سوئیچ حالت Altoids شارژر IPOD با استفاده از 3 باتری 'AA': 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

هدف از این پروژه ایجاد یک شارژر کارآمد Altoids قلع iPod (فایروایر) است که با 3 باتری AA (قابل شارژ) کار می کند. این پروژه به عنوان یک تلاش مشترک با Sky در طراحی و ساخت PCB و من در مدار و سیستم عامل آغاز شد. به هر حال ، این طرح کار نخواهد کرد. در اینجا با روح "مفهوم پروژه مشتق" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) ارائه شده است "؟؟؟؟- پروژه ای که از پروژه دیگری به عنوان مرحله استفاده می کند سنگی برای پالایش ، بهبود یا کاربرد بیشتر در یک مشکل کاملاً متفاوت. جامعه DIYers که همه ما در آن عضو هستیم ، واقعاً می تواند کارهای شگفت انگیزی را با هم به عنوان یک جامعه انجام دهد. نوآوری به ندرت در خلاء اتفاق می افتد. این است که به جامعه اجازه دهیم به اصلاح و تکامل ایده هایی که هنوز آماده انجام پروژه های نهایی نیستند ، کمک کند. " ما این را در حال حاضر ارسال می کنیم تا سایر علاقمندان به iPod بتوانند از جایی که ما آن را متوقف کرده ایم تحویل بگیرند. (حداقل) دو دلیل وجود دارد که این شارژر کار نمی کند: 1. ترانزیستور اجازه نمی دهد جریان کافی برای شارژ کامل سلف جریان یابد. گزینه دیگر FET است ، اما FET برای روشن شدن کامل به حداقل 5 ولت نیاز دارد. این در بخش SMPS مورد بحث قرار گرفته است. سلف به سادگی به اندازه کافی بزرگ نیست. شارژر تقریباً جریان کافی را برای iPod تولید نمی کند. ما روش دقیقی برای اندازه گیری جریان شارژ iPod (به جز جدا کردن کابل شارژ اولیه) نداشتیم تا اینکه قطعات ما از موسر وارد شدند. سلفهای توصیه شده برای این پروژه به اندازه کافی بزرگ نیستند. جایگزینی مناسب ممکن است سیم پیچ نیک دی اسمیت در SMPS MAX1771 خود باشد. این سیم پیچ 2 یا 3 آمپر از digikey است: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) این دستگاه می تواند مقدار کمی از برق USB یا دستگاه فایروایر را تأمین کند ، اما کافی نیست برای شارژ iPod (3G) این یک آی پاد 3G کاملا مرده را تغذیه می کند ، اما شارژ نمی شود.

مرحله 1: شارژر IPOD Altoids Mode را با استفاده از 3 باتری AA "تغییر دهید

هدف از این پروژه ایجاد یک شارژر کارآمد Altoids قلع iPod (فایروایر) است که با 3 باتری AA (قابل شارژ) کار می کند. Firewire 30 ولت را کنترل می کند. iPod می تواند از 8 تا 30 ولت DC استفاده کند. برای به دست آوردن این مورد از 3 باتری AA ما نیاز به تقویت کننده ولتاژ داریم. در این قسمت از منبع تغذیه حالت سوئیچ بر اساس میکروکنترلر استفاده می شود. سلب مسئولیت های استاندارد اعمال می شود. ولتاژ بالا …. مرگبار … و غیره قبل از اتصال iPod خود به این تفنگ کوچک در قوطی قلع ، به آن فکر کنید که چقدر برای شما ارزش دارد. برای همه جزئیات ریاضی و کثیف SMPS ، مبدل تقویت کننده لوله نیکسی را بخوانید: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/؟ ALLSTEPS ادامه مطلب را بخوانید تا ببینید چگونه طرح SMPS لوله نیکسی به عنوان شارژر iPod اقتباس شده است….

