Prebacivanje načina rada Altoids IPOD punjač pomoću 3 'AA' baterije: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Cilj ovog projekta bio je izgraditi učinkovit Altoids limeni iPod (firewire) punjač koji radi na 3 (punjive) 'AA' baterije. Ovaj je projekt započeo kao suradnja sa Sky -om na projektiranju i izgradnji PCB -a, a ja na krugovima i firmware -u. Takav kakav jest, ovaj dizajn neće uspjeti. Ovdje je predstavljen u duhu "koncepta izvedenog projekta" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- projekt koji koristi drugi projekt kao iskorak kamen za daljnje usavršavanje, poboljšanje ili primjenu na potpuno drugačiji problem. Zajednica DIYera čiji smo svi dio može zaista učiniti neke nevjerojatne stvari radeći zajedno kao zajednica. Inovacije se rijetko događaju u vakuumu. Očigledan sljedeći korak jest dopustiti zajednici da poboljša i razvije ideje koje još nisu spremne za dovršetak projekata. " Ovo dostavljamo sada kako bi drugi zaljubljenici u iPod mogli nastaviti gdje smo stali. Postoje (barem) dva razloga zašto ovaj punjač _ne radi_: 1. Tranzistor ne propušta dovoljno struje da potpuno napuni induktor. Druga je mogućnost FET, ali za potpuno uključivanje FET -u je potrebno najmanje 5 volti. O tome se govori u odjeljku SMPS -a.2. Induktor jednostavno nije dovoljno velik. Punjač ne proizvodi gotovo dovoljno struje za iPod. Nismo imali točan način za mjerenje struje punjenja iPod -a (osim odsijecanja izvornog kabela za punjenje) sve dok naši dijelovi nisu stigli iz Mousera. Preporučeni induktori nisu dovoljno veliki za ovaj projekt. Odgovarajuća zamjena mogla bi biti zavojnica koju Nick de Smith koristi na svom MAX1771 SMPS -u. To je zavojnica od 2 ili 3 ampera od digikey -a: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Ovaj uređaj može pružiti malu količinu energije USB -u ili vatrogasnom uređaju, ali nedovoljno za punjenje (3G) iPod -a. Omogućit će, ali ne i napuniti, potpuno mrtav 3G iPod.

Korak 1: Prebacite način rada Altoids IPOD punjač pomoću 3 'AA' baterije

Cilj ovog projekta bio je izgraditi učinkovit Altoids limeni iPod (firewire) punjač koji radi na 3 (punjive) 'AA' baterije. Firewire isporučuje 30 volti neregulisano. IPod može koristiti 8-30 volti istosmjerne struje. Da bismo to dobili od 3 AA baterije, trebamo pojačivač napona. U ovom uputstvu koristi se napajanje sa prekidačkim načinom rada zasnovano na mikrokontroleru. Primjenjuju se standardna odricanja odgovornosti. Visoki napon …. Smrtno … itd. Prije nego što ga povežete s ovim malim pištoljem za omamljivanje u limenoj limenci, razmislite koliko vam vrijedi vaš iPod. Za sve matematičke i prljave detalje SMPS -a pročitajte uputstva za pretvarač nixie tube boost pretvarača: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPSPročitajte da vidite kako je dizajn SMPS nixie tube prilagođen za punjač za iPod….

