Přepínač Altoids IPOD nabíječka pomocí 3 'AA' baterií: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Cílem tohoto projektu bylo vybudovat efektivní Altoids cínovou iPod (firewire) nabíječku, která běží na 3 (dobíjecí) 'AA' baterie. Tento projekt začal jako spolupráce se společností Sky na návrhu a konstrukci DPS a já na obvodu a firmwaru. Jak to je, tento design nebude fungovat. Je zde představen v duchu „konceptu odvozeného projektu“(https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) “????- projekt, který jako krokový krok používá jiný projekt kámen pro další upřesnění, vylepšení nebo aplikaci na úplně jiný problém. Komunita kutilů, do které jsme všichni součástí, dokáže ve spolupráci s komunitou opravdu dělat úžasné věci. Inovace se málokdy odehrávají ve vzduchoprázdnu. Zjevný další krok je nechat komunitu pomoci upřesnit a rozvíjet nápady, které ještě nejsou připraveny na hotové projekty. “Odesíláme to nyní, aby ostatní nadšenci pro iPod mohli pokračovat tam, kde jsme skončili. Existují (přinejmenším) dva důvody, proč tato nabíječka _nefunguje_: 1. Tranzistor nepropouští dostatečný proud k plnému nabití induktoru. Druhou možností je FET, ale FET potřebuje k úplnému zapnutí minimálně 5 voltů. Toto je popsáno v části SMPS. Induktor prostě není dost velký. Nabíječka nevytváří pro iPod téměř dostatečný proud. Dokud naše díly nedorazily z Mouseru, neměli jsme přesný způsob, jak měřit nabíjecí proud iPodu (kromě rozřezání původního nabíjecího kabelu). Doporučené induktory nejsou pro tento projekt dostatečně velké. Vhodnou náhradou může být cívka, kterou Nick de Smith používá na svém MAX1771 SMPS. Je to 2 nebo 3 amp cívka od digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Toto zařízení může poskytnout malé množství energie zařízení USB nebo firewire, ale ne dost k nabíjení (3G) iPodu. BUDE napájet, ale nenabíjet, zcela mrtvý 3G iPod.

Krok 1: Přepínač Altoids Mode Nabíječka IPOD pomocí 3 'AA' baterií

Cílem tohoto projektu bylo postavit efektivní Altoids cínovou iPod (firewire) nabíječku, která běží na 3 (dobíjecí) 'AA' baterie. Firewire dodává 30 voltů neregulovaných. IPod může používat stejnosměrné napětí 8-30 voltů. Abychom to získali ze 3 baterií AA, potřebujeme zesilovač napětí. V tomto pokynu je použit spínaný napájecí zdroj založený na mikrokontroléru. Platí standardní prohlášení. Vysoké napětí….spíše… atd. Přemýšlejte o tom, kolik pro vás iPod stojí, než ho připojíte k této malé paralyzéru v plechovce. Pro všechny matematické a špinavé detaily SMPS si přečtěte instruktážní konvertor nixie tube boost: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS Přečtěte si, jak byl design SMPS nixie tube upraven tak, aby byl nabíječkou pro iPod….

