Inoltre, è possibile programmare sia l’avvio che l’arresto del Pi e con uno script pianificare complicate sequenze ON/OFF per rendere il Raspberry Pi in un temporizzatore. Infatti, la sequenza ON/OFF è la funzionalità più popolare delle schede Witty Pi ed è estremamente utile per i progetti alimentati a batteria. In questo modo, attraverso l’uso di Witty Pi, il Pi si accenderà solo quando necessario e la batteria potrà essere utilizzata molto più a lungo.

Sensore di temperatura integrato

La risoluzione del sensore di temperatura su Witty Pi 4 L3V7 è di 0,125°C. I dati sulla temperatura sono utilizzati per compensare il cristallo, rendendo più preciso il Real-time Clock. Inoltre, grazie a questo sensore, è possibile programmare l’avvio o lo spegnimento del Raspberry Pi quando la temperatura supera o scende al di sotto di una soglia pre-impostata. Il che è molto comodo in progetti dove la temperatura potrebbe essere un problema.

Interruttore E-Latching

Su Witty Pi 4 L3V7 c’è un interruttore e-Latching, molto simile al pulsante di alimentazione di un PC, che con un solo tocco sul pulsante permette di accendere o spegnere la scheda Raspberry Pi in modo sicuro. Infatti, il software in esecuzione in background eseguirà il comando di spegnimento prima che l’alimentazione venga interrotta, in modo da evitare il danneggiamento dei dati causato da un arresto forzato.

Dispositivo I2C singolo

Witty Pi 4 utilizza un’MCU per emulare un dispositivo I2C singolo (predefinito 0x08) e mappare come registri I2C virtuali tutti i dati dell’RTC e del sensore di temperatura. In questo modo, la scheda Witty Pi diventa un proxy dei dispositivi I2C (RTC e sensore di temperatura) per comunicare direttamente con un solo registro virtuale che fa da alias ad entrambi i sensori del Witty Pi. Inoltre, puoi evitare qualunque conflitto nell’indirizzo I2C, poiché Witty Pi 4 può cambiare indirizzo I2C via software.

Supporto UWI e Software di Witty Pi

Puoi accedere a Witty Pi 4 L3V7 su qualsiasi dispositivo con accesso alla rete attraverso UWI (l’interfaccia web di Uugear – UUGear Web Interface).

Witty Pi 4 L3V7 usa lo stesso software di Witty Pi 4, e l’installazione del software è davvero semplice, devi solo far eseguire i seguenti due comandi nel tuo Raspberry Pi:

pi@raspberrypi:~ $ wget https://www.uugear.com/repo/WittyPi4/install.sh
pi@raspberrypi:~ $ sudo sh install.sh


Il source code è pubblico e lo trovi nel seguente link su GitHub.

GENERATORE SCRIPT SCHEDULE

Per creare e debuggare lo schedule script per Witty Pi, usa questa web app Witty Pi Schedule Script Generator.

Nome UUGear: WITTY PI 4 L3V7: REALTIME CLOCK AND POWER MANAGEMENT FOR RASPBERRY PI [Witty_Pi_4_L3V7]