Încărcător IPOD Altoids în modul de comutare folosind 3 baterii „AA”: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Scopul acestui proiect a fost de a construi un încărcător eficient din tablă Altoids din tablă (firewire) care să funcționeze pe 3 baterii „reîncărcabile” „AA”. Acest proiect a început ca un efort de colaborare cu Sky în proiectarea și construcția PCB-urilor, iar eu în circuit și firmware. Într-adevăr, acest design nu va funcționa. Este prezentat aici în spiritul „conceptului de proiect derivat” (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) „???? - un proiect care folosește un alt proiect ca un pas piatră pentru perfecționare, îmbunătățire sau aplicare suplimentară la o problemă total diferită. Comunitatea de bricolaj din care facem parte toți poate face cu adevărat lucruri uimitoare lucrând împreună ca comunitate. Inovația se întâmplă rar în vid. Pasul următor evident este de a permite comunității să ajute la perfecționarea și dezvoltarea ideilor care nu sunt încă pregătite pentru a fi finalizate proiecte. Trimitem acest lucru acum, astfel încât alți pasionați de iPod să poată prelua locul unde am rămas. Există (cel puțin) două motive pentru care acest încărcător _ nu funcționează: 1. Tranzistorul nu lasă să curgă suficient curent pentru a încărca complet inductorul. Cealaltă opțiune este un FET, dar un FET are nevoie de minimum 5 volți pentru a porni complet. Acest lucru este discutat în secțiunea SMPS. Inductorul pur și simplu nu este suficient de mare. Încărcătorul nu produce aproape suficient curent pentru iPod. Nu am avut o modalitate exactă de a măsura curentul de încărcare a iPod-ului (cu excepția tăierii cablului de încărcare original) până când piesele noastre nu au sosit de la Mouser. Inductoarele recomandate nu sunt nici pe departe suficient de mari pentru acest proiect. O înlocuire adecvată ar putea fi bobina pe care Nick de Smith o folosește pe MAX1771 SMPS. Este o bobină de 2 sau 3 amp de la digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Acest dispozitiv poate furniza o cantitate mică de energie unui dispozitiv USB sau firewire, dar nu suficient pentru a încărca un iPod (3G). Va alimenta, dar nu va încărca, un iPod 3G total mort.

Pasul 1: comutați modul Altoids IPOD încărcător folosind 3 baterii „AA”

Scopul acestui proiect a fost de a construi un încărcător eficient din tablă Altoids din tablă (firewire) care să funcționeze pe 3 baterii „reîncărcabile” „AA”. Firewire furnizează 30 de volți nereglementat. Un iPod poate utiliza 8-30 volți DC. Pentru a obține acest lucru de la 3 baterii AA, avem nevoie de un amplificator de tensiune. În acest instructabil este utilizată o sursă de alimentare în modul de comutare bazată pe un microcontroler. Se aplică responsabilități standard. Înaltă tensiune … mort … etc. Gândiți-vă cât de mult valorează iPod-ul dvs. înainte de a-l conecta la această pistolă de asomare mică într-o cutie de tablă. Pentru toate detaliile matematice și murdare ale SMPS, citiți convertorul de creștere a tubului nixie instructabil: https://www.instructables.com / ex / i / B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506 /? ALLSTEPSCitiți mai departe pentru a vedea cum a fost adaptat designul SMPS cu tub nixie pentru a fi un încărcător pentru iPod….