Tona prijašnjih radova inspirirala je ovaj projekt. Jedan od prvih DIY punjača koristio je kombinaciju 9 voltnih i AA baterija za punjenje iPod -a kroz vatrootporni priključak (radi za sve iPod -ove, obavezno za 3G iPod -ove): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Ova izvedba ima problem neravnomjernog pražnjenja među baterijama. Ažurirana verzija koristila je samo 9-voltne baterije: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 Dizajn u nastavku pojavio se na Make i Hackaday dok je ovo uputstvo napisano. Jednostavan je dizajn za 5 -voltni USB punjač (ova vrsta neće puniti starije iPod -ove, poput 3G -a). Koristi 9 -voltnu bateriju s 7805 5 -voltnim regulatorom. Osigurano je stabilnih 5 volti, ali dodatnih 4 volti iz baterije se sagori kao toplina u regulatoru. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSSvi ovi dizajni imaju jednu zajedničku stavku: baterije od 9 volti. Mislim da je 9 voltera slabašno i skupo. Tijekom istraživanja za ovu instrukciju primijetio sam da je NiMH 9 volt 'Energizer -a' ocijenjen samo na 150 mAh. 'Duracell' ne proizvodi punjive baterije od 9 volti. 'Duracell' ili 'Energizer' NiMH 'AA' ima zdravih 2300 mAh snage ili više (do 2700 mAh ocjena za novije punjive baterije). Za kratko vrijeme, alkalne AA baterije za jednokratnu upotrebu dostupne su posvuda po razumnoj cijeni. Korištenje 3 'AA' baterije daje nam 2700mAh na ~ 4 volti, u usporedbi sa 150 mAh na 9 ili 18 (2x9 volti) volti. S ovolikom snagom možemo živjeti s uklopnim gubicima i dodatnom energijom koju pojede mikrokontroler SMPS.

