Switch Mode Altoids Nabíjačka IPOD pomocou batérií 3 'AA': 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Cieľom tohto projektu bolo postaviť efektívnu nabíjačku Altoids cín iPod (firewire), ktorá bude fungovať na 3 (nabíjateľné) batérie „AA“. Tento projekt začal ako spolupráca s Sky na návrhu a konštrukcii DPS a ja na obvode a firmvéri. Ako to je, tento dizajn nebude fungovať. Je tu predstavený v duchu „konceptu odvodeného projektu“(https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) “????- projekt, ktorý ako krokový krok používa iný projekt kameň pre ďalšie zdokonalenie, vylepšenie alebo aplikáciu na úplne iný problém. Komunita kutilov, ktorej sme všetci súčasťou, dokáže v spolupráci s komunitou skutočne vykonávať niekoľko úžasných vecí. Inovácie sa málokedy dejú vo vákuu. Zjavný ďalší krok je nechať komunitu pomôcť upresniť a rozvíjať nápady, ktoré ešte nie sú pripravené na dokončenie projektov. “Odosielame to teraz, aby ostatní nadšenci prehrávača iPod mohli pokračovať tam, kde sme skončili. Existujú (najmenej) dva dôvody, prečo táto nabíjačka _nefunguje_: 1. Tranzistor nenecháva prúdiť dostatok prúdu na úplné nabitie induktora. Ďalšou možnosťou je FET, ale FET potrebuje na úplné zapnutie minimálne 5 voltov. Toto je popísané v časti SMPS. Induktor jednoducho nie je dostatočne veľký. Nabíjačka nevyrába dostatočne veľký prúd pre iPod. Kým naše súčiastky nedorazili z Mouseru, nemali sme presný spôsob merania nabíjacieho prúdu iPodu (s výnimkou prerušenia pôvodného nabíjacieho kábla). Odporúčané tlmivky nie sú pre tento projekt dostatočne veľké. Vhodnou náhradou môže byť cievka, ktorú Nick de Smith používa na svojom MAX1771 SMPS. Je to cievka 2 alebo 3 amp od spoločnosti digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Toto zariadenie môže poskytovať malé množstvo energie pre zariadenie USB alebo firewire, ale nie dostatočné na nabíjanie (3G) iPodu. Nabije, ale nenabije, úplne mŕtvy iPod 3G.

Krok 1: Altoidová nabíjačka IPOD s prepínaním režimu pomocou batérií 3 „AA“

Cieľom tohto projektu bolo postaviť efektívnu nabíjačku Altoids cín iPod (firewire), ktorá bude fungovať na 3 (nabíjateľné) batérie „AA“. Firewire dodáva 30 voltov neregulovaných. IPod môže používať 8-30 voltov DC. Aby sme to získali z 3 batérií AA, potrebujeme zosilňovač napätia. V tomto návode je použitý spínaný zdroj na báze mikrokontroléra. Platia štandardné zrieknutia sa zodpovednosti. Vysoké napätie….hromne… atď. Pred pripojením k tomuto malému paralyzéru v plechovke si premyslite, koľko pre vás iPod stojí. Všetky matematické a špinavé detaily SMPS nájdete v návode na použitie prevodníka zosilňovača nixie tube: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS Pokračujte ďalej a zistite, ako bol dizajn nixie tube SMPS upravený tak, aby bol nabíjačkou pre iPod ….