O grămadă de lucrări anterioare au inspirat acest proiect. Unul dintre primele încărcătoare DIY a folosit o combinație de baterii de 9 volți și AA pentru a încărca un iPod prin portul firewire (funcționează pentru toate iPod-urile, obligatoriu pentru iPod-urile 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 / ipod-altoids-battery-pack-v2 Acest design are problema descărcării neuniforme între baterii. O versiune actualizată folosea doar baterii de 9 volți: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 Designul de mai jos a apărut pe Make și Hackaday în timp ce acest instructable a fost scris. Este un design simplu pentru un încărcător USB de 5 volți (acest tip nu va încărca iPod-uri anterioare, cum ar fi 3G). Folosește o baterie de 9 volți cu un regulator 7805 de 5 volți. Se asigură o stabilitate de 5 volți, dar cele 4 volți suplimentare de la baterie sunt arse ca căldură în regulator. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPS Toate aceste modele au un element comun: baterii de 9 volți. Cred că 9 volți sunt scumpi și scumpi. În timp ce cercetam acest lucru instructabil, am remarcat că un „Energizer” NiMH de 9 volți este evaluat doar cu 150 mAh. „Duracell” nu produce reîncărcabile 9 volți. Un „Duracell” sau „Energizer” NiMH „AA” are o putere sănătoasă de 2300 mAh sau mai mult (până la 2700 mAh pe reîncărcabile mai noi). Într-un vârf, bateriile alcaline de unică folosință AA sunt disponibile peste tot la un preț rezonabil. Folosirea a 3 baterii „AA” ne ajută la 2700mAh la ~ 4 volți, comparativ cu 150mAh la 9 sau 18 (2x9 volți) volți. Cu atât de multă putere putem trăi cu pierderi de comutare și energie suplimentară consumată de microcontrolerul SMPS.