Korak 2: SMPS

Ilustracija u nastavku je izvađena iz TB053 (lijepa napomena o aplikaciji tvrtke Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). On ocrtava osnovni princip koji stoji iza SMPS -a. Mikrokontroler uzemljuje FET (Q1), dopuštajući naboju da se ugradi u induktor L1. Kad je FET isključen, naboj teče kroz diodu D1 u kondenzator C1. Vvfb je povratna sprega razdjelnika napona koja omogućuje mikrokontroleru praćenje visokog napona i aktiviranje FET -a prema potrebi za održavanje željenog napona. Želimo između 8 i 30 volti za punjenje iPod -a kroz port za vatrogasnu žicu. Omogućuje projektiranje ovog SMPS -a za izlaz od 12 volti. Ovo nije odmah smrtonosni napon, već se nalazi unutar raspona napona vatrogasne žice. Mikrokontroler Postoji nekoliko rješenja s jednim čipom koja mogu povećati napon s nekoliko baterija na 12 (ili više) volti. Ovaj projekt se NE temelji na jednom od ovih. Umjesto toga koristit ćemo mikrokontroler koji se može programirati tvrtke Microchip, PIC 12F683. To nam omogućuje projektiranje SMPS-a s dijelovima neželjene kutije i drži nas blizu hardvera. Rješenje s jednim čipom zamračilo bi većinu rada SMPS-a i promicalo zaključavanje dobavljača. 8 -pinski PIC 12F682 odabran je zbog male veličine i cijene (manje od 1 USD). Može se koristiti bilo koji mikrokontroler (PIC/AVR) koji ima hardverski modulator širine impulsa (PWM), dva analogna digitalna pretvarača (ADC) i opciju referentnog napona (unutarnji ili vanjski Vref). Obožavam 8 -pinski 12F683 i koristim ga za sve. Povremeno sam ga koristio kao precizni vanjski izvor takta od 8 Mhz za starije slike. Volio bih da mi ih Microchip pošalje cijelu cijev. Referenca naponaUređaj se napaja iz baterije. Pražnjenje baterije i promjena temperature rezultirat će promjenom napona. Da bi PIC održao zadani izlazni napon (12 volti) potrebna je stabilna referentna vrijednost napona. To mora biti referenca vrlo niskog napona kako bi bila učinkovita u rasponu izlazne snage 3 AA baterije. Prvobitno je bila planirana zener dioda od 2,7 volti, ali lokalna trgovina elektronikom imala je 2 -voltnu "stabistorsku" diodu. Korišten je isto kao referenca na zener, ali umetnut "unatrag" (zapravo naprijed). Čini se da je stabistor prilično rijedak (i skup, ~ 0,75 eurocenti), pa smo napravili drugu verziju s naponom od 2,5 V iz mikročipa (MCP1525). Ako nemate pristup stabistoru ili rezoluciji Microchip (ili drugoj TO-92), mogao bi se upotrijebiti zener od 2,7 volta. Povratna veza s naponom Postoje dva kruga naponske povratne veze koji se spajaju na ADC pinove na PIC-u. Prvi omogućuje PIC -u da osjetiti izlazni napon. PIC pulsira tranzistor kao odgovor na ta mjerenja, održavajući željeno numeričko očitanje na ADC-u (ja to zovem 'zadana vrijednost'). PIC mjeri napon baterije kroz drugu (ja ću to nazvati opskrbnim naponom ili V napajanjem). Optimalno vrijeme uključivanja induktora ovisi o naponu napajanja. PIC firmver očitava vrijednost ADC-a i izračunava optimalno vrijeme uključivanja za tranzistor i induktor (vrijednosti razdoblja/radnog ciklusa PWM-a). Moguće je unijeti točne vrijednosti u vaš PIC, ali ako se promijeni napajanje, vrijednosti više nisu optimalne. Tijekom rada iz baterija, napon će se smanjivati s pražnjenjem baterija, što zahtijeva duže vrijeme uključivanja. Moje rješenje je bilo dopustiti PIC -u da sve ovo izračuna i postavi vlastite vrijednosti. Oba razdjelnika su projektirana