K tomuto projektu bola inšpirovaná tona predchádzajúcej práce. Jedna z prvých nabíjačiek pre domácich majstrov používala kombináciu 9 -voltových a AA batérií na nabíjanie iPodu prostredníctvom portu firewire (funguje pre všetky iPody, povinné pre iPody 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/10 /ipod-alttoids-battery-pack-v2Táto konštrukcia má problém s nerovnomerným vybíjaním medzi batériami. Aktualizovaná verzia používala iba 9-voltové batérie: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3Návrhy uvedené nižšie sa objavili na značkách Make a Hackaday, kým bol napísaný tento návod. Jedná sa o jednoduchý dizajn pre 5 -voltovú nabíjačku USB (tento typ nebude nabíjať staršie iPody, ako napríklad 3G). Používa 9 voltovú batériu s 5 voltovým regulátorom 7805. K dispozícii je stabilných 5 voltov, ale ďalšie 4 volty z batérie sa spália ako teplo v regulátore. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSVšetky tieto prevedenia majú jednu spoločnú položku: 9 -voltové batérie. Myslím, že 9 voltov je mizerných a drahých. Pri skúmaní tohto pokynu som poznamenal, že 9V volt „Energizer“NiMH má iba 150 mAh. „Duracell“nevyrába nabíjateľné 9 volty. „Duracell“alebo „Energizer“NiMH „AA“má zdravých 2 300 mAh alebo viac (až 2 700 mAh pri novších nabíjateľných batériách). Jednorazové alkalické batérie AA sú skrátka dostupné všade za rozumnú cenu. Použitie 3 batérií typu AA nám poskytne 2 700 mAh pri ~ 4 voltoch v porovnaní so 150 mAh pri 9 alebo 18 voltoch (2 × 9 voltov). S takým veľkým výkonom dokážeme žiť so stratami prepínania a extra energiou, ktorú spotrebuje mikrokontrolér SMPS.