هزاران کار قبلی الهام بخش این پروژه بود. یکی از اولین شارژرهای DIY از ترکیبی از باتری های 9 ولت و AA برای شارژ iPod از طریق پورت firewire استفاده کرد (برای همه iPod ها کار می کند ، برای iPod های 3G اجباری است): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2 این طرح مشکل تخلیه ناهموار بین باتری ها را دارد. یک نسخه به روز شده تنها از باتری های 9 ولتی استفاده می کرد: این یک طراحی ساده برای شارژر USB 5 ولتی است (این نوع آی پاد های قبلی مانند 3G را شارژ نمی کند). از باتری 9 ولت با تنظیم کننده 5 ولت 7805 استفاده می کند. 5 ولت پایدار ارائه می شود ، اما 4 ولت اضافی باتری به عنوان گرما در تنظیم کننده سوزانده می شود. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/؟ALLSTEPS همه این طرح ها یک مورد مشترک دارند: باتری 9 ولت من فکر می کنم 9 ولت گرانبها و گران هستند. در حین تحقیق برای این دستورالعمل ، من اشاره کردم که یک ولتاژ NiMH 9 "Energizer" تنها 150 میلی آمپر ساعت است. 'دوراسل' 9 ولت قابل شارژ نمی کند. A 'Duracell' یا 'Energizer' NiMH 'AA' دارای قدرت 2300 میلی آمپر ساعت یا بیشتر است (حداکثر تا 2700 میلی آمپر ساعت در شارژهای جدیدتر). به طور کلی ، باتری های قلیایی یکبار مصرف AA در همه جا با قیمت مناسب در دسترس هستند. با استفاده از 3 باتری 'AA' 2700mAh در 4 ~ ولت ، در مقایسه با 150mAh در 9 یا 18 (2x9 ولت) ولت. با این قدرت زیاد می توانیم با تلفات سوئیچینگ و انرژی اضافی مصرف شده توسط میکروکنترلر SMPS زندگی کنیم.