Tento projekt inspirovala spousta předchozí práce. Jedna z prvních nabíječek pro kutily používala k nabíjení iPodu přes port firewire kombinaci 9voltových a AA baterií (funguje pro všechny iPody, povinné pro iPody 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/10 /ipod-alttoids-battery-pack-v2Tato konstrukce má problém s nerovnoměrným vybíjením mezi bateriemi. Aktualizovaná verze používala pouze 9voltové baterie: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 Níže uvedený design se objevil na Make a Hackaday, zatímco byl napsán tento instruktáž. Jedná se o jednoduchý design pro 5voltovou USB nabíječku (tento typ nebude nabíjet dřívější iPody, například 3G). Používá 9voltovou baterii s 7805 5voltovým regulátorem. K dispozici je stabilní 5 voltů, ale další 4 volty z baterie se spálí jako teplo v regulátoru. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPS Všechna tato provedení mají jednu společnou položku: 9voltové baterie. Myslím, že 9 voltů je mizerných a drahých. Při zkoumání tohoto instruktážního programu jsem poznamenal, že NiMH 9 Volt „Energizer“má pouze 150 mAh. „Duracell“nedělá dobíjecí 9 voltů. „Duracell“nebo „Energizer“NiMH „AA“má zdravých 2 300 mAh nebo více (až 2 700 mAh u novějších nabíjecích baterií). Jednoduše, jednorázové alkalické baterie AA jsou k dispozici všude za rozumnou cenu. Použití 3 'AA' baterií nám zajistí 2 700 mAh při ~ 4 voltech, ve srovnání se 150 mAh při 9 nebo 18 (2 × 9 voltech) voltech. S tímto velkým výkonem můžeme žít se ztrátami přepínání a extra energií, kterou spotřebuje mikrokontrolér SMPS.