Krok 2: SMPS

Nasledujúci obrázok je výňatkom z TB053 (pekná poznámka k aplikácii od spoločnosti Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Načrtáva základný princíp SMPS. Mikrokontrolér uzemňuje FET (Q1), čo umožňuje nabíjaniu zabudovať induktor L1. Keď je FET vypnutý, náboj prúdi diódou D1 do kondenzátora C1. Vvfb je spätná väzba deliča napätia, ktorá umožňuje mikrokontroléru monitorovať vysoké napätie a podľa potreby aktivovať FET na udržanie požadovaného napätia. Chceme, aby sa medzi 8 a 30 voltmi nabíjalo iPod cez port firewire. Umožňuje navrhnúť tento SMPS pre výstup 12 voltov. Nie je to bezprostredne smrteľné napätie, ale je to v rozsahu napätia firewire. Mikrokontrolér Existuje niekoľko jednočipových riešení, ktoré môžu zvýšiť napätie z niekoľkých batérií na 12 (alebo viac) voltov. Tento projekt NIE JE založený na jednom z nich. Namiesto toho použijeme programovateľný mikrokontrolér od spoločnosti Microchip, PIC 12F683. To nám umožňuje navrhnúť SMPS s časťami nevyžiadanej pošty a udržať nás v blízkosti hardvéru. Riešenie s jediným čipom by zmiatlo väčšinu prevádzky SMPS a podporilo zablokovanie dodávateľa. 8 -pinový PIC 12F682 bol vybraný pre jeho malú veľkosť a cenu (menej ako 1 dolár). Je možné použiť akýkoľvek mikrokontrolér (PIC/AVR), ktorý má hardvérový modulátor šírky impulzov (PWM), dva analógové digitálne prevodníky (ADC) a možnosť referenčného napätia (interný alebo externý Vref). Milujem 8 -pinový 12F683 a používam ho na všetko. Príležitostne som ho použil ako presný 8 Mhz externý zdroj hodín pre staršie PIC. Prial by som si, aby mi Microchip poslal celú tubu z nich. Referenčné napätie Zariadenie je napájané z batérie. Vybitie batérie a zmena teploty budú mať za následok posun napätia. Aby si PIC udržal nastavené výstupné napätie (12 voltov), je potrebná stabilná referenčná hodnota napätia. Toto musí byť veľmi nízke napätie, aby bolo účinné v rozsahu výstupu z 3 batérií AA. Pôvodne sa plánovala 2,7 voltová zenerová dióda, ale miestny obchod s elektronikou mal 2 voltovú „stabilizátorovú“diódu. Bol použitý rovnako ako zenerova referencia, ale bol vložený „dozadu“(v skutočnosti dopredu). Zdá sa, že stabilizátor je pomerne vzácny (a drahý, ~ 0,75 eurocentov), preto sme vyrobili druhú verziu s 2,5 V odkazom z mikročipu (MCP1525). Ak nemáte prístup k odkazu na stabilizátor alebo mikročip (alebo iný TO-92), je možné použiť zener s napätím 2,7 voltu. Spätná väzba napätia Existujú dva obvody spätnej väzby napätia, ktoré sa pripájajú k pinom ADC na PIC. Prvý umožňuje PIC snímať výstupné napätie. PIC pulzuje tranzistor v reakcii na tieto merania, pričom udržuje požadované číselné hodnoty na ADC (tomu hovorím „nastavená hodnota“). PIC meria napätie batérie prostredníctvom druhého (nazvem to napájacie napätie alebo Vsupply). Optimálna doba zapnutia induktora závisí od napájacieho napätia. Firmvér PIC číta hodnotu ADC a vypočítava optimálny čas zapnutia pre tranzistor a induktor (hodnoty periódy/pracovného cyklu PWM). Do vášho PIC je možné zadať presné hodnoty, ale ak sa zmení napájanie, hodnoty už nie sú optimálne. Pri napájaní z batérií sa napätie vybíjaním batérií zníži, čo si vyžiada dlhší čas zapnutia. Moje riešenie bolo nechať PIC vypočítať toto všetko a nastaviť vlastné hodnoty. Oba rozdeľovače boli navrhnuté tak, aby bol rozsah napätí