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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Cilj ovog projekta bio je izgraditi efikasan Altoids limeni iPod (firewire) punjač koji radi na 3 (punjive) 'AA' baterije. Ovaj projekt započeo je kao suradnja sa Sky -om na projektiranju i izgradnji PCB -a, a ja na krugovima i firmware -u. Ovako, ovaj dizajn neće funkcionirati. Ovdje je predstavljen u duhu "koncepta izvedenog projekta" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- projekt koji koristi drugi projekat kao stepenicu kamen za daljnje usavršavanje, poboljšanje ili primjenu na potpuno drugačiji problem. Zajednica DIYers -a čiji smo svi dio može zaista učiniti neke nevjerojatne stvari radeći zajedno kao zajednica. Inovacije se rijetko događaju u vakuumu. Očigledan sljedeći korak je omogućiti zajednici da poboljša i razvije ideje koje još nisu spremne za završetak projekata. " Ovo dostavljamo sada kako bi drugi ljubitelji iPod -a 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 mogućnost je FET, ali FET -u je potrebno najmanje 5 volti za potpuno uključivanje. O tome se govori u odjeljku SMPS.2. Induktor jednostavno nije dovoljno velik. Punjač ne proizvodi gotovo dovoljno struje za iPod. Nismo imali precizan način za mjerenje struje punjenja iPod -a (osim odsijecanja originalnog 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. 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 ili vatrogasnom uređaju, ali nedovoljno za punjenje (3G) iPod -a. On će napajati, 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 efikasan Altoids limeni iPod (firewire) punjač koji radi na 3 (punjive) 'AA' baterije. Firewire isporučuje 30 volti neregulisano. IPod može koristiti 8-30 V DC. Da bismo to dobili od 3 AA baterije, potreban nam je pojačivač napona. U ovom uputstvu se koristi napajanje sa prekidačem zasnovano na mikrokontroleru. Primjenjuju se standardna odricanja odgovornosti. Visoki napon …. Smrtno … itd. Razmislite koliko vam vrijedi vaš iPod prije nego što ga povežete s ovim malim pištoljem za omamljivanje u limenoj limenci. Za sve matematičke i prljave detalje SMPS -a pročitajte uputstva o pretvaraču nixie tube boost pretvarača: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPSPročitajte da vidite kako je SMPS dizajn nixie tube prilagođen za punjač za iPod….

Tona prethodnih radova inspirisala je ovaj projekat. Jedan od prvih "uradi sam" punjača koristio je kombinaciju 9 voltnih i AA baterija za punjenje iPod -a preko vatrootpornog priključka (radi za sve iPod -ove, obavezno za 3G iPod -ove): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Ova konstrukcija 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-u i Hackaday-u dok je ovo uputstvo napisano. To je jednostavan dizajn za 5 -voltni USB punjač (ovaj tip neće puniti starije iPod -ove, poput 3G -a). Koristi 9 -voltnu bateriju sa 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. Dok sam istraživao za ovu instrukciju, primijetio sam da je NiMH 9 volt za „Energizer“samo 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 malo, alkalne baterije za jednokratnu upotrebu dostupne su svuda 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 preklopnim gubicima i dodatnom energijom koju pojede mikrokontroler SMPS.