Krok 2: SMPS

Níže uvedený obrázek je výňatkem z TB053 (pěkná aplikační poznámka od společnosti Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Načrtává základní princip SMPS. Mikrokontrolér uzemňuje FET (Q1), což umožňuje náboji zabudovat induktor L1. Když je FET vypnutý, proud protéká diodou D1 do kondenzátoru C1. Vvfb je zpětná vazba děliče napětí, která umožňuje mikrokontroléru monitorovat vysoké napětí a aktivovat FET podle potřeby k udržení požadovaného napětí. Chceme 8 až 30 voltů k nabíjení iPodu přes port firewire. Pojďme navrhnout tento SMPS pro výstup 12 voltů. Nejedná se o bezprostředně smrtelné napětí, ale v rozsahu napětí firewire. Mikrokontrolér Existuje několik jednočipových řešení, která mohou zvýšit napětí z několika baterií na 12 (nebo více) voltů. Tento projekt NENÍ založen na jednom z nich. Místo toho použijeme programovatelný mikrokontrolér od společnosti Microchip, PIC 12F683. To nám umožňuje navrhovat SMPS s částmi nevyžádané pošty a udržuje nás v blízkosti hardwaru. Jednočipové řešení by zmatlo většinu provozu SMPS a podpořilo zablokování dodavatele. 8pinový PIC 12F682 byl vybrán pro svou malou velikost a cenu (méně než 1 $). Lze použít jakýkoli mikrokontrolér (PIC/AVR), který má hardwarový modulátor šířky impulzů (PWM), dva analogové digitální převaděče (ADC) a možnost referenčního napětí (interní nebo externí Vref). Miluji 8 pin 12F683 a používám ho na všechno. Příležitostně jsem jej použil jako přesný 8MHz externí zdroj hodin pro starší PIC. Přál bych si, aby mi Microchip poslal celou jejich trubici. Napěťová reference Zařízení je napájeno z baterie. Vybití baterie a změna teploty způsobí posun napětí. Aby si PIC udržel nastavené výstupní napětí (12 voltů), je zapotřebí stabilní referenční napětí. Toto musí být velmi nízké napětí, aby bylo efektivní v rozsahu výstupu ze 3 baterií AA. Původně byla plánována 2,7 voltová zenerova dioda, ale místní obchod s elektronikou měl 2 voltovou „stabilizátorovou“diodu. Bylo použito stejně jako zenerova reference, ale vloženo „dozadu“(ve skutečnosti dopředu). Stabistor se zdá být docela vzácný (a drahý, ~ 0,75 euro centů), proto jsme vytvořili druhou verzi s 2,5voltovým odkazem z mikročipu (MCP1525). Pokud nemáte přístup ke stabilizátoru nebo k odkazu na mikročip (nebo jiné TO-92), lze použít zener 2,7 voltů. Zpětná vazba napětí Existují dva obvody zpětné vazby napětí, které se připojují k pinům ADC na PIC. První umožňuje PIC snímat výstupní napětí. PIC pulsuje tranzistor v reakci na tato měření, přičemž udržuje požadované numerické hodnoty na ADC (tomu říkám 'set-point'). PIC měří napětí baterie prostřednictvím druhého (budu tomu říkat napájecí napětí nebo Vsupply). Optimální doba zapnutí induktoru závisí na napájecím napětí. Firmware PIC čte hodnotu ADC a vypočítává optimální dobu zapnutí pro tranzistor a induktor (hodnoty období/pracovního cyklu PWM). Do PIC je možné zadat přesné hodnoty, ale pokud se změní napájení, hodnoty již nejsou optimální. Při provozu na baterie se napětí snižuje s vybíjením baterií, což vyžaduje delší dobu zapnutí. Mým řešením bylo nechat PIC vypočítat toto všechno a nastavit vlastní hodnoty. Oba děliče byly navrženy tak, aby rozsah napětí byl hluboko