tako da je raspon napona znatno ispod referentne vrijednosti od 2,5 volta. Napon napajanja podijeljen je otpornikom od 100K i 22K, koji daje 0,81 pri 4,5 volti (svježe baterije) do 0,54 pri 3 volti (prazne baterije). Izlazni/visoki napon podijeljen je kroz 100K i 10K otpornike (22K za USB izlaz). Uklonili smo otpornik trimera koji se koristi u nixie SMPS -u. To čini početnu prilagodbu pomalo pjegavom, ali eliminira veliku komponentu. Na izlazu od 12 volti povratna veza je približno 1 volt. FET/SwitchFET -ovi su standardni 'prekidač' u SMPS -ovima. FET -ovi se najučinkovitije prebacuju na napone veće od onog koji dobivaju 3 AA baterije. Umjesto toga korišten je Darlingtonov tranzistor jer se radi o uređaju sa strujnom sklopkom. TIP121 ima pojačanje od minimalno 1000 Ã “any. Vjerojatno se može koristiti bilo koji sličan tranzistor. Jednostavna dioda (1N4148) i otpornik (1K) štite PIC PWM pin od bilo kakvog zalutalog napona koji dolazi s baze tranzistora. Zavojnica vodiča Jako mi se sviđaju C&D induktori snage dostupni u Mouseru. Male su i jeftine. Za USB verziju punjača korišten je 220uH induktor (22R224C). Verzija firewire koristi induktor od 680 uH (22R684C). Ove su vrijednosti odabrane eksperimentiranjem. Teoretski, svaki induktor vrijednosti trebao bi raditi ako je PIC firmver ispravno konfiguriran. U stvarnosti, međutim, zavojnica je zujala s vrijednostima manjim od 680uH u firewire verziji. To je vjerojatno povezano s upotrebom tranzistora, umjesto FET -a, kao prekidača. Bio bih jako zahvalan na bilo kakvom savjetu stručnjaka u ovom području. Dioda ispravljača Korišten je jeftin super/ultra brz ispravljač od 1 volta od 1 volti od Mousera (vidi popis dijelova). Mogu se koristiti i drugi niskonaponski ispravljači. Uvjerite se da vaša dioda ima nizak napon naprijed i brz oporavak (čini se da 30ns radi dobro). Pravi Schottky trebao bi odlično funkcionirati, ali pripazite na toplinu, zvonjenje i EMI. Joe na mailing listi switchmode predložio je: (web stranica: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Mislim da su, budući da su Schottkyjevi brži i imaju veliki kapacitet spoja, kao što ste govorili, mogli biste dobiti malo više zvonjenja i EMI. Ali, to bi bilo učinkovitije. Hmm, pitam se da ste koristili 1N5820, kvar od 20 V bi mogao zamijeniti vašu Zener diodu ako trebate nisku struju za vaš iPod. "Ulazni/izlazni kondenzatori i zaštitaAutolitički ulaz od 100uf/25v kondenzator skladišti energiju za induktor. Elektrolitički kondenzator 47uf/63v i 0,1uf/50V metalni film uglađuju izlazni napon. Između ulaznog napona i mase nalazi se zener od 5,1 volti od 1 vata. U normalnoj uporabi 3 AA -a nikada ne smiju davati 5.1 volti. Ako korisnik uspije preopteretiti ploču, zener će spojiti napajanje na 5,1 volti. To će zaštititi PIC od oštećenja sve dok ziner ne pregori. Otpornik bi mogao zamijeniti kratkospojnu žicu kako bi napravio pravi regulator napona zenera, ali bi bio manje učinkovit (vidi odjeljak o PCB -u). Za zaštitu iPod -a, između izlaza i mase dodana je 24 voltna 1 vatna zener dioda. U normalnoj uporabi ova dioda ne bi trebala učiniti ništa. Ako nešto krene užasno po zlu (izlazni napon poraste na 24), ova bi dioda trebala spojiti napajanje na 24 volti (znatno ispod vatrogasne žice od najviše 30 volti). Korišteni induktor daje maksimalne iznose od ~ 0,8 vata pri 20 volti, pa bi ziner od 1 vata trebao raspršiti višak napona bez izgaranja.