Pasul 2: SMPS

Ilustrația de mai jos este extrasă din TB053 (o frumoasă notă de aplicație de la Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Acesta prezintă principiul de bază din spatele SMPS. Un microcontroler bazează un FET (Q1), permițând construirea unei încărcări în inductor L1. Când FET-ul este oprit, sarcina curge prin dioda D1 în condensatorul C1. Vvfb este un feedback divizor de tensiune care permite microcontrolerului să monitorizeze tensiunea înaltă și să activeze FET-ul după cum este necesar pentru a menține tensiunea dorită. Vrem între 8 și 30 de volți să încărcăm un iPod prin portul firewire. Să proiectăm acest SMPS pentru ieșire de 12 volți. Aceasta nu este o tensiune imediat mortală, ci bine în intervalul de tensiune firewire. Microcontroler Există mai multe soluții cu un singur cip care pot crește tensiunea de la câteva baterii la 12 (sau mai multe) volți. Acest proiect NU se bazează pe unul dintre acestea. În schimb, vom folosi un microcontroler programabil de la Microchip, PIC 12F683. Acest lucru ne permite să proiectăm SMPS cu piese de tip junk-box și ne ține aproape de hardware. O soluție cu un singur chip ar ofensa cea mai mare parte a funcționării SMPS și ar promova blocarea furnizorului. PIC 12F682 cu 8 pini a fost ales pentru dimensiunea și costul mic (mai puțin de 1 USD). Poate fi utilizat orice microcontroler (PIC / AVR) care are un modulator de lățime de impuls hardware (PWM), doi convertoare digitale analogice (ADC) și o opțiune de referință de tensiune (Vref intern sau extern). Îmi place 12F683 cu 8 pini și îl folosesc pentru orice. Ocazional l-am folosit ca sursă de ceas extern de precizie de 8 MHz pentru PIC-uri mai vechi. Mi-aș dori ca Microchip să-mi trimită un tub întreg. Referință tensiune Dispozitivul este alimentat cu baterie. Descărcarea bateriei și schimbarea temperaturii vor duce la derivarea tensiunii. Pentru ca PIC să mențină o tensiune de ieșire setată (12 volți) este necesară o referință de tensiune stabilă. Aceasta trebuie să fie o referință de tensiune foarte scăzută, astfel încât să fie eficientă în intervalul de ieșire de la 3 baterii AA. A fost planificată inițial o diodă zener de 2,7 volți, dar magazinul local de electronice avea o diodă „stabistor” de 2 volți. A fost folosit la fel ca o referință zener, dar inserat „înapoi” (de fapt înainte). Stabistorul pare a fi destul de rar (și scump, ~ 0,75 cenți de euro), așa că am făcut o a doua versiune cu o referință de 2,5 volți de la microcip (MCP1525). Dacă nu aveți acces la stabistor sau microchip (sau alt TO-92) de referință, ar putea fi utilizat un zener de 2,7 volți. Feedback de tensiune Există două circuite de feedback de tensiune care se conectează la pinii ADC de pe PIC. Primul permite PIC să sesizeze tensiunea de ieșire. PIC impulsionează tranzistorul ca răspuns la aceste măsurători, menținând o citire numerică dorită pe ADC (eu numesc acest „set-point”). PIC măsoară tensiunea bateriei prin a doua (voi numi această tensiune de alimentare sau Vsupply). Timpul optim al inductorului depinde de tensiunea de alimentare. Firmware-ul PIC citește valoarea ADC și calculează timpul optim pentru tranzistor și inductor (valorile perioadei / ciclului de funcționare ale PWM). Este posibil să introduceți valori exacte în PIC, dar dacă sursa de alimentare este schimbată, valorile nu mai sunt optime. În timp ce funcționați de la baterii, tensiunea va scădea odată cu descărcarea bateriilor, necesitând un timp mai lung. Soluția mea a fost să las PIC să calculeze toate acestea și să își stabilească propriile valori. Ambele separatoare