pod 2,5voltovou referencí. Napájecí napětí je děleno odporem 100K a 22K, což dává 0,81 při 4,5 voltech (nové baterie) až 0,54 při 3 voltech (vybité baterie). Výstup/vysoké napětí je rozděleno přes odpory 100K a 10K (22K pro výstup USB). Odstranili jsme trimrový odpor použitý v nixie SMPS. Díky tomu je počáteční úprava trochu skvrnitá, ale eliminuje velkou součást. Při výstupu 12 voltů je zpětná vazba přibližně 1 volt. FET/SwitchFET jsou standardní 'přepínač' v SMPS. FET přepínají nejefektivněji při vyšším napětí, než jaké dodávají 3 baterie AA. Místo toho byl použit Darlingtonův tranzistor, protože se jedná o proudově spínané zařízení. TIP121 má zisk minimálně 1000 Ä ¢ Â € Â “pravděpodobně lze použít jakýkoli podobný tranzistor. Jednoduchá dioda (1N4148) a odpor (1K) chrání kolík PIC PWM před jakýmkoli rozptýleným napětím přicházejícím z tranzistorové základny. Indukční cívka Mám docela rád výkonové cívky C & D dostupné v Mouseru. Jsou malé a levné. Pro USB verzi nabíječky byl použit induktor 220uH (22R224C). Verze firewire používá induktor 680 uH (22R684C). Tyto hodnoty byly vybrány experimentováním. Pokud je firmware PIC správně nakonfigurován, teoreticky by měl fungovat jakýkoli induktor hodnoty. Ve skutečnosti však cívka ve verzi firewire bzučela s hodnotami menšími než 680uH. To pravděpodobně souvisí s použitím tranzistoru místo FET jako přepínače. Velmi bych ocenil jakoukoli odbornou radu v této oblasti. Usměrňovač Dioda Byl použit levný super/ultra rychlý 100 voltový 1 amp usměrňovač od společnosti Mouser (viz seznam dílů). Lze použít i jiné usměrňovače nízkého napětí. Zajistěte, aby vaše dioda měla nízké dopředné napětí a rychlou obnovu (zdá se, že 30ns funguje dobře). Správný Schottky by měl fungovat skvěle, ale pozor na horko, zvonění a EMI. Joe na seznamu adresátů přepínacího režimu navrhl: (web: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) „Myslím, že protože Schottky jsou rychlejší a mají vysokou kapacitu spojení, jak jste říkali, můžete trochu více vyzvánět a EMI. Ale bylo by to efektivnější. Hmm, zajímalo by mě, kdybyste použili 1N5820, 20V rozbití by mohlo nahradit vaši Zenerovu diodu, pokud pro svůj Ipod požadujete nízký proud. “Vstupní/výstupní kondenzátory a ochrana Elektrolytický vstup 100 uF/25 V kondenzátor ukládá energii pro induktor. Elektrolytický kondenzátor 47uf/63v a kovový filmový kondenzátor 0,1uf/50V vyhlazuje výstupní napětí. Mezi vstupním napětím a zemí je umístěn zenerový zener 1 W 5,1 V. Při normálním použití by 3 AA nikdy neměly poskytovat 5,1 voltů. Pokud se uživateli podaří desku přeplnit, zener upne napájení na 5,1 voltů. To ochrání PIC před poškozením, dokud zener nevyhoří. Odpor může nahradit propojovací vodič, aby byl skutečným zenerovým napěťovým regulátorem, ale byl by méně účinný (viz část DPS). K ochraně iPodu byla mezi výstup a zem přidána zenerová dioda 24 voltů 1 watt. Při normálním použití by tato dioda neměla dělat nic. Pokud se něco strašně pokazí (výstupní napětí stoupne na 24), měla by tato dioda omezit napájení na 24 voltů (hluboko pod firewire max. 30 voltů). Tlumivka používala výstupy max. ~ 0,8 W při 20 voltech, takže 1 wattový zener by měl rozptýlit přebytečné napětí bez vyhoření.