Korak 3: PCB

NAPOMENA postoje dvije verzije PCB -a, jedna za referentnu vrijednost napona zener/stabistor, a druga za referentnu vrijednost napona MCP1525. MCP verzija je "željena" verzija koja će se ažurirati u budućnosti. Napravljena je samo jedna USB verzija, koristeći MCP vref. Ovo je bilo teško za projektiranje PCB -a. U našem limu ostaje malo prostora nakon oduzimanja volumena 3 AA baterije. Korišteni lim nije pravi limenka od altoida, to je besplatna kutija kovnica za promicanje web stranice. Trebao bi biti otprilike iste veličine kao i altoidni lim. U Nizozemskoj nije pronađeno posude Altoids. Za držanje 3 baterije AA korišten je plastični držač baterija iz lokalne trgovine elektronike. Olovci su lemljeni izravno na kopče na njemu. Napajanje se dovodi na PCB kroz dvije rupe za kratkospojnike, što čini postavljanje baterije fleksibilnim. Bolje rješenje moglo bi biti neka vrsta lijepe kopče za bateriju koja se može montirati na PCB. Nisam ih našao. LED dioda je savijena na 90 stupnjeva kako bi izašla iz rupe u limu. TIP121 je također savijen pod 90 stupnjeva, ali nije postavljen ravno !!! ** Dioda i dva otpornika prolaze ispod tranzistora radi uštede prostora. Na slici možete vidjeti da je tranzistor savijen, ali zalemljen tako da pluta jedan centimetar preko komponenti. Da biste izbjegli slučajne kratke hlače, prekrijte ovo područje vrućim ljepilom ili komadom te gumene ljepljive trake. Referenca napona MCP1525 nalazi se ispod TIP121 u MCP verziji PCB -a. Čini vrlo učinkovit odstojnik. Na stražnju stranu stavljene su 3 komponente: kapa za odvajanje za PIC i dva velika zenera (24 V i 5,1 V). Potrebna je samo jedna kratkospojna žica (2 za verziju MCP). Osim ako ne želite neprekidno pokretati uređaj, stavite mali prekidač u liniju s žicom od napajanja baterije do ploče. Prekidač nije postavljen na PCB radi uštede prostora i održavanja položaja fleksibilnim. ** Eagle ima ograničenje usmjeravanja na paketu do-220 koje prekida ravninu tla. Koristio sam uređivač knjižnice za uklanjanje b-ograničenja i drugih slojeva iz TIP121 otiska. Također biste mogli dodati kratkospojnik kako biste riješili ovaj problem ako, poput mene, mrzite urednika biblioteke orao. Zavojnica induktora i izmjena otiska do 220 nalaze se u biblioteci Eagle koja se nalazi u arhivi projekta. Popis dijelova (broj dijelova Mouser je naveden za neke dijelove, drugi su izašli iz bezvrijedne kutije): Vrijednost dijela (nazivni naponi su minimalni, veći je u redu) C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, 0,10 USD) D1 Ispravljačka dioda SF12 (mouser #821-SF12), 0,22 USD -ili ostaleD2 1N4148 mala signalna dioda (mouser #78 -1N4148, 0,03 USD) D3 (Firewire) Zener od 24 V/1 W (miš #512-1N4749A, 0,09 USD) D3 (USB) 5,6 Volt Zener/1 W (miš #78-1N4734A, 0,07 USD) D4 5,1 Volt Zener/1 W (mouser # 78-1N4733A, 0,07 USD) IC1 PIC 12F683 i 8-polna utična utičnica (utičnica opcionalna/preporučena, ukupno ~ 1,00 USD) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp indukcijska zavojnica (mouser # 580-22R684C, 0,59 USD) L1 (USB) 22R224C 220uH/0,49amp induktivna zavojnica (mouser # 580-22R224C, 0,59 USD) LED1 5 mm LEDQ1 TIP-121 Darlington upravljački program ili sličan R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 MKCPREK1 MKPREK1 MKPREK1 MKPREK125 (mouser #579-MCP1525ITO, 0,55 USD) -ili- 2,7 V/400 mA zenera s 10K otpornikom (R3) (referentna verzija sa zener-om na verziji, PCB) -ili- 2-voltni stabistor s 10 k otpornikom (R3) (referentna verzija sa zener-om, PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6-polni desni kut, vodoravni priključak za montažu na PCB: Kobiconn (mouser #154-FWR20, 1,85 USD) -ili- EDAC (mouser #587-693-006-620-003, 0,93 USD)