Korak 2: SMPS

Ilustracija ispod je izvađena iz TB053 (lijepa napomena o aplikaciji kompanije Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). On ocrtava osnovni princip koji stoji iza SMPS -a. Mikrokontroler utemeljuje FET (Q1), dopuštajući naboju da se ugradi u induktor L1. Kada je FET isključen, naboj teče kroz diodu D1 u kondenzator C1. Vvfb je povratna sprega razdjelnika napona koja omogućava mikrokontroleru da prati visoki napon i aktivira FET prema potrebi za održavanje željenog napona. Želimo između 8 i 30 volti za punjenje iPod -a kroz port za vatrogasnu žicu. Omogućava dizajniranje 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 sa jednim čipom koja mogu povećati napon s nekoliko baterija na 12 (ili više) volti. Ovaj projekat NIJE zasnovan na jednom od ovih. Umjesto toga koristit ćemo mikrokontroler koji se može programirati kompanije Microchip, PIC 12F683. To nam omogućava da dizajniramo SMPS s dijelovima bezvrijedne 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 analogno digitalna pretvarača (ADC) i opciju referentnog napona (unutrašnji 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 Microchip pošalje cijelu cijev od njih. Referenca napona Uređaj se napaja iz baterije. Pražnjenje baterije i promjena temperature rezultirat će promjenom napona. Da bi PIC održavao postavljeni 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 prodavnica elektronike 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 euro centi), pa smo napravili drugu verziju sa naponom od 2,5 V iz mikročipa (MCP1525). Ako nemate pristup stabistoru ili mikročipu (ili drugoj TO-92) referenci, mogao bi se upotrijebiti ziner od 2,7 volta. Povratna veza s naponom Postoje dva kruga napona s povratnom vezom koji se spajaju na ADC pinove na PIC-u. Prvi omogućava PIC -u da očita izlazni napon. PIC pulsira tranzistor kao odgovor na ova mjerenja, održavajući željeno numeričko očitanje na ADC-u (ja to nazivam '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 tranzistora i induktora (vrijednosti perioda/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 kako se baterije prazne, što zahtijeva duže vrijeme uključivanja. Moje rješenje je bilo dopustiti PIC -u da sve ovo izračuna i postavi vlastite vrijednosti. Oba razdjelnika su dizajnirana 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 je podijeljen kroz 100K i 10K otpornike (22K za USB izlaz). Uklonili smo trimer otpornik koji se koristi u nixie SMPS -u. Ovo čini početno podešavanje pomalo pjegavim, 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 najefikasnije prebacuju na napone veće od onog koji napajaju 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. Vjerovatno 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. Mali su i jeftini. Za USB verziju punjača korišten je 220uH induktor (22R224C). Verzija firewire -a koristi induktor od 680 uH (22R684C). Ove su vrijednosti odabrane eksperimentiranjem. Teoretski, bilo koji induktor vrijednosti trebao bi raditi ako je PIC firmver pravilno konfiguriran. U stvarnosti, međutim, zavojnica je zujala vrijednostima manjim od 680uH u verziji firewire -a. Ovo je vjerojatno povezano s upotrebom tranzistora, umjesto FET -a, kao prekidača. Bio bih jako zahvalan na bilo kakvom stručnom savjetu iz ove oblasti. Korišten je jeftin super/ultra brzi ispravljač od 100 volti od 1 amp iz Mousera (vidi popis dijelova). Mogu se koristiti i drugi niskonaponski ispravljači. Provjerite ima li vaša dioda nizak napon naprijed i brz oporavak (čini se da 30ns radi dobro). Pravi Schottky bi trebao odlično funkcionirati, ali pazite na vrućinu, 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 rekli, mogli biste dobiti malo više zvonjenja i EMI. Ali, to bi bilo učinkovitije. Hmm, pitam se da ste koristili 1N5820, kvar na 20v mogao bi zamijeniti vašu Zener diodu ako vam je potrebna niska struja 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 kondenzator uglađuju izlazni napon. Između ulaznog napona i mase nalazi se zener od 5,1 volti od 1 vata. U normalnoj upotrebi 3 AA -a nikada ne smiju davati 5.1 volti. Ako korisnik uspije preopteretiti ploču, zener će prekinuti napajanje na 5,1 volti. Ovo će zaštititi PIC od oštećenja sve dok zener ne izgori. 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 upotrebi ova dioda ne bi trebala ništa raditi. Ako nešto strašno pođe po zlu (izlazni napon poraste na 24), ova bi dioda trebala spojiti napajanje na 24 volta (znatno ispod vatrogasne žice od najviše 30 volti). Induktor koristi izlaz max ~ 0,8 vata pri 20 volti, pa bi ziner od 1 vata trebao raspršiti višak napona bez sagorijevanja.