مرحله 2: SMPS

تصویر زیر برگرفته از TB053 است (یک یادداشت کاربردی زیبا از Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/fa/AppNotes/91053b.pdf)). این اصل اساسی در پشت SMPS را بیان می کند. یک میکروکنترلر FET (Q1) را محکم می کند و اجازه می دهد تا یک بار در سلف L1 ایجاد شود. هنگامی که FET خاموش است ، بار از طریق دیود D1 به خازن C1 جریان می یابد. Vvfb یک بازخورد تقسیم ولتاژ است که به میکروکنترلر اجازه می دهد ولتاژ بالا را کنترل کرده و FET را در صورت نیاز برای حفظ ولتاژ مورد نظر فعال کند. ما بین 8 تا 30 ولت می خواهیم iPod را از طریق پورت فایروایر شارژ کنیم. اجازه دهید این SMPS را برای خروجی 12 ولت طراحی کنیم. این یک ولتاژ فوری کشنده نیست ، بلکه در محدوده ولتاژ فایروایر است. چندین راه حل تک تراشه ای وجود دارد که می تواند ولتاژ را از چند باتری به 12 (یا بیشتر) ولت افزایش دهد. این پروژه بر اساس یکی از این موارد نیست. در عوض ، ما از یک میکروکنترلر قابل برنامه ریزی از Microchip ، PIC 12F683 استفاده خواهیم کرد. این به ما امکان می دهد SMPS را با قطعات جعبه آشغال طراحی کنیم و ما را به سخت افزار نزدیک می کند. یک راه حل تراشه ای بیشتر عملکرد SMPS را مبهم می کند و باعث قفل شدن فروشندگان می شود. PIC 12F682 8 پین به دلیل اندازه کوچک و هزینه (کمتر از 1 دلار) انتخاب شد. می توان از هر میکروکنترلری (PIC/AVR) استفاده کرد که دارای تعدیل کننده عرض پالس سخت افزاری (PWM) ، دو مبدل دیجیتال آنالوگ (ADC) و گزینه مرجع ولتاژ (Vref داخلی یا خارجی) است. من عاشق 8 پین 12F683 هستم و از آن برای همه چیز استفاده می کنم. گاهی اوقات از آن به عنوان منبع ساعت خارجی دقیق 8 مگاهرتز برای PIC های قدیمی استفاده کرده ام. ای کاش Microchip یک لوله کامل از آنها را برای من ارسال می کرد. مرجع ولتاژ دستگاه با باتری کار می کند. تخلیه باتری و تغییر دما منجر به تغییر ولتاژ می شود. برای اینکه PIC ولتاژ خروجی تنظیم شده (12 ولت) را حفظ کند ، به یک منبع ولتاژ پایدار نیاز است. این باید یک مرجع ولتاژ بسیار پایین باشد بنابراین در محدوده خروجی 3 باتری AA م isثر است. یک دیود زنر 2.7 ولت در ابتدا برنامه ریزی شده بود ، اما فروشگاه لوازم الکترونیکی محلی دارای یک دیود 2 ولت "stabistor" بود. از آن به عنوان مرجع زنر استفاده می شد ، اما "عقب" (در واقع به جلو) وارد شده بود. به نظر می رسد stabistor بسیار نادر است (و گران ، 0.75 پوند یورو) ، بنابراین ما نسخه دوم را با مرجع 2.5 ولت از میکروچیپ (MCP1525) تهیه کردیم. اگر به stabistor یا Microchip (یا TO-92) دیگر دسترسی ندارید ، می توانید از زنر 2.7 ولت استفاده کنید. بازخورد ولتاژ دو مدار بازخورد ولتاژ وجود دارد که به PIN های ADC در PIC متصل می شوند. اولین مورد به PIC اجازه می دهد تا ولتاژ خروجی را حس کند. PIC در پاسخ به این اندازه گیری ها ، ترانزیستور را پالس می کند و عدد مطلوب عددی را در ADC حفظ می کند (من این را "نقطه تنظیم" می نامم). PIC ولتاژ باتری را از طریق دوم اندازه گیری می کند (من این را ولتاژ منبع تغذیه یا Vsupply می نامم). سلف بهینه به موقع بستگی به ولتاژ منبع تغذیه دارد. سیستم عامل PIC مقدار ADC را می خواند و زمان بهینه ترانزیستور و سلف را محاسبه می کند (مقادیر دوره/چرخه کار PWM). ممکن است مقادیر دقیق را در PIC خود وارد کنید ، اما اگر منبع تغذیه تغییر کند ، دیگر مقادیر بهینه نیستند. در حالی که از باتری ها کار می کند ، با تخلیه باتری ها ولتاژ کاهش می یابد و در نتیجه زمان بیشتری نیاز است. راه حل من این بود که اجازه دهم PIC همه این موارد را محاسبه کرده و مقادیر خود را تعیین کند. هر دو تقسیم کننده به گونه ای طراحی شده اند که