Korak 4: FIRMWARE

FIRMWARE Potpuni detalji SMPS firmvera navedeni su u uputstvima za nixie SMPS. Za sve matematičke i prljave pojedinosti o SMPS -u pročitajte moj nixie tube boost converter prema uputama: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmver je napisan na MikroBasic, kompajler je besplatan za programi do 2K (https://www.mikroe.com/). Ako vam je potreban PIC programer, razmislite o mojoj poboljšanoj ploči programera JDM2 koja je također objavljena na uputama (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Osnovni rad firmvera: 1. Kada se napajanje uključi, PIC počinje.2. PIC odgađa 1 sekundu kako bi se omogućilo stabilizacija napona.3. PIC čita povratnu informaciju o naponu napajanja i izračunava optimalne vrijednosti radnog ciklusa i vrijednosti razdoblja.4. PIC zapisuje očitanja ADC -a, radni ciklus i vrijednosti razdoblja u EEPROM. To omogućuje rješavanje problema i pomaže u dijagnosticiranju katastrofalnih kvarova. EEPROM adresa 0 je pokazivač za upisivanje. Svaki 4 bajtni dnevnik sprema se svaki put pri ponovnom pokretanju SMPS-a. Prva 2 bajta su ADC visoki/niski, treći bajt je niži 8 bita vrijednosti radnog ciklusa, četvrti bajt je vrijednost razdoblja. Ukupno se 50 kalibracija (200 bajtova) bilježi prije nego što se pokazivač za prebacivanje prevrne i ponovno pokrene na EEPROM adresi 1. Najnoviji zapisnik nalazit će se na pokazivaču-4. Oni se mogu očitati iz čipa pomoću PIC programatora. Gornjih 55 bajtova ostavljeno je slobodnim za buduća poboljšanja. 5. PIC ulazi u beskonačnu petlju - mjeri se povratna vrijednost visokog napona. Ako je ispod željene vrijednosti, registri radnog ciklusa PWM učitavaju se s izračunatom vrijednošću - NAPOMENA: donja dva bita su važna i moraju se učitati u CPP1CON, gornjih 8 bita ide u CRP1L. Ako je povratna informacija iznad željene vrijednosti, PIC učitava registre radnog ciklusa s 0. To je sustav 'preskakanja impulsa'. Odlučio sam se za preskakanje pulsa iz dva razloga: 1) na takvim visokim frekvencijama nema puno radne širine za igru (0-107 u našem primjeru, mnogo manje na višim opskrbnim naponima), i 2) moguća je frekvencijska modulacija, i daje puno više prostora za prilagodbu (35-255 u našem primjeru), ali SAMO DUŽNOST SE DVOSTRUKO BUFERIRA U HARDVERU. Promjena frekvencije dok PWM radi može imati 'čudne' učinke. Promjene: Firmver dobiva nekoliko ažuriranja iz verzije SMPS -a za nixie tube. 1. Promijenjeni su pin priključci. Jedna LED dioda se uklanja, koristi se jedan LED indikator. Pin out je prikazan na slici. Crveni su opisi zadane dodjele PIC pinova koje se ne mogu promijeniti. 2. Analogni digitalni pretvarač sada se odnosi na vanjski napon na pinu 6, a ne na opskrbni napon.3. Kako se baterije prazne, napon napajanja će se mijenjati. Novi firmver mjeri opskrbni napon svakih nekoliko minuta i ažurira postavke modulatora širine impulsa. Ova "ponovna kalibracija" održava induktor učinkovitim radom pri pražnjenju baterija. svježi PIC. Lakše za shvatiti početnike. 6. Vrijeme pražnjenja vodiča (vrijeme isključenja) sada se računa u firmveru. Prethodni multiplikator (jedna trećina na vrijeme) nije primjeren za tako mala povećanja. Jedini način za održavanje učinkovitosti tijekom pražnjenja baterije bio je proširenje firmvera za izračunavanje pravog vremena isključenja. Promjene su eksperimentalne, ali su od tada ugrađene u konačni firmware. Iz TB053 nalazimo jednadžbu isključenog vremena: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Izmijenite ovo na: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) gdje je: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak se već koristi u firmveru (pogledajte odjeljak firmvera). Volts_in je već izračunat kako bi se odredilo vrijeme rada induktora. Volts_out je poznata konstanta (5/USB ili 12/Firewire). To bi trebalo funkcionirati za sve pozitivne vrijednosti V_out-V_in. Ako dobijete negativne vrijednosti, imate veće probleme! Sve jednadžbe izračunate su u pomoćnoj proračunskoj tablici uključenoj u instrukciju NIXIE smps. Sljedeći redak je dodan u odjeljak konstanti firmvera opisan u koraku KALIBRACIJA: const v_out kao bajt = 5 'izlazni napon za određivanje vremena isključenja