výrazne pod referenčnou hodnotou 2,5 voltu. Napájacie napätie je rozdelené na odpor 100 K a 22 K, čo dáva 0,81 pri 4,5 voltoch (nové batérie) až 0,54 pri 3 voltoch (vybité batérie). Výstup/vysoké napätie je rozdelené cez odpory 100K a 10K (22K pre výstup USB). Vylúčili sme trimovací odpor použitý v nixie SMPS. Vďaka tomu je počiatočná úprava trochu fľakatá, ale eliminuje veľkú súčiastku. Pri výstupe 12 voltov je spätná väzba približne 1 volt. FET/SwitchFET sú štandardným „prepínačom“v SMPS. FET prepínajú najefektívnejšie pri napätí vyššom, než aké dodávajú 3 batérie AA. Namiesto toho bol použitý Darlingtonský tranzistor, pretože je to prúdovo spínané zariadenie. TIP121 má zisk najmenej 1 000 Ä ¢ Â € Â “pravdepodobne je možné použiť akýkoľvek podobný tranzistor. Jednoduchá dióda (1N4148) a odpor (1K) chránia pin PIC PWM pred akýmkoľvek rozptýleným napätím prichádzajúcim zo základne tranzistora. Indukčná cievka Mám veľmi rád výkonové induktory C & D dostupné v spoločnosti Mouser. Sú malé a lacné. Pre USB verziu nabíjačky bol použitý induktor 220uH (22R224C). Verzia Firewire používa induktor 680 uH (22R684C). Tieto hodnoty boli zvolené experimentovaním. Teoreticky by mal akýkoľvek induktor hodnoty fungovať, ak je firmvér PIC nakonfigurovaný správne. V skutočnosti však cievka vo verzii firewire bzučala s hodnotami menšími ako 680uH. Pravdepodobne to súvisí s použitím tranzistora namiesto FET ako prepínača. Veľmi by som ocenil každú odbornú radu v tejto oblasti. Usmerňovač Dioda Bol použitý lacný super/ultrarýchly 100 voltový 1 amp usmerňovač od spoločnosti Mouser (pozri zoznam súčiastok). Môžu byť použité aj iné nízkonapäťové usmerňovače. Zaistite, aby mala vaša dióda nízke napätie vpred a rýchle zotavenie (zdá sa, že 30ns funguje dobre). Správny Schottky by mal fungovať skvele, ale dávajte si pozor na teplo, zvonenie a EMI. Joe zo zoznamu adresátov prepínacích režimov navrhol: (webová stránka: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) „Myslím si, že pretože Schottkyho sú rýchlejšie a majú vysokú spojovaciu kapacitu, ako ste hovorili, môžete trochu viac zvoniť. a EMI. Ale bolo by to efektívnejšie. Hmm, zaujímalo by ma, ak by ste použili 1N5820, 20V výpadok by mohol nahradiť vašu Zenerovu diódu, ak pre svoj iPod vyžadujete nízky prúd. “Vstupné/výstupné kondenzátory a ochrana Elektrolytický vstup 100uf/25v kondenzátor uchováva energiu pre induktor. Elektrolytický kondenzátor 47 u/63 V a kovový filmový kondenzátor 0,1 uF/50 V vyhladzuje výstupné napätie. Medzi vstupné napätie a zem je umiestnený zenerový zener s výkonom 1 W, 5,1 voltov. Pri normálnom použití by 3 AA nikdy nemali poskytovať 5,1 voltov. Ak sa používateľovi podarí preťažiť dosku, zener zovrie napájanie na 5,1 voltov. To ochráni PIC pred poškodením, až kým zener nevyhorí. Odpor môže nahradiť prepojovací kábel, aby bol skutočným zenerovým regulátorom napätia, ale bol by menej účinný (pozri časť PCB). Na ochranu iPodu bola medzi výstup a zem pridaná zenerová dióda 24 voltov 1 watt. Pri normálnom použití by táto dióda nemala robiť nič. Ak sa niečo strašne pokazí (výstupné napätie stúpne na 24), táto dióda by mala upnúť zdroj na 24 voltov (hlboko pod firewire, maximálne 30 voltov). Induktor používal výstupy ~ 0,8 W pri 20 V, takže 1 Watt zener by mal rozptýliť prebytočné napätie bez vyhorenia.