au fost proiectate astfel încât gama de tensiuni să fie mult sub referința de 2,5 volți. Tensiunea de alimentare este împărțită la un rezistor de 100K și 22K, oferind 0,81 la 4,5 volți (baterii proaspete) la 0,54 la 3 volți (baterii moarte). Ieșirea / tensiunea înaltă este împărțită prin rezistențe 100K și 10K (22K pentru ieșirea USB). Am eliminat rezistența de tundere folosită în nixie SMPS. Acest lucru face ca ajustarea inițială să fie un pic neagră, dar elimină o componentă mare. La ieșirea de 12 volți, feedback-ul este de aproximativ 1 volt. FET / SwitchFET-urile sunt „comutatorul” standard în SMPS-uri. FET-urile comută cel mai eficient la tensiuni mai mari decât cele furnizate de 3 baterii AA. A fost folosit în schimb un tranzistor Darlington deoarece este un dispozitiv cu comutare curentă. TIP121 are un câștig de 1000 de minimum „orice tranzistor similar poate fi folosit probabil. O diodă simplă (1N4148) și un rezistor (1K) protejează pinul PIC PWM de orice tensiune de rătăcire provenită de la baza tranzistorului. Sunt mici și ieftine. Pentru versiunea USB a încărcătorului a fost utilizat un inductor de 220uH (22R224C). Versiunea firewire utilizează un inductor 680 uH (22R684C). Aceste valori au fost alese prin experimentare. Teoretic, orice inductor de valoare ar trebui să funcționeze dacă firmware-ul PIC este configurat corect. În realitate, însă, bobina a bâzâit cu valori mai mici de 680 uH în versiunea firewire. Acest lucru este probabil legat de utilizarea unui tranzistor, în locul unui FET, ca switch. Aș aprecia foarte mult orice sfat de specialitate în acest domeniu. Redifier Diode S-a folosit un redresor ieftin super / ultra rapid de 100 volți cu 1 amp de la Mouser (a se vedea lista pieselor). Pot fi utilizate și alte redresoare de joasă tensiune. Asigurați-vă că dioda dvs. are o tensiune redusă înainte și o recuperare rapidă (30ns pare să funcționeze bine). Schottky potrivit ar trebui să funcționeze excelent, dar ai grijă la căldură, sunete și EMI. Joe din lista de corespondență switchmode a sugerat: (site-ul web: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) „Cred că, din moment ce Schottky sunt mai rapide și au o capacitate mare de joncțiune, așa cum spuneai, ai putea obține un pic mai mult de sunet și EMI. Dar, ar fi mai eficient. Hmm, mă întreb dacă ați folosi un 1N5820, defecțiunea de 20v ar putea înlocui dioda Zener dacă aveți nevoie de curent redus pentru Ipod. Condensatori de intrare / ieșire și protecție condensatorul stochează energie pentru inductor. Un condensator electrolitic de 47uf / 63v și 0,1uf / 50V din film metalic netezesc tensiunea de ieșire. Un zener de 1 watt de 5,1 volți este plasat între tensiunea de intrare și masă. În utilizare normală, 3 AA nu ar trebui să furnizeze niciodată 5,1 volți. Dacă utilizatorul reușește să supraalimenteze placa, zenerul va prinde alimentarea la 5,1 volți. Acest lucru va proteja PIC de daune până când zenerul arde. Un rezistor ar putea înlocui firul jumper pentru a face un adevărat regulator de tensiune zener, dar ar fi mai puțin eficient (a se vedea secțiunea PCB). Pentru a proteja iPod-ul, s-a adăugat o diodă zener de 24 volți 1 watt între ieșire și masă. În utilizarea normală, această diodă nu ar trebui să facă nimic. Dacă ceva nu merge în mod îngrozitor (tensiunea de ieșire crește la 24), această diodă ar trebui să prindă sursa de alimentare la 24 de volți (mult sub firewire max de 30 de volți). Inductorul a folosit ieșiri de maxim ~ 0,8 wați la 20 volți, astfel încât un zener de 1 watt ar trebui să disipeze orice tensiune în exces fără a arde.