دامنه ولتاژها به خوبی زیر مرجع 2.5 ولت است. ولتاژ تغذیه با یک مقاومت 100K و 22K تقسیم می شود و 0.81 را در 4.5 ولت (باتری های تازه) به 0.54 در 3 ولت (باتری های خاموش) می دهد. خروجی/ولتاژ بالا از طریق مقاومتهای 100K و 10K (22K برای خروجی USB) تقسیم می شود. ما مقاومت تریمر مورد استفاده در SMPS نیکسی را حذف کردیم. این باعث می شود تنظیم اولیه کمی لکه دار باشد ، اما یک جزء بزرگ را حذف می کند. در خروجی 12 ولت بازخورد تقریباً 1 ولت است. FET ها سوئیچ های استاندارد در SMPS ها هستند. FET ها در ولتاژهای بالاتر از ولتاژهای تغذیه شده توسط 3 باتری AA به طور موثر کار می کنند. در عوض از ترانزیستور دارلینگتون استفاده شد زیرا این دستگاه یک سوئیچ فعلی است. TIP121 دارای حداقل 1000 افزایش است ، احتمالاً می توان از هر ترانزیستور مشابه استفاده کرد. یک دیود ساده (1N4148) و یک مقاومت (1K) از پین PWM PIC در برابر هرگونه ولتاژ سرگردان ناشی از پایه ترانزیستور محافظت می کند. Coil Inductor من عاشق سلف های قدرت C&D موجود در Mouser هستم. آنها کوچک هستند و ارزان قیمت هستند. برای نسخه USB شارژر از یک سلف 220uH (22R224C) استفاده شد. نسخه فایروایر از سلف 680 uH (22R684C) استفاده می کند. این مقادیر از طریق آزمایش انتخاب شده اند. از نظر تئوری ، اگر سیستم عامل PIC به درستی پیکربندی شده باشد ، هر القاگر مقدار باید کار کند. اما در واقعیت ، سیم پیچ دارای مقادیر کمتر از 680uH در نسخه firewire است. این احتمالاً مربوط به استفاده از ترانزیستور به جای FET به عنوان سوئیچ است. من بسیار از هر گونه مشاوره متخصص در این زمینه قدردانی می کنم. دیود یکسو کننده یک یکسو کننده ارزان قیمت فوق العاده/فوق سریع 100 ولت 1 آمپر از موس (از لیست قسمتها دیدن کنید) استفاده شد. می توان از یکسو کننده های ولتاژ پایین دیگر استفاده کرد. اطمینان حاصل کنید که دیود شما دارای ولتاژ جلو کم و بازیابی سریع است (به نظر می رسد 30ns به خوبی کار می کند). Schottky مناسب باید عالی کار کند ، اما مراقب گرما ، زنگ زدن و EMI باشید. جو در لیست پستی Switchmode پیشنهاد کرد: (وب سایت: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "من فکر می کنم از آنجا که Schottky سریعتر است و دارای ظرفیت اتصال بالا است همانطور که می گفتید ، می توانید کمی بیشتر زنگ بزنید و EMI. اما ، کارآمدتر خواهد بود. هوم ، من تعجب می کنم اگر از 1N5820 استفاده کرده اید ، خرابی 20 ولت می تواند دیود زنر شما را جایگزین کند اگر برای آیپاد خود به جریان کم نیاز دارید. "خازن های ورودی/خروجی و حفاظت ورودی الکترولیتی 100uf/25v خازن انرژی را برای سلف ذخیره می کند. یک خازن الکترولیتی 47uf/63v و 0.1uf/50V فیلم فلزی ولتاژ خروجی را صاف می کند. بین 1 وات 5.1 ولت زنر بین ولتاژ ورودی و زمین قرار می گیرد. در استفاده عادی 3 AA هرگز نباید ولتاژ 5.1 ولت را تأمین کند. اگر کاربر بتواند برد را بیش از حد تغذیه کند ، زنر منبع تغذیه را به 5.1 ولت متصل می کند. این امر تا زمانی که زنر بسوزد ، از PIC در برابر آسیب محافظت می کند. یک مقاومت می تواند سیم جهنده را جایگزین کند تا یک تنظیم کننده ولتاژ زنر واقعی ایجاد کند ، اما کارآمدتر نخواهد بود (بخش PCB را ببینید). برای محافظت از iPod ، یک دیود زنر 24 ولت 1 وات بین خروجی و زمین اضافه شد. در استفاده عادی این دیود نباید کاری انجام دهد. اگر چیزی به طرز وحشتناکی اشتباه شود (ولتاژ خروجی به 24 برسد) این دیود باید منبع تغذیه را با ولتاژ 24 ولت (بسیار کمتر از حداکثر 30 ولت فایروایر) محکم کند. سلف حداکثر 0.8 وات ولت خروجی در 20 ولت استفاده می کند ، بنابراین یک زنتر 1 وات باید هرگونه ولتاژ اضافی را بدون سوختن از بین ببرد.