Krok 3: PCB

POZNÁMKA existují dvě verze desky plošných spojů, jedna pro referenci napětí zener/stabistor a jedna pro referenci napětí MCP1525. Verze MCP je „preferovanou“verzí, která bude v budoucnu aktualizována. Byla vyrobena pouze jedna verze USB s použitím MCP vref. Toto bylo obtížné navrhnout desku plošných spojů. Po odečtení objemu 3 baterií AA v našem plechu zbývá omezený prostor. Použitý cín není pravý alttoidový cín, je to bezplatná krabička mincoven propagující webové stránky. Měla by mít přibližně stejnou velikost jako altónový cín. V Nizozemsku nebyly žádné plechovky Altoidů. K držení 3 baterií AA byl použit plastový držák baterií z místního obchodu s elektronikou. Vývody byly připájeny přímo ke svorkám na něm. Napájení je dodáváno na desku plošných spojů prostřednictvím dvou propojovacích otvorů, díky čemuž je umístění baterie flexibilní. Lepším řešením by mohly být nějaké pěkné svorky na baterie montovatelné na PCB. Tyto jsem nenašel. LED je ohnutá o 90 stupňů, aby zhasla díru v plechu. TIP121 je také ohnutý o 90 stupňů, ale není nastaven na plocho !!! ** Dioda a dva odpory jsou vedeny pod tranzistorem, aby se ušetřilo místo. Na obrázku vidíte, že tranzistor je ohnutý, ale pájený tak, že se vznáší o jeden centimetr nad součástkami. Abyste se vyhnuli náhodným zkratům, pokryjte tuto oblast horkým lepidlem nebo kouskem té gumové lepicí tyčinky. Napěťová reference MCP1525 je umístěna pod TIP121 ve verzi MCP desky plošných spojů. Je to velmi účinný spacer. Na zadní stranu byly umístěny 3 komponenty: oddělovací čepička pro PIC a dva velké zenery (24 voltů a 5,1 voltů). Je zapotřebí pouze jeden propojovací vodič (2 pro verzi MCP). Pokud nechcete zařízení spouštět nepřetržitě, zapojte malý přepínač do řady s vodičem z baterie k obvodové desce. Na desce plošných spojů nebyl namontován přepínač, aby se ušetřilo místo a aby bylo umístění flexibilní. ** Eagle má omezení směrování na balíku to-220, které přerušuje pozemní rovinu. Pomocí editoru knihovny jsem ze stopy TIP121 odstranil b-restrict a další vrstvy. Chcete -li tento problém vyřešit, můžete také přidat propojovací kabel, pokud stejně jako já nesnášíte editor knihovny orlů. Induktorová cívka a upravená stopa na 220 jsou v knihovně Eagle, která je součástí archivu projektu. Seznam dílů (u některých dílů je uvedeno číslo součásti Mouser, jiné vyšly z nevyžádané pošty): Hodnota části (jmenovité hodnoty napětí jsou minimální, větší je v pořádku) C1 0,1uF/10VC2 100uF/25VC3 0,1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, 0,10 $) D1 usměrňovací dioda SF12 (mouser #821-SF12), 0,22 $ nebo jiné D2 1N4148 malá signální dioda (mouser #78) -1N4148, 0,03 USD) D3 (Firewire) 24 V 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 $) IC1 PIC 12F683 & 8 pin dip zásuvka (zásuvka volitelná/doporučeno, celkem ~ 1,00 $) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp cívka cívky (mouser # 580-22R684C, 0,59 $) L1 (USB) 22R224C 220uH/0,49amp cívka induktoru (myš # 580-22R224C, 0,59 $) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 ovladač Darlington nebo podobný R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVREF1 Mic (verze MIC) (mouser #579-MCP1525ITO, 0,55 USD)-nebo-2,7 V/400 mA zener s 10K odporem (R3) (zenerová referenční verze desky plošných spojů)-nebo-2voltový stabilizátor s 10K odporem (R3) (zenerová referenční verze PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6pinový pravý úhel, horizontální konektor pro montáž na desku plošných spojů: Kobiconn (myš #154-FWR20, 1,85 $) nebo EDAC (myš #587-693-006-620-003, 0,93 $)