Pasul 3: PCB

Rețineți că există două versiuni PCB, una pentru o referință de tensiune zener / stabistor și una pentru o referință de tensiune MCP1525. Versiunea MCP este versiunea „preferată” care va fi actualizată în viitor. A fost realizată o singură versiune USB, folosind vre-ul MCP. Acesta a fost un PCB dificil de proiectat. Mai este spațiu limitat în cutia noastră după scăderea volumului a 3 baterii AA. Cutia utilizată nu este o cutie autentică de altoizi, este o cutie gratuită de mentă care promovează un site web. Ar trebui să aibă aproximativ aceeași dimensiune ca o tablă de altoizi. În Olanda nu se găseau cutii Altoids. Un suport pentru baterii din plastic de la magazinul local de electronice a fost folosit pentru a deține cele 3 baterii AA. Oportunitățile au fost lipite direct la clipurile de pe acesta. Alimentarea este furnizată PCB-ului prin cele două găuri ale jumperului, ceea ce face flexibilă amplasarea bateriei. O soluție mai bună ar putea fi un fel de cleme de baterie montabile pe PCB. Nu le-am găsit. LED-ul este îndoit la 90 de grade pentru a ieși într-o gaură în tablă. TIP121 este, de asemenea, îndoit la 90 de grade, dar nu este fix !!! ** O diodă și două rezistențe sunt rulate sub tranzistor pentru a economisi spațiu. În imagine puteți vedea că tranzistorul este îndoit, dar lipit astfel încât să plutească cu un centimetru peste componente. Pentru a evita pantalonii scurți accidentali, acoperiți această zonă cu adeziv fierbinte sau cu o bucată din acele chestii cauciucate. Referința de tensiune MCP1525 se află sub TIP121 în versiunea MCP a PCB-ului. Face un distanțier foarte eficient. Au fost puse 3 componente pe partea din spate: capacul de decuplare pentru PIC și cei doi zeneri mari (24 volți și 5,1 volt). Este necesar un singur cablu jumper (2 pentru versiunea MCP). Cu excepția cazului în care doriți să rulați dispozitivul în mod continuu, puneți un mic comutator în linie cu fir de la alimentarea bateriei la placa de circuit. Un comutator nu a fost montat pe PCB pentru a economisi spațiu și pentru a menține plasarea flexibilă. ** Eagle are o restricție de rutare pe pachetul la-220 care întrerupe planul de masă. Am folosit editorul de bibliotecă pentru a elimina restricțiile b și alte straturi din amprenta TIP121. De asemenea, ați putea adăuga un fir jumper pentru a rezolva această problemă dacă, la fel ca mine, urăști editorul de bibliotecă vultur. Bobina inductorului și amprenta modificată la-220 se află în biblioteca Eagle inclusă în arhiva proiectului. Lista de piese (numărul piesei Mouser furnizat pentru unele piese, altele au ieșit din cutia de gunoi): Valoarea piesei (tensiunile nominale sunt minime, mai mare este bine) C1 0,1uF / 10VC2 100uF / 25VC3 0,1uF / 50VC4 47uF / 63V (mouser # 140-XRL63V47, 0,10 $) D1 Rectifier Diode SF12 (mouser # 821-SF12), 0,22 $ -sau-altele D2 1N4148 diodă de semnal mică (mouser # 78 -1N4148, 0,03 USD) D3 (Firewire) 24 Volt Zener / 1 W (mouser # 512-1N4749A, 0,09 $) D3 (USB) 5,6 Volți Zener / 1 W (mouser # 78-1N4734A, 0,07 USD) D4 5,1 Volt Zener / 1W (mouser # 78-1N4733A, 0,07 USD) IC1 PIC 12F683 și soclu cu 8 pini (soclu opțional / recomandat, ~ 1,00 USD în total) L1 (Firewire) 22R684C 680uH / 0,25 amp bobină inductor (mouser # 580-22R684C, 0,59 USD) L1 (USB) 22R224C 220uH / 0.49amp bobină inductor (mouser # 580-22R224C, 0,59 USD) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Darlington driver sau similar R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVPREF1 PCB (mouser # 579-MCP1525ITO, 0,55 USD) -sau- 2,7 volți / 400ma zener cu rezistență de 10K (R3) (versiune de referință zener PCB) -sau stabistor de 2 volți cu rezistență de 10K (R3) (versiune de referință zener PCB) X1 Firewire / IEEE1394 unghi drept cu 6 pini, conector orizontal pentru montare PCB: Kobiconn (mouser # 154-FWR20, 1,85 $) -sau- EDAC (mouser # 587-693-006-620-003, 0,93 $)