مرحله 3: PCB

توجه داشته باشید که دو نسخه PCB وجود دارد ، یکی برای مرجع ولتاژ zener/stabistor و دیگری برای مرجع ولتاژ MCP1525. نسخه MCP نسخه "ترجیحی" است که در آینده به روز می شود. فقط یک نسخه USB با استفاده از MCP vref ساخته شد. طراحی این PCB دشوار بود. پس از برداشتن حجم 3 باتری AA ، فضای محدودی در قلع ما باقی می ماند. قلع استفاده شده یک قلع آلتوئید واقعی نیست ، یک جعبه رایگان نعناع است که یک وب سایت را تبلیغ می کند. اندازه آن باید به اندازه قلع آلتوئید باشد. در هلند هیچ قوطی Altoid یافت نشد. از یک باتری پلاستیکی از فروشگاه لوازم الکترونیکی محلی برای نگهداری 3 باتری AA استفاده شد. سرب مستقیماً به گیره های روی آن لحیم شد. برق از طریق دو سوراخ جامپر به PCB تأمین می شود و محل قرارگیری باتری را انعطاف پذیر می کند. راه حل بهتر ممکن است نوعی گیره باتری قابل نصب روی PCB باشد. من اینها را پیدا نکرده ام. چراغ در 90 درجه خم شده است تا از حفره در قلع خارج شود. TIP121 نیز در 90 درجه خم شده است ، اما ثابت نیست !!! ** برای صرفه جویی در فضا ، یک دیود و دو مقاومت در زیر ترانزیستور اجرا می شوند. در تصویر می بینید که ترانزیستور خم شده است ، اما لحیم شده است به طوری که یک سانتیمتر روی اجزا شناور است. برای جلوگیری از شورت های تصادفی ، این قسمت را با چسب داغ یا مقداری از آن چسب لاستیکی چسبناک بپوشانید. مرجع ولتاژ MCP1525 تحت TIP121 در نسخه MCP PCB قرار دارد. این یک فاصله دهنده بسیار م makesثر است. 3 قطعه در قسمت پشتی قرار داده شد: کلاهک جدا شدن PIC و دو زنر بزرگ (24 ولت و 5.1 ولت). فقط یک سیم بلوز مورد نیاز است (2 عدد برای نسخه MCP). مگر اینکه بخواهید دستگاه را به طور مداوم اجرا کنید ، یک سوئیچ کوچک را با سیم از برق باتری به برد مدار بکشید. برای صرفه جویی در فضا و حفظ انعطاف پذیری محل کار ، سوئیچ روی PCB نصب نشده بود. من از ویرایشگر کتابخانه برای حذف b-limited و لایه های دیگر از رد پای TIP121 استفاده کردم. اگر مانند من از ویرایشگر کتابخانه عقاب متنفر هستید ، می توانید یک سیم جامپر برای حل این مشکل اضافه کنید. سیم پیچ سلف و تغییر یافته تا 220 پا در کتابخانه عقاب موجود در آرشیو پروژه است. لیست قسمت (شماره قطعه موزر برای برخی از قسمت ها ارائه شده است ، قسمت های دیگر از جعبه آشغال خارج شده است): مقدار قطعه (رتبه ولتاژ حداقل است ، بزرگتر خوب است) C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (موس #140-XRL63V47 ، 0.10 دلار) دیود اصلاح کننده D1 SF12 (موس #821-SF12) ، 0.22 دلار -یا -دیگران دیود سیگنال کوچک D2 1N4148 (موس #78 -1N4148 ، 0.03 دلار) D3 (Firewire) 24 ولت زنر/1 وات (موس #512-1N4749A ، 0.09 دلار) D3 (USB) 5.6 ولت زنر/1 وات (موس #78-1N4734A ، 0.07 دلار) D4 5.1 ولت زنر/1 وات (موس # 78-1N4733A ، 0.07 دلار) IC1 PIC 12F683 و سوکت 8 پین (سوکت اختیاری/توصیه می شود ، 00 1.00 دلار در مجموع) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0.25 آمپر سیم پیچ سوزنی (موس # 580-22R684C ، 0.59 دلار) L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp سیم پیچ سلف (موس # 580-22R224C ، 0.59 $) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Darlington driver or similarR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KRP 1 MCPC8 (mouser #579-MCP1525ITO ، 0.55 دلار) -یا- 2.7 ولت/400 م زنر با مقاومت 10K (R3) (نسخه مرجع زنر PCB) -یا- استابیستور 2 ولت با مقاومت 10K (R3) (نسخه مرجع زنر PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 زاویه راست 6 پین ، کانکتور افقی PCB: Kobiconn (موس #154-FWR20 ، 1.85 دلار) یا EDAC (موس #587-693-006-620-003 ، 0.93 دلار)

