Сумісний з контролерами ARDUINO, ESP12.OLED_V1, плата NodeMCU (на базі ESP8266-12), модулі на мікросхемі ESP8266EX, ESP32 або іншими, які живляться від напруги в рамках від 1,8 до 5,5 В.

Функції

Модуль підключається до головного контролера через 4-провідний шинний інтерфейс I2C і забезпечує наступні функції:

• Ввід даних п’яти-кнопковою клавіатурою (вліво, вправо, вниз, вверх, ОК);
• Вивід даних на RGB-світлодіод;
• Вивід звукових послідовностей на активний індикатор типу buzzer;
• Вхідний та вихідний наскрізні порти шини I2C. Вхідний для підключення до MCU та вихідний – для підключення будь-яких зовнішніх пристроїв з підтримкою специфікації I2C.

Завдяки використанню шини I2C та розширювача портів MCP23017, забезпечується економія GPIO головного контролера та можливість вводу і виводу інформації зручним для користувача способом. Сім вільних GPIO виведені на окремий роз’єм для підключення додаткових інтерфейсних сигналів вводу-виводу у відповідності до задуму користувача. 

Передбачено сигнали Int A & Int B – обробка переривань за зміною стану входів модуля.

Застосування

I2CUI4_V1 буде зручно застосувати в якості панелі керування і індикації станів в користувацьких пристроях:

• електронних годинниках,
• дозиметрах рівня радіації,
• розумних розетках,
• термостатах,
• мультимедіа та аудіо пристроях,
• погодних станціях та в інших.

Сумісність

Сумісний з контролерами і платформами:

• ARDUINO,
• ESP12.OLED_V1,
• плата NodeMCU (на базі ESP8266-12),
• модулі на мікросхемі ESP8266EX,
• ESP32, 
• або іншими, що живляться від напруги в рамках від 1,8 до 5,5 В;
• можлива інтеграція в Home Assistant (з плагіном ESP Home), Blynk, OpenHab, Node-RED, Tasmota.

Молодша і старша версії модуля

На відміну від молодшої версії I2CUI3_V1, у модулі інтерфейсів I2CUI4_V1, використаний 16-бітний розширювач портів MCP23017. Завдяки цьому стало можливим використовувати цей модуль в пристроях для інтеграції в платформах Home Assistant, Arduino та багатьох інших. 

Мікросхеми модулів інтерфейсів користувача:

• I2CUI3_V1 – 8-біт, I2C, PCA9538; 
• I2CUI4_V1 – 16-біт, I2C, MCP23017.

В старшій версії I2CUI4_V1 впроваджено наступні можливості:

• єдиний цифровий інтерфейс – 2 порти I2C вхід/вихід;  
• 5 кнопок у стилі джойстика; звуковий індикатор; RGB LED-індикатор; 
• встановлення джампером однієї з 8 адрес на шині I2C; 
• 7 вільних GPIO виведені на окремий роз’єм.

Підтримка на рівні драйверів

Підтримку мікросхеми MCP23017 на рівні драйверів заявлено зокрема наступними платформами:

Призначення портів модуля

Живлення і споживання

Живлення модуля можливе в діапазоні напруг 1,8 – 5,5 вольт. Струм споживання модуля I2CUI3 в стані спокою становить близько 1 мікроампера. У випадках виводу даних одночасно на R+G+B+buzzer, максимальний струм споживання може досягати 20 міліампер.

Адреса модуля на шині I2C

Адреса модуля має фіксовану і змінну частини:

Вибір адреси модуля I2CUI4_V1 відбувається у відповідності до документації на чіп MCP23017, оскільки саме ця мікросхема модуля взаємодіє з головним контролером по шині I2C.

Обробка переривань

Модуль має два канали переривань: Int A та Int B. Вся обробка і логіка (active-low) відповідає документації на чіп MCP23017. Обробка переривань передбачена для відслідковування головним контролером зміни станів GPIO, встановлених у режим входу.

Відповідно до задуму модуля інтерфейсів I2CUI4_V1, режим входу (input mode):

•  має бути встановлено для:
  • GPIO 11 (GPA3) – Key Up on board
  • GPIO 12 (GPA4) – Key Down on board
  • GPIO 13 (GPA5) – Key Left on board
  • GPIO 14 (GPA6) – Key Right on board
  • GPIO 15 (GPA7) – Key OK on board
• може бути встановлено для вільних портів GPIO, якщо ті застосовує користувач у якості входів: GPIO 1 (GPB1), GPIO 2 (GPB2), GPIO 3 (GPB3), GPIO 4 (GPB4), GPIO 5 (GPB5), GPIO 6 (GPB6), GPIO 7 (GPB7).

Порти GPIO 0 (GPB0) Buzzer on board, GPIO 8 (GPA0) LED – Red on board, GPIO 9 (GPA1) LED – Green on board, GPIO 10 (GPA2) LED – Blue on board працюють на модулі як виходи (output mode).

Розміри модуля

• Розміри плати модуля 50 х 52 мм,
• Висота модуля (Z): 15 мм.