Krok 3: DPS

UPOZORNENIE Existujú dve verzie plošných spojov, jedna pre referenciu napätia zener/stabilizátor a jedna pre referenciu napätia MCP1525. Verzia MCP je „preferovaná“verzia, ktorá bude v budúcnosti aktualizovaná. Bola vyrobená iba jedna verzia USB s použitím MCP vref. Toto bolo ťažké navrhnúť dosku plošných spojov. Po odpočítaní objemu 3 batérií AA v našom plechu zostáva obmedzený priestor. Použitý cín nie je pravý alttoidový cín, je to bezplatná škatuľka mincovní propagujúca webovú stránku. Mala by byť približne rovnaká ako plechovka alttoidov. V Holandsku sa nenachádzali žiadne plechovky Altoidy. Na uloženie 3 batérií AA bol použitý plastový držiak batérií z miestneho obchodu s elektronikou. Vodiče boli spájkované priamo na svorky na ňom. Napájanie je do plošného spoja dodávané prostredníctvom dvoch prepojovacích otvorov, vďaka čomu je umiestnenie batérie flexibilné. Lepším riešením by mohli byť nejaké pekné svorky na batérie namontovateľné na DPS. Nenašiel som ich. LED dióda je ohnutá o 90 stupňov, aby zhasla dieru v plechu. TIP121 je tiež ohnutý o 90 stupňov, ale nie je nastavený na plocho !!! ** Pod tranzistorom je kvôli úspore miesta umiestnená dióda a dva odpory. Na obrázku vidíte, že tranzistor je ohnutý, ale spájkovaný tak, že pláva jeden centimeter nad komponentmi. Aby ste sa vyhli náhodným skratom, pokryte túto oblasť horúcim lepidlom alebo kúskom tej gumovej lepiacej tyčinky. Napäťová referencia MCP1525 je umiestnená pod TIP121 vo verzii MCP na doske plošných spojov. Je to veľmi účinný spacer. Na zadnú stranu boli umiestnené 3 komponenty: oddeľovací kryt pre PIC a dva veľké zenery (24 voltov a 5,1 voltov). Potrebný je iba jeden prepojovací kábel (2 pre verziu MCP). Pokiaľ nechcete zariadenie prevádzkovať nepretržite, zapojte do dosky plošných spojov malý prepínač v súlade s vodičom z batérie. Na doske plošných spojov nebol namontovaný prepínač, aby sa ušetrilo miesto a udržalo sa flexibilné umiestnenie. ** Eagle má obmedzenie smerovania na balíku to-220, ktoré prerušuje pozemnú rovinu. Pomocou editora knižnice som odstránil b-restrict a ďalšie vrstvy zo stopy TIP121. Na vyriešenie tohto problému môžete tiež pridať prepojovací kábel, ak ako ja nenávidíte editora knižnice orlov. Induktorová cievka a upravená stopa na 220 sú v knižnici Eagle, ktorá je súčasťou archívu projektu. Zoznam dielov (pri niektorých častiach je uvedené číslo súčiastky Mouser, iné vyšli z nevyžiadanej pošty): Hodnota súčiastky (menovité napätie je minimálne, väčšie je v poriadku)) C1 0,1uF/10VC2 100uF/25VC3 0,1uF/50VC4 47uF/63V (myš #140-XRL63V47, 0,10 dolárov) D1 usmerňovacia dióda SF12 (myš #821-SF12), 0,22 dolára alebo iné D2 1N4148 malá signálna dióda (myš #78) -1N4148, 0,03 USD) D3 (Firewire) 24 Volt Zener/1 W (myš #512-1N4749A, 0,09 USD) D3 (USB) 5,6 V Zener/1 W (myš #78-1N4734A, 0,07 USD) D4 5,1 V Zener/1 W (mouser # 78-1N4733A, 0,07 USD) IC1 PIC 12F683 a 8-kolíková zásuvka (voliteľná/odporúčaná, spolu ~ 1,00 dolára) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp cievková cievka (myš # 580-22R684C, 0,59 dolára) L1 (USB) 22R224C 220uH/0,49amp cievka induktora (myš # 580-22R224C, 0,59 dolára) LED1 5 mm LEDQ1 TIP-121 Darlingtonov ovládač alebo podobný R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVREF1 Mic (myš #579-MCP1525ITO, 0,55 USD) -alebo- 2,7 V/400 mA zener s 10K odporom (R3) (zenerova referenčná verzia PCB) -alebo- 2 voltový stabilizátor s 10K odporom (R3) (zenerova referenčná verzia PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6-kolíkový pravý uholný, horizontálny konektor pre montáž na DPS: Kobiconn (myš #154-FWR20, 1,85 dolára) -alebo- EDAC (myš #587-693-006-620-003, 0,93 dolára)