Korak 5: KALIBRACIJA

Nekoliko koraka kalibracije pomoći će vam da najbolje iskoristite punjač. Vaše izmjerene vrijednosti mogu zamijeniti moje vrijednosti i sastaviti ih u firmver. Ovi su koraci izborni (osim referentnog napona), ali će vam pomoći da najbolje iskoristite napajanje. Tablica punjača za iPod pomoći će vam u izvođenju calibrations.const v_out kao bajt = 12 'izlazni napon za određivanje vremena isključenja, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref kao plovak = 2,5' 2,5 za MCP1525, 1,72 za moj stabistor, ~ 2,7 za a zener.const opskrba omjer opskrbe kao plovak = 5.54 'množitelj omjera opskrbe, kalibrirajte za bolju točnost word = 447 'zadana vrijednost izlaznog naponaOve se vrijednosti mogu pronaći na vrhu koda firmvera. Pronađite vrijednosti i postavite na sljedeći način: V_outOvo je izlazni napon koji želimo postići. Ova varijabla NEĆE sama promijeniti izlazni napon. Ova se vrijednost koristi za određivanje vremena potrebno induktoru za potpuno pražnjenje. Radi se o poboljšanju USB firmvera koji je prenesen na firewire verziju. Unesite 12, to je naš ciljani napon vatrogasne žice (ili 5 za USB). Pogledajte Firmware: Promjene: Korak 6 za potpune pojedinosti o ovom dodatku. v_refOvo je naponski napon ADC -a. To je potrebno za određivanje stvarnog napona napajanja i izračunavanje vremena punjenja induktivne zavojnice. Unesite 2,5 za MCP1525 ili izmjerite točan napon. Za referencu zener ili stabistor izmjerite točan napon: 1. BEZ UMETANJA SLIKE - Spojite žicu od mase (utičnica PIN8) na utičnicu 5. To sprječava zagrijavanje induktora i tranzistora dok je napajanje uključeno, ali PIC je nije umetnuta.2. Umetnite baterije/uključite napajanje.3. Multimetrom izmjerite napon između referentnog pina napona PIC (utičnica PIN6) i mase (utičnica utičnice 8). Moja točna vrijednost bila je 1,7 volti za stabistor, a 2,5 volta za MSP1525. 4. Unesite ovu vrijednost kao konstantu v_ref u firmware.supply_ratioDijelitelj napona se sastoji od 100K i 22K otpornika. Teoretski, povratna sprega bi trebala biti jednaka naponu napajanja podijeljenom s 5,58 (vidi tablicu 1. Mrežni proračuni napajanja opskrbnog napona). U praksi, otpornici imaju različite tolerancije i nisu točne vrijednosti. Da biste pronašli točan omjer povratne sprege: 4. Izmjerite napon napajanja (opskrba V) između utičnice utičnice 1 i mase (utičnica utičnice 8) ili između stezaljki akumulatora. i uzemljenje (utičnica 8).6. Dijelite napajanje V na SFB V da biste dobili točan omjer. Također možete koristiti "Tablicu 2. Kalibracija povratne veze napona napajanja".7. Unesite ovu vrijednost kao konstantu napajanja_FB u firmware.osc_freqJednostavno frekvenciju oscilatora. Unutarnji oscilator od 8 MHz 12F683 podijeljen je s 2, sigurnom radnom brzinom na oko 2,5 volta. 8. Unesite vrijednost 4. L_IpeakMnožite zavojnicu induktora uH s maksimalnim kontinuiranim pojačanjem kako biste dobili ovu vrijednost. U primjeru 22r684C je zavojnica od 680uH s neprekidnom snagom od 0,25 ampera. 680*0,25 = 170 (zaokružite na niži cijeli broj ako je potrebno). Množenjem vrijednosti ovdje eliminira se jedna 32 -bitna varijabla s pomičnim zarezom i izračun koji bi se inače trebao obaviti na PIC -u. Ova vrijednost je izračunata u "Tablici 3: Proračuni zavojnice".9. Meno indukcijskog svitka uH pomnožite s maksimalnim kontinuiranim pojačanjima: 680uH zavojnica s vrijednošću od 0,25 ampera kontinuirano = 170 (upotrijebite sljedeći najniži cijeli broj - 170).10. Unesite ovu vrijednost kao konstantu L_Ipeak u firmware.fb_valueOva je stvarna cijela vrijednost koju će PIC koristiti za utvrđivanje je li izlaz visokog napona iznad ili ispod željene razine. Moramo to izračunati jer nemamo trimer otpornik za fino podešavanje. 11. Pomoću tablice 4 odredite omjer između izlaznog i povratnog napona. (11.0) 12. Zatim unesite ovaj omjer i vašu točnu referencu napona u "Tablicu 5. Vrijednost ADC -a za povratnu vezu s visokom voltažom" kako biste odredili vrijednost fb_. (447 s referencom od 2,5 V). 13. Nakon što programirate PIC, testirajte izlazni napon. Možda ćete morati izvršiti manje prilagodbe zadane vrijednosti povratne sprege i ponovno kompajlirati firmver dok ne dobijete točno 12 volti na izlazu. Zbog ove kalibracije, tranzistor i induktor nikada ne bi trebali zagrijati. Također ne biste trebali čuti zvuk zvona iz zavojnice induktora. Oba ova uvjeta ukazuju na grešku u kalibraciji. Provjerite zapisnik podataka u EEPROM -u kako biste lakše utvrdili gdje bi mogao biti vaš problem.