مرحله 4: FIRMWARE

FIRMWAR جزئیات کامل سیستم عامل SMPS در دستورالعمل nixie SMPS آمده است. برای همه جزئیات ریاضی و کثیف SMPS ، مبدل تقویت کننده لوله nixie من را بخوانید: برنامه های حداکثر تا 2K (https://www.mikroe.com/). اگر به برنامه نویس PIC نیاز دارید ، تابلوی برنامه نویس پیشرفته JDM2 من را نیز در دستورالعمل ها (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /؟ ALLSTEPS).عملیات سیستم عامل اصلی: 1. هنگامی که برق اعمال می شود PIC شروع می شود. 2. PIC به مدت 1 ثانیه به تأخیر می افتد تا ولتاژها تثبیت شوند. 3. PIC بازخورد ولتاژ منبع را می خواند و چرخه بهینه کار و مقادیر دوره را محاسبه می کند.. PIC خواندن ADC ، چرخه وظیفه و مقادیر دوره را به EEPROM وارد می کند. این به شما امکان می دهد در عکاسی مشکل ایجاد کنید و به تشخیص خرابی های فاجعه بار کمک کنید. آدرس EEPROM 0 اشاره گر نوشتن است. هر بار که SMPS (دوباره) شروع می شود ، یک گزارش 4 بایت ذخیره می شود. 2 بایت اول ADC بالا/پایین است ، بایت سوم 8 بیت پایین تر از چرخه وظیفه است ، چهارمین بایت مقدار دوره است. در مجموع 50 کالیبراسیون (200 بایت) قبل از چرخاندن نشانگر نوشتار وارد شده و دوباره در آدرس EEPROM 1 شروع می شود. اینها را می توان با استفاده از یک برنامه نویس PIC از تراشه خواند. 55 بایت بالا برای پیشرفتهای بعدی آزاد می ماند. 5. PIC وارد حلقه بی پایان می شود - مقدار بازخورد ولتاژ بالا اندازه گیری می شود. اگر زیر مقدار مورد نظر باشد ، ثبت کننده های چرخه وظیفه PWM با مقدار محاسبه شده بارگذاری می شوند - توجه: دو بیت پایین مهم هستند و باید در CPP1CON بارگذاری شوند ، 8 بیت بالا به CRP1L می رود. اگر بازخورد از مقدار مورد نظر بیشتر باشد ، PIC ثبت کننده چرخه وظیفه را با 0 بارگذاری می کند. این یک سیستم "رد کردن پالس" است. من به دو دلیل در مورد رد شدن پالس تصمیم گرفتم: 1) در چنین فرکانسهای بالا عرض زیادی برای بازی وجود ندارد (در مثال ما 0-107 ، در ولتاژهای منبع تغذیه بیشتر کمتر) ، و 2) تعدیل فرکانس امکان پذیر است ، و فضای بیشتری برای تعدیل می دهد (در مثال ما 35-255) ، اما فقط وظیفه در سخت افزار دو برابر می شود. تغییر فرکانس در حین کار PWM می تواند تاثیرات "عجیبی" داشته باشد. تغییرات: سیستم عامل چند نسخه به روز از نسخه nixie tube SMPS دریافت می کند. 1. اتصالات پین تغییر می کند. یک LED حذف می شود ، یک نشانگر LED واحد استفاده می شود. Pin out در تصویر نشان داده شده است. توضیحات با رنگ قرمز تخصیص پیش فرض PIN است که قابل تغییر نیستند. 2. مبدل دیجیتال آنالوگ در حال حاضر به ولتاژ خارجی در پین 6 اشاره شده است ، نه ولتاژ منبع تغذیه. 3. با خالی شدن باتری ها ، ولتاژ منبع تغذیه تغییر می کند. سیستم عامل جدید هر چند دقیقه یکبار ولتاژ منبع را اندازه گیری می کند و تنظیمات تعدیل کننده عرض پالس را به روز می کند. این "کالیبراسیون مجدد" سلف را به طور کارآمد در هنگام تخلیه باتری ها حفظ می کند. 4. نوسان ساز داخلی روی 4 مگاهرتز تنظیم شده است ، سرعت عملکرد ایمن آن حدود 2.5 ولت است. یک PIC تازه 6. درک زمان تخلیه سلف (خارج از زمان) در سیستم عامل محاسبه می شود. ضرب قبلی (یک سوم به موقع) برای چنین افزایشهای ناچیز کافی نیست. تنها راه برای حفظ کارایی در طول تخلیه باتری ، گسترش سیستم عامل برای محاسبه زمان خاموش واقعی بود. اصلاحات آزمایشی هستند ، اما از آن زمان به سیستم عامل نهایی اضافه شده اند. از TB053 ما معادله خارج از زمان را پیدا می کنیم: 0 = ((ولت_ در-ولت_وات)/coil_uH)*زمان پاییز + سیم پیچ_امپ این را به: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) که در آن: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak قبلا استفاده شده است در سیستم عامل (به بخش سیستم عامل مراجعه کنید). Volts_in قبلاً محاسبه شده است تا سلف را به موقع تعیین کند. Volts_out یک ثابت شناخته شده است (5/USB یا 12/Firewire). این باید برای همه مقادیر مثبت V_out-V_in کار کند. اگر ارزش های منفی دریافت کنید ، مشکلات بزرگتری دارید! همه معادلات در صفحه گسترده کمکی شامل NPSIE smps قابل آموزش محاسبه می شوند. خط زیر به بخش ثابت سیستم عامل توصیف شده در مرحله CALIBRATION اضافه شده است: const v_out به عنوان بایت = 5 'ولتاژ خروجی برای تعیین زمان غیر فعال