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, koja koristi MCP vref. Ovo je bilo teško dizajnirati PCB. U odeljku 3 AA baterije oduzeto je malo prostora. Korišteni lim nije pravi limenka od altoida, to je besplatna kutija kovnica za promociju web stranice. Trebao bi biti otprilike iste veličine kao i limenka od altoida. U Holandiji nisu pronađeni limenke Altoids. Za držanje 3 baterije AA korišten je plastični držač baterija iz lokalne trgovine elektronike. Elektrode su lemljene direktno na kopče na njoj. Napajanje se dovodi do PCB -a kroz dvije rupe za kratkospojnike, što čini postavljanje baterije fleksibilnim. Bolje rješenje bi mogle biti nekakve lijepe kopče za baterije montirane na PCB -u. Nisam ih našao. LED dioda je savijena za 90 stepeni kako bi izašla iz rupe u limu. TIP121 je takođe savijen pod 90 stepeni, 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 gumenog ljepljivog materijala. Referenca napona MCP1525 nalazi se ispod TIP121 u MCP verziji PCB -a. To čini vrlo efikasan odstojnik. Na stražnju stranu su stavljene 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 da uređaj radi neprekidno, stavite mali prekidač u liniju sa 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 zemlje. Koristio sam uređivač biblioteke za uklanjanje b-ograničenja i drugih slojeva iz TIP121 otiska. Također biste mogli dodati kratkospojnik za rješavanje ovog problema ako, poput mene, mrzite urednika biblioteke eagle. Zavojnica induktora i modificirani na-220 otisak nalaze se u biblioteci Eagle koja se nalazi u arhivi projekta. Lista 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 (mišara #821-SF12), 0,22 USD -ili drugihD2 1N4148 mala signalna dioda (mišara #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/1W (mouser # 78-1N4733A, 0,07 USD) IC1 PIC 12F683 i 8-polna utičnica sa utičnicom (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 Darlingtonski upravljački program ili sličanR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 MKPCP MKP PC5 MKPCP MKRP15 (mouser #579-MCP1525ITO, 0,55 USD) -ili- 2,7 volta/400ma ziner sa 10K otpornikom (R3) (referentna verzija sa zener-om na verziji PCB) -ili- 2-voltni stabistor sa 10K otpornikom (R3) (referentna verzija sa zenerom PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6-polni desni kut, vodoravni priključak za montiranje PCB-a: 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 detalje SMPS -a, pročitajte moj instruktor za povećanje snage Nixie tube instrukcije: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmver je napisan na MikroBasic -u, 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 se pokreće.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 perioda.4. PIC zapisuje očitanja ADC -a, radni ciklus i vrijednosti perioda u EEPROM. To omogućuje rješavanje problema i pomaže u dijagnosticiranju katastrofalnih kvarova. EEPROM adresa 0 je pokazivač za upisivanje. Svaki 4 bajtni dnevnik se sprema 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 perioda. Ukupno se 50 kalibracija (200 bajtova) bilježi prije nego što se pokazivač za prebacivanje prevrne i ponovo počne na EEPROM adresi 1. Najnoviji dnevnik će se nalaziti 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 prelaze u CRP1L. Ako je povratna informacija iznad željene vrijednosti, PIC učitava registre radnog ciklusa s 0. Ovo je sistem 'preskakanja impulsa'. Odlučio sam se za preskakanje pulsa iz dva razloga: 1) na tako visokim frekvencijama nema puno radne širine za igru (0-107 u našem primjeru, mnogo manje na višim naponima napajanja), i 2) moguća je frekvencijska modulacija, i daje mnogo više prostora za prilagođavanje (35-255 u našem primjeru), ali SAMO DUŽNOST SE DVOSTRUKO BUFERIRA U HARDVERU. Promjena frekvencije dok PWM radi može imati „čudne“efekte. Promjene: Firmver dobiva nekoliko ažuriranja iz verzije SMPS -a za nixie tube. 1. Pin veze su promijenjene. Jedna LED dioda se uklanja, koristi se jedan LED indikator. Pin out je prikazan na slici. Crveni opisi su 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 napon napajanja.3. Kako se baterije prazne, napon napajanja će se mijenjati. Novi firmver vrši mjerenje napona napajanja svakih nekoliko minuta i ažurira postavke modulatora širine impulsa. Ova "ponovna kalibracija" održava induktor efikasnim 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 adekvatan za tako mala pojačanja. Jedini način da se održi efikasnost tokom pražnjenja baterije bio je proširenje firmvera za izračunavanje pravog vremena isključenja. Modifikacije su eksperimentalne, ali su od tada ugrađene u konačni firmver. Iz TB053 nalazimo jednadžbu isključenog vremena: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Mangle this to: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) gdje je: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak se već koristi u firmveru (pogledajte odeljak firmvera). Volts_in je već izračunat kako bi se odredilo vrijeme induktivnosti. Volts_out