Krok 4: FIRMWARE

FIRMWARE Kompletné podrobnosti o firmvéri SMPS sú uvedené v pokynoch k ďalšiemu SMPS. Pre všetky matematické a špinavé detaily SMPS si prečítajte môj návod na prevodník zosilňovača nixie tube: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmvér je napísaný v programe MikroBasic, kompilátor je bezplatný pre programy až do 2 kB (https://www.mikroe.com/). Ak potrebujete programátor PIC, zvážte moju vylepšenú dosku programátora JDM2, ktorá je tiež zverejnená na adrese instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Základná prevádzka firmvéru: 1. Pri napájaní sa spustí PIC.2. PIC mešká 1 sekundu, aby sa napätie stabilizovalo.3. PIC číta spätnú väzbu napájacieho napätia a vypočítava hodnoty optimálneho pracovného cyklu a periódy.4. PIC zaznamenáva hodnoty ADC, pracovný cyklus a periódy do EEPROM. To umožňuje riešenie problémov a pomáha diagnostikovať katastrofické poruchy. EEPROM adresa 0 je ukazovateľ zápisu. Pri každom spustení (re) SMPS sa uloží jeden 4-bajtový protokol. Prvé 2 bajty sú ADC vysoké/nízke, tretí bajt je nižší ako 8 bitov hodnoty pracovného cyklu, štvrtý bajt je hodnota periódy. Celkom sa zaznamená 50 kalibrácií (200 bajtov), než sa ukazovateľ zápisu prevráti a začne znova na adrese EEPROM 1. Najnovší protokol bude umiestnený na ukazovateli-4. Tieto je možné načítať z čipu pomocou programátora PIC. Horných 55 bytov je ponechaných voľných pre budúce vylepšenia. 5. PIC vstupuje do nekonečnej slučky - meria sa hodnota spätnej väzby vysokého napätia. Ak je pod požadovanou hodnotou, registre pracovného cyklu PWM sa načítajú vypočítanou hodnotou - POZNÁMKA: dolné dva bity sú dôležité a musia byť načítané do CPP1CON, horných 8 bitov ide do CRP1L. Ak je spätná väzba nad požadovanou hodnotou, PIC načíta registre pracovného cyklu s hodnotou 0. Toto je systém „preskakovania impulzov“. Pre preskakovanie impulzov som sa rozhodol z dvoch dôvodov: 1) pri tak vysokých frekvenciách nie je veľa hrania s pracovnou šírkou (v našom prípade 0-107, oveľa menej pri vyššom napájacom napätí) a 2) je možná frekvenčná modulácia, a dáva oveľa väčší priestor na úpravu (v našom prípade 35–255), ale IBA POVINNOSŤ JE V HARDWARE DVOJNÁSOBENÁ. Zmena frekvencie počas prevádzky PWM môže mať „podivné“efekty. Zmeny: Firmvér získava niekoľko aktualizácií z verzie SMPS od spoločnosti nixie tube. 1. Pinové pripojenia sa zmenia. Jedna LED dióda odpadne, použije sa jeden LED indikátor. Pin out je zobrazený na obrázku. Popisy v červenej farbe sú predvolené priradenia pinov PIC, ktoré nemožno zmeniť. 2. Analógový digitálny prevodník je teraz odkazovaný na externé napätie na pine 6, nie na napájacie napätie. 3. Keď sa batérie vybíjajú, napájacie napätie sa zmení. Nový firmvér každých niekoľko minút meria napájacie napätie a aktualizuje nastavenia modulátora šírky impulzu. Táto „rekalibrácia“zaisťuje efektívnu prevádzku induktora pri vybití batérií. 4. Vnútorný oscilátor nastavený na 4 MHz, bezpečná prevádzková rýchlosť približne na 2,5 V. 5. Opravené zaznamenávanie, takže v EEPROM nie je potrebné nič nastavovať tak, aby začínalo na pozícii 1 na čerstvý PIC. Ľahšie pochopiteľné pre začiatočníkov. 6. Čas vybitia induktora (čas vypnutia) sa teraz počíta vo firmvéri. Predchádzajúci multiplikátor (tretina včas) nie je na takéto malé posilnenia dostačujúci. Jediným spôsobom, ako zachovať účinnosť počas vybíjania batérie, bolo predĺženie firmvéru o výpočet skutočného času vypnutia. Úpravy sú experimentálne, ale odvtedy boli začlenené do konečného firmvéru. Z TB053 nájdeme rovnicu mimo čas: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Zmeniť na: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) kde: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak je už použitá vo firmvéri (pozri časť firmvéru). Volts_in je už vypočítaný na určenie včasnosti induktora. Volts_out je známa konštanta (5/USB alebo 12/Firewire). To by malo fungovať pre všetky kladné hodnoty V_out-V_in. Ak dostanete záporné hodnoty, máte väčšie problémy! Všetky rovnice sú vypočítané v pomocnom hárku, ktorý je súčasťou pokynu NIXIE smps. Do sekcie s konštantami firmvéru popísaného v kroku CALIBRATION bol pridaný nasledujúci riadok: const v_out ako bajt = 5 'výstupné napätie na stanovenie času mimo prevádzky.