مرحله 5: کالیبراسیون

چندین مرحله کالیبراسیون به شما کمک می کند حداکثر استفاده را از شارژر ببرید. مقادیر اندازه گیری شده شما می تواند جایگزین مقادیر من شده و در سیستم عامل کامپایل شود. این مراحل اختیاری است (به جز مرجع ولتاژ) ، اما به شما کمک می کند حداکثر استفاده را از منبع تغذیه خود ببرید. صفحه گسترده شارژر آی پاد به شما کمک می کند تا کالیبراسیون ها را انجام دهید. v_out را به عنوان بایت = ولتاژ خروجی 12 'برای تعیین زمان خروجی ، 5 USB ، 12 Firewireconst v_ref به عنوان float = 2.5' 2.5 برای MCP1525 ، 1.72 برای stabistor من ، 2.7 پوند برای zener.consturn_ratio as float = 5.54 'ضریب ضریب تامین ، کالیبراسیون برای دقت بهتر osc_freq به عنوان float = فرکانس نوسان ساز 4' L L word = 447 'نقطه تنظیم ولتاژ خروجی این مقادیر را می توان در بالای کد سیستم عامل یافت. مقادیر را پیدا کرده و به صورت زیر تنظیم کنید: V_out این ولتاژ خروجی است که می خواهیم به آن برسیم. این متغیر به تنهایی ولتاژ خروجی را تغییر نمی دهد. این مقدار برای تعیین مدت زمانی که سلف برای تخلیه کامل نیاز دارد استفاده می شود. این یک پیشرفت در سیستم عامل USB است که به نسخه Firewire منتقل شده است. 12 را وارد کنید ، یعنی ولتاژ هدف فایروایر ما (یا 5 برای USB). برای اطلاع از جزئیات کامل این افزودنی ، به Firmware: Changes: Step6 مراجعه کنید. v_ref این مرجع ولتاژ ADC است. این مورد برای تعیین ولتاژ تغذیه واقعی و محاسبه زمان شارژ سیم پیچ سلف لازم است. 2.5 را برای MCP1525 وارد کنید ، یا ولتاژ دقیق را اندازه گیری کنید. برای مرجع زنر یا استابیستور ، ولتاژ دقیق را اندازه گیری کنید: 1. بدون تصویر درج شده - سیم را از زمین (پین P88) به پین سوکت 5 متصل کنید. این امر از گرم شدن سلف و ترانزیستور در حالی که برق روشن است جلوگیری می کند ، اما PIC قرار داده نشده است. 2 باتری را وارد کنید/برق را روشن کنید. 3. با استفاده از یک مولتی متر ولتاژ بین پین مرجع ولتاژ PIC (سوکت PIN6) و زمین (پین سوکت 8) را اندازه گیری کنید. مقدار دقیق من برای استابیستور 1.7 ولت و برای MSP1525 2.5 ولت بود. 4. این مقدار را به عنوان ثابت v_ref در سیستم عامل وارد کنید. supply_ratio تقسیم ولتاژ منبع تغذیه شامل یک مقاومت 100K و 22K است. از نظر تئوری ، بازخورد باید برابر ولتاژ تغذیه تقسیم بر 5.58 باشد (جدول 1 را ببینید. محاسبات شبکه بازخورد ولتاژ منبع تغذیه). در عمل ، مقاومت ها تحمل های مختلفی دارند و مقادیر دقیقی نیستند. برای پیدا کردن نسبت بازخورد دقیق: 4. ولتاژ منبع تغذیه (منبع V) را بین پین 1 سوکت و زمین (پایه سوکت 8) یا بین پایانه های باتری اندازه گیری کنید. 5. ولتاژ بازخورد منبع تغذیه (SFB V) را بین پین 3 سوکت اندازه گیری کنید. و زمین (پین سوکت 8).6. برای بدست آوردن نسبت دقیق ، منبع V را با SFB V تقسیم کنید. همچنین می توانید از "جدول 2. کالیبراسیون بازخورد ولتاژ تغذیه" استفاده کنید.7. این مقدار را به عنوان ثابت منبع_FB در سیستم عامل وارد کنید.osc_freq به سادگی فرکانس نوسان ساز نوسان ساز داخلی 12F683 با فرکانس 8 مگاهرتز بر 2 تقسیم می شود که سرعت کارکرد ایمن آن تا حدود 2.5 ولت است. 8. مقدار 4. L_Ipeak را وارد کنید سیم پیچ سلف uH را با حداکثر آمپر پیوسته ضرب کنید تا این مقدار را بدست آورید. در مثال 22r684C یک سیم پیچ 680uH با امتیاز 0.25 آمپر پیوسته است. 680*0.25 = 170 (در صورت نیاز دور صحیح را پایین بیاورید). ضرب مقدار در اینجا یک متغیر نقطه شناور 32 بیتی و محاسبه ای که در غیر این صورت باید در PIC انجام شود را حذف می کند. این مقدار در "جدول 3: محاسبات سیم پیچ" محاسبه می شود.9. سیم پیچ سلف uH را با حداکثر آمپر پیوسته ضرب کنید: سیم پیچ 680uH با امتیاز 0.25 آمپر پیوسته = 170 (از پایین ترین عدد صحیح بعدی - 170 "استفاده کنید).10. این مقدار را به عنوان ثابت L_Ipeak در سیستم عامل وارد کنید. fb_value این مقدار صحیح واقعی است که PIC از آن برای تعیین اینکه آیا خروجی ولتاژ بالا بالاتر یا پایین تر از سطح دلخواه است استفاده خواهد کرد. ما باید این را محاسبه کنیم زیرا مقاومت تنظیم کننده برای تنظیم دقیق نداریم. 11. برای تعیین نسبت بین ولتاژ خروجی و بازخورد از جدول 4 استفاده کنید. (11.0) 12. در مرحله بعد ، این نسبت و مرجع دقیق ولتاژ خود را در "جدول 5. مقدار ولتاژ بالا Feedback ADC Set Value" برای تعیین fb_value وارد کنید. (447 با مرجع 2.5 ولت). 13. پس از برنامه ریزی PIC ، ولتاژ خروجی را آزمایش کنید. ممکن است لازم باشد تغییرات کوچکی در مقدار تنظیم بازخورد انجام دهید و سیستم عامل را مجدداً کامپایل کنید تا خروجی دقیقاً 12 ولت دریافت کنید. به دلیل این کالیبراسیون ، ترانزیستور و سلف هرگز نباید گرم شوند. همچنین نباید صدای زنگ را از سیم پیچ سلف بشنوید. هر دوی این شرایط خطای کالیبراسیون را نشان می دهد. ورود اطلاعات در EEPROM را بررسی کنید تا مشخص شود مشکل شما کجاست.