Krok 4: FIRMWARE

FIRMWAREÚplné podrobnosti o firmwaru SMPS jsou popsány v pokynu nixie SMPS. Pro všechny matematické a špinavé detaily SMPS si přečtěte návod k použití mého převaděče nixie tube boost: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmware je napsán v MikroBasic, kompilátor je zdarma pro programy až 2 kB (https://www.mikroe.com/). Pokud potřebujete programátor PIC, vezměte v úvahu můj vylepšený programátorský panel JDM2, který je také zveřejněn na instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /? ALLSTEPS). Základní provoz firmwaru: 1. Pokud je připojeno napájení, spustí se PIC.2. PIC zpoždění po dobu 1 sekundy, aby se napětí stabilizovalo.3. PIC čte zpětnou vazbu napájecího napětí a vypočítává hodnoty optimálního pracovního cyklu a období.4. PIC zaznamenává hodnoty ADC, pracovní cyklus a období do EEPROM. To umožňuje řešení potíží a pomáhá diagnostikovat katastrofické poruchy. Ukazatel zápisu je adresa EEPROM 0. Jeden 4bajtový protokol je uložen při každém spuštění (re) SMPS. První 2 bajty jsou ADC vysoké/nízké, třetí bajt je nižší než 8 bitů hodnoty pracovního cyklu, čtvrtý bajt je hodnota období. Je zaznamenáno celkem 50 kalibrací (200 bajtů), než se ukazatel zápisu převrátí a začne znovu na adrese EEPROM 1. Nejnovější protokol bude umístěn na ukazateli-4. Ty lze načíst z čipu pomocí programátoru PIC. Horních 55 bytů je ponecháno volných pro budoucí vylepšení. 5. PIC vstupuje do nekonečné smyčky - měří se hodnota zpětné vazby vysokého napětí. Pokud je pod požadovanou hodnotou, jsou registry pracovního cyklu PWM načteny vypočítanou hodnotou - POZNÁMKA: spodní dva bity jsou důležité a musí být načteny do CPP1CON, horních 8 bitů jde do CRP1L. Pokud je zpětná vazba nad požadovanou hodnotou, PIC načte registry pracovního cyklu s 0. Toto je systém „přeskočení pulsu“. Pro přeskočení pulsu jsem se rozhodl ze dvou důvodů: 1) na tak vysokých frekvencích není příliš velká šířka záběru (v našem případě 0-107, mnohem méně při vyšších napájecích napětích) a 2) je možná modulace frekvence, a dává mnohem větší prostor pro úpravu (v našem příkladu 35–255), ale POUZE POVINNOST JE V HARDWARU DVOJNÁSOBNĚ BUFFEROVÁNA. Změna frekvence za provozu PWM může mít „podivné“efekty. Změny: Firmware získává několik aktualizací z verze SMPS nixie tube. 1. Piny jsou změněny. Jedna LED dioda je eliminována, je použit jeden LED indikátor. Pin out je zobrazen na obrázku. Popisy červeně jsou výchozí přiřazení pinů PIC, které nelze změnit. 2. Analogový digitální převodník je nyní odkazován na externí napětí na pinu 6, nikoli na napájecí napětí. 3. Když se baterie vybíjí, napájecí napětí se změní. Nový firmware provádí měření napájecího napětí každých několik minut a aktualizuje nastavení modulátoru šířky impulsu. Tato „rekalibrace“udržuje induktor v provozu efektivně i při vybíjení baterií. 4. Vnitřní oscilátor nastaven na 4 MHz, bezpečná provozní rychlost asi na 2,5 voltů. 5. Opravené protokolování, takže v EEPROM není třeba nic nastavovat, aby začalo v poloze 1 na nový PIC. Snadnější pochopení pro začátečníky 6. Doba vybíjení induktoru (doba vypnutí) se nyní počítá ve firmwaru. Předchozí multiplikátor (jedna třetina včas) je pro takové malé posily nedostatečný. Jediným způsobem, jak udržet účinnost po celou dobu vybíjení baterie, bylo rozšířit firmware tak, aby počítal skutečný čas mimo provoz. Úpravy jsou experimentální, ale od té doby byly začleněny do finálního firmwaru. Z TB053 najdeme rovnici mimo čas: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Mangle to to: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) kde: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak je již použitá ve firmwaru (viz část firmwaru). Volts_in je již vypočítán pro určení induktoru včas. Volts_out je známá konstanta (5/USB nebo 12/Firewire). To by mělo fungovat pro všechny kladné hodnoty V_out-V_in. Pokud získáte záporné hodnoty, máte větší potíže! Všechny rovnice jsou vypočítány v pomocné tabulce, která je součástí instrukčního souboru NIXIE smps. Následující řádek byl přidán do sekce konstant firmwaru popsaného v kroku CALIBRATION: const v_out jako byte = 5 'výstupní napětí pro určení doby mimo provoz