Комплекти постачання

Модуль постачається у наступних комплектах:

• Комплект Basic:
  • 1 шт – Модуль інтерфейсів користувача I2CUI4_V1;
  •  PCB Headers ( Dupont Headers ) 2,54 20p – 1 шт.

• Комплект Basic + Connectors:
  • 1 шт – Комплект Basic;
  • Роз’єми, запаяні на плату:
    • JST XH 2,54 2p – 1 шт:
    • JST XH 2,54 4p – 4 шт..

• Комплект Basic + Connectors + Cables:
  • 1 шт – Комплект Basic + Connectors;
  • Кабелі:
    • JST XH 2,54 4p –  JST XH 2,54 4p – 1 шт. 
    • JST XH 2,54 2p –  JST XH 2,54 2p – 1 шт. 
    • JST XH 2,54 4p –  Dupont 4p – 1 шт. 
    • JST XH 2,54 2p –  Dupont 2p – 1 шт.

Технічний опис:    i2cui4_v1-product-description-ukr,  i2cui4_v1-product-description-eng.

Посилання

Чіп розширювача портів, який застосовується у модулі:

Від виробника

Шановний Читач! Дякуємо що цікавитеся нашими продуктами. Сподіваємося, що Вам сподобається і цей наш пристрій. IoT-devices народився дякуючи підтримці наших Клієнтів та завдяки нашому досвіду і закоханості в Електроніку.

Розроблено дизайн та виготовлено компанією IoT-devices зі свободою і мудрістю в Україні у 2021 році. Всі права застережено.

Призначення та сумісність

Модуль безперервного живлення PS4IoT з зарядкою і захистом батареї для побудови розумних пристроїв з резервуванням шляхів живлення, з напругою від 3.0 до 6 вольт і вихідними напругами у колі навантаження 3V3, 5V або 12V, з сумарною потужністю до 5 Вт.

Розумний модуль живлення призначено для застосування у складі радіоелектронних пристроїв на базі будь-яких мікроконтролерних платформ, як-от ESP8266, ESP32, Arduino, STM32 та похідних (ESP12.OLED, NodeMCU, тощо) у якості автономного чи програмно-керованого контролером блока живлення.

Особливості

• Старт від AC/DC адаптера при глибоко розрядженій батареї;
• Старт від AC/DC адаптера за відсутності батареї;
• Автоматична зарядка батареї і користування пристроєм одночасно;
• Можливість заміни батареї без переривання живлення від AC/DC адаптера;
• При живленні від AC/DC адаптера батарею не підключено до навантаження, – відсутність навантаження на батареї заощаджує кількість циклів розряд-заряд (подовжує строк служби батареї).

Можливості модуля з базовими налаштуваннями

Цей мініатюрний модуль може здивувати великою кількістю одночасно і важливих, і цікавих функцій. PS4IoT_V1 з базовими налаштуваннями забезпечує:

• Автоматичний онлайн перехід “батарея-мережа” і навпаки, без переривання генерації вихідних напруг живлення (12V, 5V, 3V3) навантажень;
• Автоматичний перехід на живлення від AC/DC адаптера 5V при відключенні акумулятора без переривання живлення навантажень;
• Автоматичний контроль заряд/розряд батареї; За замовчуванням встановлений струм заряджання 0,5 А. Стани процесу зарядки батареї відображаються двома LED індикаторами.

Профілі застосування модуля

Модуль може забезпечити наступні профілі автономного і керованого застосування у складі розумного пристрою:

• пристрій без акумуляторної батареї з живленням лише від AC/DC адаптера 5V;
• пристрій з живленням від Li-Ion батареї та AC/DC адаптера 5V;
• пристрій лише з акумуляторною Li-Ion батареєю;
• пристрій зі стійким до відмов резервуванням 3 шляхів живлення.

Формула модуля розумного блока живлення

Онлайн модуль безперебійного живлення

• З автоматичним зарядним пристроєм і вибором шляху живлення;
• Інтелектуальний і підключений;
• З резервуванням шляхів живлення;
• Повністю автономний або достатньо керований;
• З акумулятором чи без;
• Для кишені або стаціонарний;
• З одночасним заряджанням і живленням навантажень;
• Для приміщення або вуличний;
• В недорогому і мініатюрному виконанні;
• Найкраще підходить для розумних пристроїв та Інтернету речей.

Як можна бачити з нашої “формули”, за допомогою модуля PS4IoT_V1 можливо будувати найвибагливіші кишенькові та стаціонарні пристрої: живити одне або декілька корисних навантажень одночасно; підключати до модуля контролер з будь-яким функціоналом, відповідно до задуму проекту.

Цей модуль – універсальний складовий елемент, що буде якісно забезпечувати надійне живлення, спостережуваність та керованість вашого DIY, чи навіть комерційного продукту.

PS4IoT виступає інтелектуальним посередником між навантаженням і всіма доступними джерелами живлення.

Цей блок живлення автоматично захищає пристрій і батарею, забезпечуючи легкість та простоту користування кінцевим пристроєм для споживачів так, як це наразі є притаманним лише для якісних та високотехнологічних смартфонів.