Pasul 4: FIRMWARE

FIRMWARE Detaliile complete ale firmware-ului SMPS sunt prezentate în nixie SMPS instructable. Pentru toate detaliile matematice și murdare ale SMPS, citiți convertorul meu Nixie Tube Boost instructable: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmware-ul este scris în MikroBasic, compilatorul este gratuit pentru programe de până la 2K (https://www.mikroe.com/). Dacă aveți nevoie de un programator PIC, luați în considerare placa de programare îmbunătățită JDM2 postată și la instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Funcționare de bază a firmware-ului: 1. Când se aplică puterea, PIC pornește. 2. PIC întârzie 1 secundă pentru a permite stabilizarea tensiunilor. 3. PIC citește feedback-ul tensiunii de alimentare și calculează valorile ciclului de funcționare și perioadei optime.. PIC înregistrează valorile de citire ADC, ciclul de funcționare și perioada în EEPROM. Acest lucru permite depanarea unor probleme și ajută la diagnosticarea eșecurilor catastrofale. Adresa EEPROM 0 este indicatorul de scriere. Un jurnal de 4 octeți este salvat de fiecare dată când SMPS este (re) pornit. Primii 2 octeți sunt ADC ridicat / scăzut, al treilea octet este mai mic cu 8 biți din valoarea ciclului de funcționare, al patrulea octet este valoarea perioadei. Un total de 50 de calibrări (200 octeți) sunt înregistrate înainte ca indicatorul de scriere să se rostogolească și să înceapă din nou la adresa EEPROM 1. Cel mai recent jurnal va fi localizat la pointer-4. Acestea pot fi citite din cip folosind un programator PIC. Cei 55 de octeți superiori sunt lăsați liberi pentru îmbunătățiri viitoare. 5. PIC intră în buclă fără sfârșit - se măsoară valoarea de feedback de înaltă tensiune. Dacă este sub valoarea dorită, registrele ciclului de funcționare PWM sunt încărcate cu valoarea calculată - NOTĂ: cei doi biți inferiori sunt importanți și trebuie încărcați în CPP1CON, cei 8 biți superiori intră în CRP1L. Dacă feedback-ul depășește valoarea dorită, PIC încarcă registrul ciclului de funcționare cu 0. Acesta este un sistem „pulse skip”. Am decis să treceți prin impuls din două motive: 1) la frecvențe atât de înalte, nu există o lățime mare de funcționare (0-107 în exemplul nostru, mult mai puțin la tensiuni de alimentare mai mari) și 2) este posibilă modularea frecvenței, și oferă mult mai mult spațiu pentru ajustare (35-255 în exemplul nostru), dar NUMAI TAXA ESTE DUBLĂ BUFERATĂ ÎN HARDWARE. Schimbarea frecvenței în timp ce PWM funcționează poate avea efecte „ciudate”. Modificări: firmware-ul primește câteva actualizări din versiunea SMPS nixie tube. 1. Conexiunile pin sunt schimbate. Se elimină un LED, se folosește un singur indicator LED. Pin out este afișat în imagine. Descrierile în roșu sunt atribuiri implicite ale pinului PIC care nu pot fi modificate. 2. Convertorul digital analogic se referă acum la o tensiune externă pe pinul 6, mai degrabă decât la tensiunea de alimentare 3. Pe măsură ce bateriile se golesc, tensiunea de alimentare se va schimba. Noul firmware efectuează o măsurare a tensiunii de alimentare la fiecare câteva minute și actualizează setările modulatorului de lățime a impulsurilor. Această "recalibrare" menține inductorul funcționând eficient pe măsură ce bateriile se descarcă. 4. Oscilatorul intern setat la 4 MHz, o viteză de funcționare sigură la aproximativ 2,5 volți. 5. un PIC proaspăt. Mai ușor de înțeles pentru începători 6. Timpul de descărcare a inductorului (off-time) este acum calculat în firmware. Multiplicatorul anterior (o treime la timp) este inadecvat pentru creșteri atât de mici. Singura modalitate de a menține eficiența pe toată durata descărcării bateriei a fost extinderea firmware-ului pentru a calcula timpul real de oprire. Modificările sunt experimentale, dar de atunci au fost încorporate în firmware-ul final. De la TB053 găsim ecuația off-time: 0 = ((volts_in-volts_out) / coil_uH) * fall_time + coil_amps Mangle this to: fall_time = L_Ipeak / (Volts_out-Volts_in) unde: L_Ipeak = coil_uH * coil_ampsL_Ipeak este deja o constantă în firmware (vezi secțiunea firmware). Volts_in este deja calculat pentru a determina inductorul la timp. Volts_out este o constantă cunoscută (5 / USB sau 12 / Firewire). Acest lucru ar trebui să funcționeze pentru toate valorile pozitive ale V_out-V_in. Dacă obțineți valori negative, aveți probleme mai mari! Toate ecuațiile sunt calculate în foaia de calcul helper inclusă în NIXIE smps instructabile. Următoarea linie a fost adăugată la secțiunea de constante a firmware-ului descrisă în etapa CALIBRARE: const v_out ca octet = 5 'tensiune de ieșire pentru a determina off-time