مرحله 6: آزمایش

یک سیستم عامل برای PIC 16F737 و یک برنامه کوچک VB وجود دارد که می تواند برای ثبت اندازه گیری ولتاژ در طول عمر باتری ها استفاده شود. 16F737 باید با MAX203 به درگاه سریال PC متصل شود. هر 60 ثانیه می توان ولتاژ منبع تغذیه ، ولتاژ خروجی و ولتاژ مرجع را به رایانه وارد کرد. یک نمودار خوب می توان هر ولتاژ را در زمان شارژ نشان داد. این هرگز استفاده نمی شود زیرا شارژر هرگز کار نمی کند. همه چیز برای کار تأیید شده است. سیستم عامل تست ، و یک برنامه کوچک بصری کوچک برای ورود خروجی ، در بایگانی پروژه گنجانده شده است. سیم کشی را به شما می سپارم.

مرحله 7: تنوع: USB

نسخه USB با چند تغییر امکان پذیر است. شارژ USB گزینه ای برای iPod 3G موجود برای آزمایش نیست. USB 5.25-4.75 ولت تغذیه می کند ، هدف ما 5 ولت است. تغییرات زیر باید انجام شود: محافظ خروجی زنر (D3) را به 5.6 ولت 1 وات تغییر دهید (موس شماره 78-1N4734A ، 0.07 دلار). یک زنر 5.1 ولت دقیق تر است ، اما زنرها مانند مقاومت ها دارای خطا هستند. اگر سعی کنیم به یک هدف 5 ولت ضربه بزنیم و زنر 5.1 ولت ما دارای 10٪ خطا در سمت پایین باشد ، تمام تلاش ما در zener می سوزد. 4. سیم پیچ سلف (L1) را به 220uH ، 0.49 آمپر (موس 580 تغییر دهید) -22R224C ، 0.59 دلار). مطابق بخش کالیبراسیون ، ثابتهای کالیبراسیون جدید را وارد کنید: V_out را روی 5 ولت تنظیم کنید. مرحله 8 و 9: L_Ipeak = 220*0.49 = 107.8 = 107 (در صورت لزوم به پایین ترین عدد صحیح بعدی بروید).5. نقطه تنظیم خروجی را اصلاح کنید ، جدول 4 و جدول 5 را در صفحه گسترده محاسبه کنید. جدول 4 - 5 ولت را به عنوان خروجی وارد کنید و مقاومت 10K را با 22K (مطابق مرحله 2) جایگزین کنید. ما دریافتیم که در خروجی 5 ولت ، با یک شبکه تقسیم کننده 100K/22K ، بازخورد (E1) 0.9 ولت خواهد بود. در مرحله بعد ، هر تغییری در مرجع ولتاژ در جدول 5 ایجاد کنید و نقطه تنظیم ADC را پیدا کنید. با یک مرجع 2.5 ولت (MCP1525) نقطه تنظیم 369.6 است. ثابت های نمونه برای نسخه USB: const v_out به عنوان بایت = ولتاژ خروجی 5 'برای تعیین زمان خروجی ، 5 USB ، 12 Firewireconst v_ref به عنوان float = 2.5' 2.5 برای MCP1525 ، 1.72 برای stabistor من ، 2.7 پوند برای یک zener.constorage_ratio as float = 5.54 'ضریب ضریب تأمین ، کالیبراسیون برای دقت بهتر < / b> osc_freq به عنوان float = فرکانس نوسان ساز 4' ثابت L_Ipeak به عنوان شناور = 107 "سیم پیچ uH * آمپر سیم پیچ پیوسته (220 * 0.49 = = 107 ، دور پایین) const fb_value به عنوان word = 369 'نقطه تنظیم ولتاژ خروجی سیستم عامل و PCB برای نسخه USB در آرشیو پروژه گنجانده شده است. فقط نسخه مرجع ولتاژ MCP به USB تبدیل شد.