Krok 5: KALIBRACE

Několik kroků kalibrace vám pomůže plně využít nabíječku. Vaše naměřené hodnoty mohou nahradit mé hodnoty a být zkompilovány do firmwaru. Tyto kroky jsou volitelné (kromě referenčního napětí), ale pomohou vám vytěžit maximum ze svého napájecího zdroje. Tabulka nabíječky iPodu vám pomůže provést kalibraci.const v_out jako bajt = 12 'výstupní napětí pro určení doby vypnutí, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref jako float = 2,5' 2,5 pro MCP1525, 1,72 pro můj stabilizátor, ~ 2,7 pro a zener.const supply_ratio jako float = multiplikátor poměru dodávky 5,54 ', kalibrace pro lepší přesnostconst osc_freq jako float = 4' oscilátor frekvenceconst L_Ipeak jako float = 170 'cívka uH * cívka zesilovače kontinuální (680 * 0,25 = 170, zaokrouhleno) konst fb_value jako slovo = 447 'nastavená hodnota výstupního napětí Tyto hodnoty najdete v horní části kódu firmwaru. Najděte hodnoty a nastavte je takto: V_out Toto je výstupní napětí, kterého chceme dosáhnout. Tato proměnná NEBUDE sama o sobě měnit výstupní napětí. Tato hodnota se používá k určení doby, kterou potřebuje induktor k úplnému vybití. Jedná se o vylepšení firmwaru USB, který byl přenesen do verze firewire. Zadejte 12, což je naše cílové napětí firewire (nebo 5 pro USB). Úplné podrobnosti o tomto dodatku najdete ve Firmwaru: Změny: Krok 6. v_ref Toto je referenční napětí ADC. To je nutné k určení skutečného napájecího napětí a výpočtu doby nabíjení cívky induktoru. Pro MCP1525 zadejte 2,5 nebo změřte přesné napětí. Pro referenci na zener nebo stabistor změřte přesné napětí: 1. BEZ VLOŽENÉHO PIC - Připojte vodič ze země (zásuvka PIN8) ke kolíku 5 zásuvky. To zabrání zahřívání induktoru a tranzistoru, když je napájení zapnuto, ale PIC je 2. Vložte baterie/zapněte napájení 3. Pomocí multimetru změřte napětí mezi referenčním kolíkem napětí PIC (zásuvka PIN6) a zemí (kolík 8). Moje přesná hodnota byla 1,7 voltů pro stabistor a 2,5 voltů pro MSP1525. 4. Zadejte tuto hodnotu jako konstantu v_ref ve firmwaru. Support_ratio Dělič napájecího napětí se skládá z rezistoru 100K a 22K. Zpětná vazba by se teoreticky měla rovnat napájecímu napětí dělenému 5,58 (viz tabulka 1. Výpočty sítě pro zpětnou vazbu napájecího napětí). V praxi mají odpory různé tolerance a nejsou to přesné hodnoty. Chcete -li zjistit přesný poměr zpětné vazby: 4. Změřte napájecí napětí (napájení V) mezi kolíkem zásuvky 1 a zemí (kolík 8 zásuvky) nebo mezi vývody baterie 5. Změřte napětí zpětné vazby napájení (SFB V) mezi kolíkem zásuvky 3 a uzemnění (kolík 8 zásuvky). 6. Rozdělte napájení V podle SFB V, abyste získali přesný poměr. Můžete také použít „Tabulka 2. Kalibrace zpětné vazby napájecího napětí“. 7. Tuto hodnotu zadejte jako konstantu supply_FB ve firmwaru.osc_freqVyplňte jednoduše frekvenci oscilátoru. Interní 8Mhz oscilátor 12F683 je dělen dvěma, bezpečnou provozní rychlostí asi 2,5 voltů. 8. Zadejte hodnotu 4. L_Ipeak Pro získání této hodnoty vynásobte cívku induktoru uH maximálními souvislými zesilovači. V tomto příkladu je 22r684C cívka 680uH s hodnocením 0,25 ampérů kontinuální. 680*0,25 = 170 (v případě potřeby zaokrouhlí na nižší celé číslo). Znásobením hodnoty zde odpadne jedna 32bitová proměnná s pohyblivou řádovou čárkou a výpočet, který by jinak bylo nutné provést na PIC. Tato hodnota je vypočtena v „Tabulce 3: Výpočty cívek“.9. Cívku induktoru uH vynásobte maximálními souvislými zesilovači: cívka 680uH s hodnocením 0,25 ampéru spojitě = 170 (použijte další nejnižší celé číslo - 170).10. Zadejte tuto hodnotu jako konstantu L_Ipeak ve firmwaru. Fb_value Toto je skutečná celočíselná hodnota, kterou PIC použije k určení, zda je výstup vysokého napětí nad nebo pod požadovanou úrovní. Musíme to vypočítat, protože nemáme trimr pro jemné nastavení. 11. Pomocí tabulky 4 určete poměr mezi výstupním a zpětnovazebním napětím. (11.0) 12. Dále zadejte tento poměr a přesnou referenční hodnotu napětí do „Tabulky 5. Nastavená hodnota ADC pro zpětnou vazbu vysokého napětí“k určení hodnoty fb_value. (447 s referencí 2,5 voltů). 13. Jakmile naprogramujete PIC, otestujte výstupní napětí. Možná budete muset provést menší úpravy nastavené hodnoty zpětné vazby a překompilovat firmware, dokud nezískáte přesně 12 voltů. Kvůli této kalibraci by se tranzistor a induktor nikdy neměly zahřát. Také byste neměli slyšet vyzváněcí zvuk z cívky induktoru. Obě tyto podmínky indikují chybu kalibrace. Zkontrolujte protokol dat v paměti EEPROM, abyste zjistili, kde může být váš problém.