Krok 5: KALIBRÁCIA

Niekoľko kalibračných krokov vám pomôže naplno využiť nabíjačku. Vaše namerané hodnoty môžu nahradiť moje hodnoty a budú integrované do firmvéru. Tieto kroky sú voliteľné (okrem referencie napätia), ale pomôžu vám vyťažiť maximum zo zdroja napájania. Tabuľka nabíjačky ipod vám pomôže vykonať kalibrácie.const v_out ako bajt = 12 'výstupné napätie na určenie času vypnutia, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref ako float = 2,5' 2,5 pre MCP1525, 1,72 pre môj stabilizátor, ~ 2,7 pre a zener.const supply_ratio ako float = multiplikátor pomeru napájania 5,54 ', kalibrujte pre lepšiu presnosťconst osc_freq ako float = 4' frekvencia oscilátora L_Ipeak ako float = 170 'cievka uH * cievkové zosilňovače kontinuálne (680 * 0,25 = 170, zaokrúhlené) konšt. fb_value ako slovo = 447 'nastavená hodnota výstupného napätia Tieto hodnoty nájdete v hornej časti kódu firmvéru. Nájdite hodnoty a nastavte nasledovne: V_out Toto je výstupné napätie, ktoré chceme dosiahnuť. Táto premenná NEBUDE sama o sebe meniť výstupné napätie. Táto hodnota sa používa na určenie času, ktorý potrebuje induktor na úplné vybitie. Ide o vylepšenie firmvéru USB, ktoré bolo prenesené do verzie firewire. Zadajte 12, to je naše cieľové napätie firewire (alebo 5 pre USB). Úplné podrobnosti o tomto doplnku nájdete vo firmvéri: Zmeny: krok 6. v_ref Toto je referenčná hodnota napätia ADC. To je potrebné na určenie skutočného napájacieho napätia a výpočet času nabíjania cievky induktora. Zadajte 2,5 pre MCP1525 alebo zmerajte presné napätie. V prípade zenerových alebo stabistorových referencií zmerajte presné napätie: 1. BEZ VLOŽENÉHO PIC - zapojte vodič zo zeme (zásuvka PIN8) do kolíka zásuvky 5. To zabráni tomu, aby sa induktor a tranzistor zahrievali, keď je napájanie zapnuté, ale PIC je nie sú vložené 2. Vložte batérie/zapnite napájanie 3. Pomocou multimetra zmerajte napätie medzi referenčným kolíkom napätia PIC (zásuvka PIN6) a uzemnením (kolík 8). Moja presná hodnota bola 1,7 voltu pre stabilizátor a 2,5 voltu pre MSP1525. 4. Túto hodnotu zadajte ako konštantu v_ref do firmvéru. Supply_ratio Delič napájacieho napätia pozostáva z rezistora 100K a 22K. Spätná väzba by sa teoreticky mala rovnať napájaciemu napätiu delenému 5,58 (pozri tabuľku 1. Výpočty siete pre spätnú väzbu napájacieho napätia). V praxi majú odpory rôzne tolerancie a nie sú to presné hodnoty. Ak chcete zistiť presný pomer spätnej väzby: 4. Zmerajte napájacie napätie (napájanie V) medzi kolíkom zásuvky 1 a uzemnením (kolík zásuvky 8) alebo medzi svorkami batérie. 5. Zmerajte napätie spätnej väzby napájania (SFB V) medzi kolíkom zásuvky 3 a uzemnenie (zásuvkový kolík 8). 6. Rozdeľte napájanie V podľa SFB V, aby ste získali presný pomer. Môžete tiež použiť "Tabuľka 2. Kalibrácia spätnej väzby napájacieho napätia".7. Túto hodnotu zadajte ako konštantu supply_FB vo firmvéri.osc_freqVykonajte jednoducho frekvenciu oscilátora. Interný 8MHz oscilátor 12F683 je delený 2, čo je bezpečná prevádzková rýchlosť, približne 2,5 voltov. 8. Zadajte hodnotu 4. L_Ipeak Na získanie tejto hodnoty vynásobte cievku induktora uH maximálnymi kontinuálnymi zosilňovačmi. V tomto prípade je 22r684C cievka 680uH s výkonom 0,25 ampéra kontinuálne. 680*0,25 = 170 (v prípade potreby zaokrúhli na celé číslo). Vynásobením hodnoty sa tu odstráni jedna 32 -bitová premenná s pohyblivou rádovou čiarkou a výpočet, ktorý by sa inak musel vykonať na PIC. Táto hodnota je vypočítaná v "Tabuľke 3: Výpočty cievok".9. Cievku induktora uH vynásobte maximálnymi spojitými zosilňovačmi: cievka 680uH s hodnotením 0,25 ampéra kontinuálne = 170 (použite najbližšie najnižšie celé číslo - 170).10. Zadajte túto hodnotu ako konštantu L_Ipeak do firmvéru. Fb_value Toto je skutočná celočíselná hodnota, ktorú PIC použije na určenie, či je výstup vysokého napätia nad alebo pod požadovanou úrovňou. Musíme to vypočítať, pretože nemáme trimer na jemné nastavenie. 11. Pomocou tabuľky 4 určte pomer medzi výstupným a spätnoväzbovým napätím. (11.0) 12. Ďalej zadajte tento pomer a presnú referenciu napätia do „Tabuľky 5. Vysoká hodnota spätnej väzby ADC nastavenej hodnoty“na určenie hodnoty fb_value. (447 s 2,5 V odkazom). 13. Po naprogramovaní PIC otestujte výstupné napätie. Možno budete musieť vykonať menšie úpravy nastavenej hodnoty spätnej väzby a znova skompilovať firmvér, kým nezískate presne 12 voltový výstup. Z dôvodu tejto kalibrácie by sa tranzistor a induktor nemali nikdy zahriať. Tiež by ste nemali počuť vyzváňací zvuk z cievky induktora. Obe tieto podmienky naznačujú chybu kalibrácie. V protokole údajov v pamäti EEPROM zistíte, kde môže byť problém.