Функції модуля

Функції захисту і безпеки акумуляторної батареї

Блок-схема модуля

Програмний контроль стану заряджання Li-Ion батареї

В PS4IoT_V1 є ряд сигнальних ліній, використовуючи які головний контролер може програмно контролювати стан процесу зарядки, температуру та напругу акумулятора. Наприклад, при виявленні невідповідностей – перевищення тривалості зарядки або температури акумулятора, контролер може програмно припинити чи поновити процес зарядки. Також ці механізми, у поєднанні з режимами глибокого сну контролера, буде доречно застосовувати у програмному алгоритмі керування зарядом/розрядом з метою подовження строку служби акумулятора.

Примітка. Версія модуля PS4IoT_V1 наразі не підтримує підключення NTC термістора батареї безпосередньо до контролера зарядки. Тому контроль температури може бути реалізовано шляхом підключення до головного контролера додаткового сенсора температури з шиною I2C чи іншим інтерфейсом, як-от 1-Wire, SPI, NTC-термістора, тощо. Відтак через сигнал Charge Enable (див. CEset.2) контролер може забороняти чи дозволяти зарядку батареї за її температурою.

Інтерфейси розташовано на одному боці модуля

Рекомендується розробляти корпус пристрою, в якому планується встановити PS4IoT_V1, таким чином, щоб нижній, відповідно представленим зображенням, край плати модуля PS4IoT прилягав до одного з зовнішніх боків корпусу. У цьому випадку

• Charge control LED;
• Power supply input 1 (μUSB);
• ON/OFF main switch;
• Aux spare interface – роз’єм для підключення зовнішніх пристроїв;

можуть використовуватися для організації зручного інтерфейсу керування усім пристроєм через передбачені для цього отвори в корпусі.

Застереження

Увага! Використовуйте якісні акумулятори для отримання декларованих технічних характеристик товару.

Увага! Використовуйте якісні AC/DC адаптери з відповідними проводами, спроможні тримати напругу 5 вольт при навантаженні до 2А.

Увага! Максимальний припустимий струм навантаження:

• на виході 12В – 150 мА;
• на виході 5В – 1 А;
• на виході 3.3В – 1 А.

! Максимальне сумарне навантаження на зарядці та виходах – до 5 Вт.

Варіанти комплектів постачання

Комплектація №1 – тільки модуль  PS4IoT_V1 (Basic)

1. Модуль PS4IoT_V1 – 1 шт;
2. Джампер на платі – 2 шт;
3. Роз’єм штирьовий 2.54 2P M, прямий, в комплекті – 7 шт;
4. Роз’єм штирьовий 2.54 4P M, прямий, в комплекті – 3 шт.

Комплектація №2 – модуль з роз’ємами та кабелями (Basic + Connectors (installed) and cables)

1. Модуль PS4IoT_V1 – 1 шт;
2. Джампер на платі – 2 шт;
3. Роз’єм штирьовий 2.54 2P M, прямий, в комплекті – 7 шт;
4. Роз’єм штирьовий 2.54 4P M, прямий, в комплекті – 3 шт.
5. Кабель батареї, плаский, 15 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
6. Кабель виходу живлення, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 2 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
7. Кабель виходу статусів зарядки CP & CC, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
8. Кабель виходу рівня заряду батареї, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
9. Роз’єм JST XH 2.54 2P M, прямий, на плату – 7 шт;
10. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, кутовий, на плату – 1 шт;
11. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, прямий, на плату – 1 шт.

Примітка: в даному варіанті комплектації вказані роз’єми запаяно на плату і вони готові до використання з відповідними кабелями.

Комплектація №3 – модуль з роз’ємами та кабелями (Basic + Connectors (installed) and cables + AUX)

1. Модуль PS4IoT_V1 – 1 шт;
2. Джампер на платі – 2 шт;
3. Кабель батареї, плаский, 15 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
4. Кабель виходу живлення, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 2 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
5. Кабель виходу статусів зарядки CP & CC, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
6. Кабель виходу рівня заряду батареї, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
7. Роз’єм JST XH 2.54 2P M, прямий, на плату – 7 шт;
8. Роз’єм штирьовий 2.54 2P M, прямий, в комплекті – 7 шт;
9. Роз’єм штирьовий 2.54 4P M, прямий, в комплекті – 3 шт.
10. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, кутовий, на плату – 1 шт;
11. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, прямий, на плату – 1 шт;
12. Кабель інтерфейсний внутрішній, плаский, 15 см, 4 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 4P JST XH2.54 – Dupont 4x1P;
13. Кабель інтерфейсний зовнішній, плаский, 30 см, 4 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 4P JST XH2.54 – Dupont 4x1P.

Примітка: в даному варіанті комплектації вказані роз’єми запаяно на плату і вони готові до використання з відповідними кабелями.

Увага. AC/DC адаптер(и), акумуляторна батарея, сонячна панель та сенсор температури до комплектів постачання не входить.

Повний технічний опис: PS4IoT_V1 power supply unit description UKR ,   PS4IoT_V1 power supply unit description ENG

 Презентація модуля:  PS4IoT_V1 quick facts