Witty Pi 5 HAT+ : บอร์ดจัดการพลังงานสำหรับ Raspberry Pi ที่ใช้ RP2350 พร้อม RTC ควบคุมการเปิด–ปิดอัตโนมัติ

Witty Pi 5 HAT+ ออกแบบโดย UUGear, เป็นบอร์ดจัดการพลังงานและตั้งเวลาการเปิด–ปิดไฟ (power scheduler) สำหรับ Raspberry Pi ที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ RP2350 ในการประมวลผลลอจิกการตั้งเวลา, บอร์ดมาพร้อม RTC ความแม่นยำสูง ที่รองรับการตรวจสอบแรงดันไฟและอุณหภูมิเพื่อการควบคุมการเปิด–ปิดพลังงานอัตโนมัติ เหมาะสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์, ระบบตรวจวัดสิ่งแวดล้อม และคอนโทรลเลอร์อุตสาหกรรมที่ต้องการตั้งเวลาการทำงานเพื่อยืดอายุแบตเตอรี่

บอร์ดนี้เป็นไปตามมาตรฐาน Raspberry Pi HAT+ และรองรับแหล่งจ่ายไฟได้สองทาง ได้แก่ อินพุต DC 6V–30V ผ่านขั้วสกรูเทอร์มินัล, แหล่งจ่าย 5V ผ่านพอร์ต USB-C สามารถจ่ายกระแสได้สูงสุด 5A ให้กับ Raspberry Pi และอุปกรณ์ต่อพ่วง นอกจากนี้ยังสามารถทำงานเป็น UPS แบบง่าย ได้ ด้วยโครงสร้าง “ideal diode” แบบคู่ ที่สามารถสลับแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติเมื่อเกิดไฟดับ, คุณสมบัติฮาร์ดแวร์อื่น ๆ ได้แก่ DC/DC converter บนบอร์ด, ID EEPROM สำหรับการระบุตัวตน HAT+, ถ่าน RTC แบบ CR2032 และรองรับอุณหภูมิการทำงานกว้างตั้งแต่ –30°C ถึง +80°C

สเปคของ Witty Pi 5 HAT+ :

เข้ากันได้กับ – Raspberry Pi SBCs ที่มี Header 40 พิน ได้แก่ A+, B+, 2B, Zero, Zero W, Zero 2 W, 3A+, 3B, 3B+, 4B, 5B
ไมโครคอนโทรลเลอร์ – Raspberry Pi RP2350A MCU
- CPU
  - 2x Arm Cortex-M33 cores @ 150 MHz
  - 2x Hazard3 RISC-V cores @ 150 MHz
  - เลือกใช้งานได้สูงสุด 2 คอร์ในเวลาเดียวกัน (กำหนดตอนบูต)
- หน่วยความจำ – SRAM 520KB
- สตอเรจ – OTP 8KB
- แพ็กเกจ – QFN-60; 7×7 มม.
สตอเรจ – 16MB flash memory
USB – พอร์ต USB Type-C สำหรับจ่ายไฟ, โปรแกรม และดีบัก
เซนเซอร์ – เซนเซอร์อุณหภูมิ TMP112 ความละเอียด 0.0625°C
การขยาย
- GPIO header 40 พิน (ใช้เฉพาะ I²C, ไม่ใช้ GPIO อื่นบน HAT+)
- Extension header 7 พิน (ยังไม่บัดกรี)
- I2C pads ภายใน (ยังไม่บัดกรี)
การดีบัก
- SWD header สำหรับ RP2350 (ยังไม่บัดกรี)
- คอนเนกเตอร์พอร์ต Serial (ยังไม่บัดกรี)
อื่น ๆ
- RTC รุ่น RX8025T-UB ความแม่นยำ ±3.8 ถึง 5 ppm
- ที่ใส่ถ่าน RTC แบบ CR2032 บนบอร์ด และจุดบัดกรีสำหรับแบตเตอรี่ภายนอก
- ปุ่มกด ON/OFF
- LED แสดงสถานะ
- RP2350 reset header (ยังไม่บัดกรี)
- ปุ่ม BOOTSEL
- ID EEPROM ตามมาตรฐาน HAT+ บนบัส I²C เฉพาะ
พลังงาน
- อินพุตไฟ 2 ทาง พร้อมระบบสลับอัตโนมัติ
- 5V ผ่าน USB Type-C (VUSB)
- 6V–30V ผ่านขั้วสกรู KF350-2P (VIN)
- DC/DC converter บนบอร์ด (TPS54540)
- แพดบัดกรีสำหรับ VUSB
- แพดบัดกรีสำหรับ VOUT
- กระแสเอาต์พุตสูงสุด 5A สำหรับ Raspberry Pi และอุปกรณ์ต่อพ่วง
- กระแสขณะสแตนด์บาย 0.8 mA (สามารถลดลงได้ ~0.8 mA ขึ้นกับเฟิร์มแวร์)
ขนาด – 65 × 56 × 19 มม. (ฟอร์มแฟกเตอร์ Raspberry Pi HAT+ form factor)
น้ำหนัก – 28 กรัม (เฉพาะบอร์ด ไม่รวมอุปกรณ์เสริม)
ช่วงอุณหภูมิ – –30°C ถึง +80°C
ความชื้น – 0–80% RH, ไม่ควบแน่น และไม่กัดกร่อน