Korak 6: ISPITIVANJE

Postoji firmver za PIC 16F737 i mala VB aplikacija koja se može koristiti za bilježenje mjerenja napona tijekom vijeka trajanja baterija. 16F737 bi trebao biti spojen na serijski port računala s MAX203. Svakih 60 sekundi napon napajanja, izlazni napon i referentni napon mogu se prijaviti na računalo. Može se napraviti lijep grafikon koji prikazuje svaki napon kroz vrijeme punjenja. Ovo nikada nije korišteno jer punjač nikada nije bio u funkciji. Sve je provjereno da radi. Testna programska oprema i mali vizualni osnovni program za bilježenje izlaza uključeni su u arhivu projekta. Ožičenje ću prepustiti vama.

Korak 7: VARIJACIJE: USB

USB verzija je moguća s nekoliko izmjena. USB punjenje nije opcija za 3G iPod dostupan za testiranje. USB napaja 5,25-4,75 volti, naš cilj je 5 volti. Evo promjena koje je potrebno izvršiti: 1. Zamijenite USB konektor tipa 'A' (mouser #571-7876161, 0,85 USD) 2. Promijenite razdjelnik otpornika izlaznog napona (promijenite R2 (10K) u 22K).3. Promijenite zener na izlazu (D3) na 5,6 volti 1 vat (mouser #78-1N4734A, 0,07 USD). Zener od 5,1 V bio bi točniji, ali zeneri imaju pogreške poput otpornika. Ako pokušamo pogoditi metu od 5 V, a naš zener od 5,1 V ima pogrešku od 10% na niskoj strani, svi naši napori će izgorjeti u zeneru. 4. Promijenite zavojnicu induktora (L1) na 220 uH, 0,49 ampera (mouser # 580 -22R224C, 0,59 USD). Unesite nove konstante kalibracije, prema odjeljku kalibracije: Postavite V_out na 5 volti. Koraci 8 i 9: L_Ipeak = 220*0,49 = 107,8 = 107 (zaokružite na sljedeći najniži cijeli broj, ako je potrebno). 5. Izmijenite zadanu vrijednost izlaza, preračunajte tablicu 4 i tablicu 5 u proračunskoj tablici. Tablica 4 - unesite 5 volti kao izlaz i zamijenite 10K otpornik s 22 K (prema koraku 2). Otkrivamo da će na izlazu od 5 volti, s razdjelnom mrežom od 100K/22K, povratna sprega (E1) biti 0,9 volti. Zatim napravite bilo kakvu promjenu referentne vrijednosti napona u tablici 5 i pronađite zadanu vrijednost ADC -a. S referencom od 2,5 V (MCP1525) zadana vrijednost je 369,6. Primjeri konstanti za USB verziju: const v_out kao bajt = 5 'izlazni napon za određivanje vremena isključenja, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref kao plovak = 2,5' 2,5 za MCP1525, 1,72 za moj stabistor, ~ 2,7 za zener.const supply_ratio kao float = 5,54 'multiplikator omjera opskrbe, kalibrirajte za bolju točnost const osc_freq kao float = 4' oscilator frekvencijaconst L_Ipeak kao float = 107 'zavojnica uH * pojačala zavojnice kontinuirano (220 * 0,49 = 107, zaokruži prema dolje) const fb_value as word = 369 'zadana vrijednost izlaznog naponaFirmware i PCB za USB verziju uključeni su u arhivu projekta. Samo je referentna verzija napona MCP pretvorena u USB.