Pasul 5: CALIBRARE

Mai mulți pași de calibrare vă vor ajuta să profitați la maximum de încărcător. Valorile dvs. măsurate pot înlocui valorile mele și pot fi compilate în firmware. Acești pași sunt opționali (cu excepția referinței de tensiune), dar vă vor ajuta să profitați la maximum de sursa de alimentare. Foaia de calcul a încărcătorului iPod vă va ajuta să efectuați calibrările. zener.const supply_ratio as float = 5.54 'multiplicator raport de aprovizionare, calibrați pentru o mai bună acuratețe a oscilatorului ca float = 4' frecvența oscilatorului const L_Ipeak as float = 170 'coil uH * bobina amperi continuu (680 * 0.25 = 170, rotunjit în jos) const fb_value as cuvânt = 447 'tensiune de ieșire set point Aceste valori pot fi găsite în partea de sus a codului de firmware. Găsiți valorile și setați după cum urmează: V_out Aceasta este tensiunea de ieșire pe care dorim să o atingem. Această variabilă NU va modifica singură tensiunea de ieșire. Această valoare este utilizată pentru a determina cantitatea de timp necesară inductorului pentru a se descărca complet. Este o îmbunătățire a firmware-ului USB care a fost portat la versiunea firewire. Introduceți 12, adică tensiunea noastră țintă firewire (sau 5 pentru USB). Consultați Firmware: Modificări: Pasul 6 pentru detalii complete despre această adăugare. v_ref Aceasta este referința de tensiune a ADC. Acest lucru este necesar pentru a determina tensiunea reală de alimentare și pentru a calcula timpul de încărcare a bobinei inductorului. Introduceți 2,5 pentru MCP1525 sau măsurați tensiunea exactă. Pentru o referință zener sau stabistor, măsurați tensiunea exactă: 1. FĂRĂ PIC INSERAT - Conectați un fir de la masă (soclu PIN8) la pinul de soclu 5. Acest lucru împiedică încălzirea inductorului și tranzistorului cât timp este pornit, dar PIC este nu este introdus.2. Introduceți bateriile / porniți alimentarea.3. Utilizând un multimetru măsurați tensiunea dintre pinul de referință al tensiunii PIC (soclu PIN6) și masă (soclu pin8). Valoarea mea exactă a fost de 1,7 volți pentru stabistor și 2,5 volți pentru MSP1525. 4. Introduceți această valoare ca constantă v_ref în firmware.supply_ratio Divizorul de tensiune de alimentare este format dintr-un rezistor de 100K și 22K. Teoretic, feedback-ul trebuie să fie egal cu tensiunea de alimentare împărțită la 5,58 (vezi Tabelul 1. Calculul rețelei de feedback al tensiunii de alimentare). În practică, rezistențele au diverse toleranțe și nu sunt valori exacte. Pentru a găsi raportul exact de feedback: 4. Măsurați tensiunea de alimentare (alimentarea V) între pinul 1 al prizei și masa (pinul 8 al prizei) sau între bornele bateriei 5. Măsurați tensiunea de alimentare a alimentării (SFB V) între pinul 3 al prizei și masă (pinul de soclu 8).6. Împărțiți alimentarea V cu SFB V pentru a obține un raport exact. De asemenea, puteți utiliza „Tabelul 2. Calibrarea feedbackului de tensiune de alimentare”.7. Introduceți această valoare ca constantă supply_FB în firmware.osc_freq Simplificați frecvența oscilatorului. Oscilatorul intern 12F683 de 8Mhz este împărțit la 2, o viteză de funcționare sigură la aproximativ 2,5 volți. 8. Introduceți o valoare de 4. L_Ipeak Multiplicați bobina inductor uH cu amperii continui maxim pentru a obține această valoare. În exemplu, 22r684C este o bobină de 680 uH cu un rating de 0,25 amperi continuu. 680 * 0,25 = 170 (rotund la întregul inferior, dacă este necesar). Înmulțirea valorii aici elimină o variabilă în virgulă mobilă pe 32 de biți și calculul care altfel ar trebui făcut pe PIC. Această valoare este calculată în „Tabelul 3: Calcule bobinei”.9. Multiplicați bobina inductor uH cu amperii continui maximi: bobina 680uH cu un rating de 0,25 amperi continuu = 170 (utilizați următorul număr întreg cel mai mic - 170).10. Introduceți această valoare ca constantă L_Ipeak în firmware.fb_value Aceasta este valoarea reală pe care PIC o va folosi pentru a determina dacă ieșirea de înaltă tensiune este peste sau sub nivelul dorit. Trebuie să calculăm acest lucru, deoarece nu avem un rezistor de tuns pentru ajustarea fină. 11. Utilizați Tabelul 4 pentru a determina raportul dintre tensiunea de ieșire și feedback. (11.0) 12. În continuare, introduceți acest raport și referința exactă a tensiunii în "Tabelul 5. Valoare setată ADC de înaltă tensiune de feedback" pentru a determina valoarea fb_. (447 cu o referință de 2,5 volți). 13. După ce programați PIC, testați tensiunea de ieșire. Este posibil să trebuiască să faceți ajustări minore la valoarea setată de feedback și să recompilați firmware-ul până când obțineți exact 12 volți de ieșire. Din cauza acestei calibrări, tranzistorul și inductorul nu ar trebui să se încălzească niciodată. Nici nu ar trebui să auzi un sunet de la bobina inductorului. Ambele condiții indică o eroare de calibrare. Verificați jurnalul de date din EEPROM pentru a vă ajuta să determinați unde ar putea fi problema dvs.