Krok 6: TESTOVÁNÍ

Existuje firmware pro PIC 16F737 a malá aplikace VB, které lze použít k zaznamenávání měření napětí po celou dobu životnosti baterií. 16F737 by měl být připojen k sériovému portu PC pomocí MAX203. Každých 60 sekund lze do počítače zaznamenat napájecí napětí, výstupní napětí a referenční napětí. Lze vytvořit pěkný graf ukazující každé napětí během doby nabíjení. To nebylo nikdy použito, protože nabíječka nikdy nebyla funkční. Všechno je ověřeno, že funguje. Testovací firmware a malý vizuální základní program pro protokolování výstupu jsou součástí archivu projektu. Elektroinstalaci nechám na vás.

Krok 7: VARIACE: USB

Verze USB je možná s několika úpravami. Nabíjení přes USB není pro 3G iPod k dispozici pro testování. USB dodává 5,25-4,75 voltů, náš cíl je 5 voltů. Zde jsou změny, které je třeba provést: 1. Vyměňte konektor USB typu „A“(mouser #571-7876161, 0,85 $) 2. Změňte dělič odporového výstupního napětí (změňte R2 (10K) na 22K). Změňte zenerovou ochranu výstupu (D3) na 5,6 voltů 1 watt (myš #78-1N4734A, 0,07 $). Zener z 5,1 V by byl přesnější, ale zenery mají chyby jako odpory. Pokud se pokusíme zasáhnout 5voltový cíl a náš 5,1voltový zener má 10% chybu na spodní straně, veškeré naše úsilí shoří v zenerově. 4. Změňte cívku induktoru (L1) na 220uH, 0,49amp (myš # 580) -22R224C, 0,59 $). Zadejte nové kalibrační konstanty podle kalibrační části: Nastavte V_out na 5 voltů. Krok 8 a 9: L_Ipeak = 220*0,49 = 107,8 = 107 (zaokrouhlete na další nejnižší celé číslo, je -li požadováno). 5. Upravte požadovanou hodnotu výstupu, přepočítejte tabulku 4 a tabulku 5 v tabulce. Tabulka 4 - zadejte 5 voltů jako výstup a nahraďte 10K odpor 22K (podle kroku 2). Zjistili jsme, že při výstupu 5 voltů se sítí děliče 100K/22K bude zpětná vazba (E1) 0,9 voltu. Dále proveďte jakoukoli změnu referenční hodnoty napětí v tabulce 5 a najděte požadovanou hodnotu ADC. Při 2,5voltové referenci (MCP1525) je žádaná hodnota 369,6. Ukázkové konstanty pro verzi USB: const v_out jako bajt = 5 'výstupní napětí pro určení doby vypnutí, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref jako float = 2,5' 2,5 pro MCP1525, 1,72 pro můj stabistor ~ 2,7 pro zener.const supply_ratio jako float = multiplikátor poměru napájení 5,54 ', kalibrujte pro lepší přesnostconst osc_freq jako float = 4' frekvence oscilátoru L_Ipeak jako float = 107 'cívka uH * cívkové zesilovače kontinuální (220 * 0,49 = 107, zaokrouhleno dolů) const fb_value as word = 369 'výstupní napětí setpoint Firmware a PCB pro USB verzi jsou součástí archivu projektu. Na USB byla převedena pouze referenční verze napětí MCP.