je poznata konstanta (5/USB ili 12/Firewire). Ovo bi trebalo funkcionirati za sve pozitivne vrijednosti V_out-V_in. Ako dobijete negativne vrijednosti, imate veće probleme! Sve jednadžbe su izračunate 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 izvučete maksimum iz punjača. Vaše izmjerene vrijednosti mogu zamijeniti moje vrijednosti i kompilirati ih u firmver. Ovi koraci su izborni (osim referentnog napona), ali će vam pomoći da izvučete maksimum iz napajanja. Tablica punjača za iPod pomoći će vam da izvedete calibrations.const v_out kao bajt = 12 'izlazni napon za određivanje vremena isključenja, 5 USB-a, 12 Firewireconst v_ref kao float = 2.5' 2.5 za MCP1525, 1.72 za moj stabistor, ~ 2.7 za a zener.const opskrba omjerom opskrbe kao plutajući = 5.54 'multiplikator omjera opskrbe, kalibrirajte za bolju točnost word = 447 'zadana vrijednost izlaznog naponaOve vrijednosti se 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 vrijednost se 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 firmver: Promjene: Korak 6 za potpune detalje 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 tačan napon. Za referencu zener ili stabistor, izmjerite tačan napon: 1. BEZ UMETANJA SLIKE - Spojite žicu od mase (utičnica PIN8) na utičnicu utičnice 5. To sprječava zagrijavanje induktora i tranzistora dok je napajanje uključeno, ali PIC je nije umetnuta. 2. Umetnite baterije/uključite napajanje. 3. Pomoću multimetra izmjerite napon između referentnog pina napona PIC (utičnica PIN6) i mase (utičnica utičnice 8). Moja tačna vrijednost je bila 1,7 volta za stabistor, i 2,5 volta za MSP1525. 4. Unesite ovu vrijednost kao konstantu v_ref u firmver.supply_ratioDjelitelj 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 napona napajanja). U praksi, otpornici imaju različite tolerancije i nisu točne vrijednosti. Da biste pronašli tačan omjer povratne sprege: 4. Izmjerite napon napajanja (napajanje V) između kontakta 1 utičnice i mase (utičnica utičnice 8), ili između stezaljki baterije. i uzemljenje (utičnica 8). 6. Podijelite napajanje V sa SFB V da biste dobili tačan omjer. Također možete koristiti "Tablicu 2. Kalibracija povratne veze napona napajanja".7. Unesite ovu vrijednost kao konstantu napajanja_FB u firmveru.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 da 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 proračun koji bi se inače morao obaviti na PIC -u. Ova vrijednost je izračunata u "Tablici 3: Proračuni zavojnice".9. Množite zavojnicu induktora uH s maksimalnim kontinuiranim amperima: 680uH zavojnica s vrijednošću od 0,25 ampera kontinuirano = 170 (koristite sljedeći najniži cijeli broj - 170).10. Unesite ovu vrijednost kao konstantu L_Ipeak u firmver.fb_valueOva je stvarna cijela vrijednost koju će PIC koristiti za utvrđivanje je li izlaz visokog napona iznad ili ispod željenog nivoa. 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 tačnu referencu napona u "Tablicu 5. Postavljena vrijednost ADC -a za povratnu vezu visokog napona" kako biste odredili vrijednost fb_. (447 sa referencom od 2,5 V). 13. Nakon što programirate PIC, testirajte izlazni napon. Možda ćete morati izvršiti manja prilagođavanja 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. Niti biste trebali čuti zvuk zvona iz zavojnice induktora. Oba ova uslova ukazuju na grešku u kalibraciji. Provjerite evidenciju podataka u EEPROM -u kako biste lakše utvrdili gdje bi mogao biti vaš problem.

Korak 6: TESTIRANJE

Postoji firmver za PIC 16F737 i mala VB aplikacija koja se može koristiti za bilježenje mjerenja napona tokom vijeka trajanja baterija. 16F737 bi trebao biti spojen na serijski port računara sa MAX203. Svakih 60 sekundi napon napajanja, izlazni napon i referentni napon mogu se zabilježiti na računaru. 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. Testni firmver i mali vizuelni osnovni program za evidentiranje 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 'A' konektor tipa (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 volti bio bi tačniji, ali zeneri imaju greške poput otpornika. Ako pokušamo pogoditi metu od 5 volti, a naš zener od 5,1 volta ima grešku od 10% na niskoj strani, svi naši napori će izgorjeti u zeneru. -22R224C, 0,59 USD). Unesite nove konstante kalibracije, prema odjeljku kalibracije: Postavite V_out na 5 volti. Korak 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 veza (E1) biti 0,9 volti. Zatim promijenite referencu napona u tablici 5 i pronađite zadanu vrijednost ADC -a. S referencom od 2,5 volta (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 plutajući = 2,5' 2,5 za MCP1525, 1,72 za moj stabistor, ~ 2.7 za zener.const opskrbni omjer kao float = 5.54 'multiplikator omjera opskrbe, kalibrirajte za bolju točnost const osc_freq kao float = 4' oscilator frekvencijaconst L_Ipeak kao plovak = 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 referentna verzija napona MCP -a pretvorena je u USB.