Pasul 6: TESTARE

Există un firmware pentru un PIC 16F737 și o mică aplicație VB care poate fi utilizată pentru înregistrarea măsurătorilor de tensiune pe durata de viață a bateriilor. 16F737 ar trebui să fie conectat la un port serial PC cu un MAX203. La fiecare 60 de secunde, tensiunea de alimentare, tensiunea de ieșire și tensiunea de referință pot fi înregistrate pe computer. Se poate face un grafic frumos care arată fiecare tensiune prin timpul de încărcare. Acest lucru nu a fost folosit niciodată, deoarece încărcătorul nu a fost niciodată funcțional. Totul este verificat pentru a funcționa. Firmware-ul de testare și un mic program vizual de bază pentru înregistrarea ieșirii sunt incluse în arhiva proiectului. Vă voi lăsa cablajul.

Pasul 7: VARIAȚII: USB

Este posibilă o versiune USB cu câteva modificări. Încărcarea USB nu este o opțiune pentru iPod-ul 3G disponibil pentru testare. USB furnizează 5,25-4,75 volți, ținta noastră este de 5 volți. Iată modificările care trebuie făcute: 1. Schimbați un conector de tip USB „A” (numărul mouser 571-7876161, 0,85 USD) 2. Schimbați divizorul rezistorului de tensiune de ieșire (schimbați R2 (10K) la 22K). Schimbați protecția de ieșire zener (D3) la 5,6 volți 1 watt (numărul Mouser 78-1N4734A, 0,07 USD). Un zener de 5,1 volți ar fi mai exact, dar zenerii au rezistențe de eroare. Dacă încercăm să atingem o țintă de 5 volți, iar zenerul nostru de 5,1 volți are o eroare de 10% pe partea inferioară, toate eforturile noastre vor arde în zener. 4. Schimbați bobina inductorului (L1) la 220uH, 0,49 amp -22R224C, 0,59 dolari). Introduceți noi constante de calibrare, conform secțiunii de calibrare: Setați V_out la 5 volți. Pasul 8 și 9: L_Ipeak = 220 * 0,49 = 107,8 = 107 (rotunjire la următorul număr întreg cel mai mic, dacă este necesar) 5. Modificați punctul de setare de ieșire, recalculați Tabelul 4 și Tabelul 5 în foaia de calcul. Tabelul 4 - introduceți 5 volți ca ieșire și înlocuiți rezistorul de 10K cu 22K (conform pasului 2). Am descoperit că la o ieșire de 5 volți, cu o rețea de divizare 100K / 22K, feedback-ul (E1) va fi de 0,9 volți. Apoi, faceți orice modificare la referința de tensiune din Tabelul 5 și găsiți punctul de referință ADC. Cu o referință de 2,5 volți (MCP1525), valoarea de referință este 369,6. Constante de probă pentru versiunea USB: const v_out ca octet = 5 'tensiune de ieșire pentru a determina off-time, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref ca float = 2,5' 2,5 pentru MCP1525, 1,72 pentru stabistorul meu, ~ 2,7 pentru un zener.const supply_ratio ca float = 5,54 'multiplicator al raportului de aprovizionare, calibrați pentru o mai bună precizie a os_freq ca float = 4' frecvența oscilatorului const L_Ipeak ca float = 107 'bobină uH * bobină amperi continuă (220 * 0,49 = 107, rotunjit în jos) const fb_value ca cuvânt = 369 'tensiune de ieșire set point firmware și PCB pentru versiunea USB sunt incluse în arhiva proiectului. Doar versiunea de referință a tensiunii MCP a fost convertită la USB.