Krok 6: TESTOVANIE

Existuje firmvér pre PIC 16F737 a malú aplikáciu VB, ktoré je možné použiť na zaznamenávanie meraní napätia počas životnosti batérií. 16F737 by mal byť pripojený k sériovému portu PC s MAX203. Každých 60 sekúnd je možné do počítača zaznamenať napájacie, výstupné a referenčné napätie. Je možné vytvoriť pekný graf ukazujúci každé napätie počas doby nabíjania. Toto sa nikdy nepoužilo, pretože nabíjačka nebola nikdy funkčná. Všetko je overené, že funguje. Testovací firmvér a malý vizuálny základný program na zaznamenávanie výstupu sú súčasťou archívu projektu. Rozvody nechám na vás.

Krok 7: VARIÁCIE: USB

Verzia USB je možná s niekoľkými úpravami. Nabíjanie cez USB nie je pre 3G iPod dostupné na testovanie. USB dodáva 5,25-4,75 voltov, náš cieľ je 5 voltov. Tu sú zmeny, ktoré je potrebné vykonať: 1. Zapojte konektor USB typu „A“(mouser #571-7876161, 0,85 dolára) 2. Zmeňte delič rezistora výstupného napätia (zmeňte R2 (10K) na 22K). Zmeňte výstupnú ochranu zener (D3) na 5,6 V 1 watt (myš #78-1N4734A, 0,07 USD). 5,1 voltový zener by bol presnejší, ale zenery majú chyby ako odpory. Ak sa pokúsime zasiahnuť cieľ 5 voltov a náš 5,1 voltový zener má 10% chybu na spodnej strane, všetko naše úsilie sa v zeneri zhorí. 4. Zmeňte cievku induktora (L1) na 220uH, 0,49amp (myš # 580) -22R224C, 0,59 dolára). Zadajte nové kalibračné konštanty podľa kalibračnej časti: Nastavte V_out na 5 voltov. Krok 8 a 9: L_Ipeak = 220*0,49 = 107,8 = 107 (zaokrúhlite na najbližšie najnižšie celé číslo, ak je to potrebné). 5. Upravte nastavenú hodnotu výstupu, prepočítajte tabuľku 4 a tabuľku 5 v tabuľke. Tabuľka 4 - zadajte 5 voltov ako výstup a nahraďte 10K odpor 22K (podľa kroku 2). Zistili sme, že pri výstupe 5 voltov so sieťou deličov 100K/22K bude spätná väzba (E1) 0,9 voltu. Potom urobte akúkoľvek zmenu referencie napätia v tabuľke 5 a nájdite nastavenú hodnotu ADC. Pri 2,5 voltovej referencii (MCP1525) je nastavená hodnota 369,6. Ukážkové konštanty pre verziu USB: const v_out ako bajt = 5 'výstupné napätie na určenie času vypnutia, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref ako float = 2,5' 2,5 pre MCP1525, 1,72 pre môj stabilizátor ~ 2,7 pre zener.const supply_ratio ako float = multiplikátor pomeru napájania 5,54 ', kalibrujte pre lepšiu presnosťconst osc_freq ako float = 4' frekvencia oscilátora L_Ipeak ako float = 107 'cievka uH * cievkové zosilňovače kontinuálne (220 * 0,49 = 107, zaokrúhlené nadol) const fb_value as word = 369 'výstupného napätia setpoint Firmware a PCB pre USB verziu sú súčasťou archívu projektu. Na USB bola prevedená iba referenčná verzia napätia MCP.