Witty Pi 5 HAT+ Overview — บล็อกไดอะแกรมของ Witty Pi 5 HAT+

บอร์ด Witty Pi รุ่นก่อนหน้าจะใช้ซอฟต์แวร์ที่รันบน Raspberry Pi เพื่อจัดการการตั้งเวลา ซึ่งอาจล้มเหลวได้หากระบบปฏิบัติการค้างหรือบูตไม่ขึ้น แต่สำหรับ Witty Pi 5 ลอจิกการตั้งเวลาทั้งหมดจะทำงานบน RP2350 MCU บนบอร์ดโดยตรง การตั้งค่าทำผ่านเครื่องมือบรรทัดคำสั่งโอเพนซอร์ส (wp5) และดีมอนพื้นหลัง (wp5d) ซึ่งทั้งคู่เป็นโอเพนซอร์สภายใต้สัญญาอนุญาต BSD-3-Clause, การสื่อสารทั้งหมดใช้ I²C (ค่าเริ่มต้นที่ address 0x51 และสามารถเปลี่ยนได้) เป็นไปตามมาตรฐาน HAT+ อย่างสมบูรณ์ และไม่กิน GPIO ทำให้ขาอื่นยังว่างสำหรับอุปกรณ์เสริม

สคริปต์การตั้งเวลาจะถูกเก็บไว้ใน flash 16MB บนบอร์ด และทำงานได้อย่างอิสระจาก Raspberry Pi จึงมั่นใจได้ว่ายังสามารถสั่งเปิด–ปิดไฟได้แม้ระบบปฏิบัติการจะล้มเหลว, เฟิร์มแวร์รองรับทั้งสคริปต์ .wpi แบบวนลูป, แบบเดิม และฟอร์แมตใหม่ .act แบบเชิงเส้น สำหรับการควบคุมที่แม่นยำยิ่งขึ้น การอัปเดตเฟิร์มแวร์ทำได้ง่ายเพียงกดปุ่ม BOOTSEL ค้างไว้ บอร์ดจะปรากฏเป็น USB mass storage จากนั้นลากไฟล์ .uf2 ไปวางได้ทันที และยังมีอินเทอร์เฟซ serial เสมือนสำหรับดูข้อความดีบักแบบเรียลไทม์ รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถดูได้จากคู่มือผู้ใช้

ก่อนหน้านี้เราเคยเขียนบทความเกี่ยวกับ UPS HAT กำลังสูงหลายรุ่น เช่น Waveshare UPS HAT (E), SupTronics Raspberry Pi 5 UPS HAT และ AQEX qUPS-P-BC-2.0 UPS HAT ซึ่งเป็นโซลูชันสำรองไฟ แต่ไม่ใช่ “power scheduler” สำหรับ Raspberry Pi เหมือนบอร์ดนี้ คู่แข่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่เราเคยกล่าวถึงคือ PiSugar 3 ซึ่งมี RTC สำหรับตั้งเวลาบูต, รองรับ soft shutdown และปุ่มที่ตั้งโปรแกรมได้

Witty Pi 5 HAT+ วางจำหน่ายแล้ว ร้าน UUGear ราคา €39.00(~1,400฿) ไม่รวม VAT และบน Adafruit ราคา $59.95(~1,900฿) ภายในแพ็กเกจประกอบด้วย บอร์ด, เสายึดทองแดง และสกรูสำหรับติดตั้ง