Brytermodus avbryter IPOD -lader ved bruk av 3 AA -batterier: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Målet med dette prosjektet var å bygge en effektiv Altoids tinn iPod (firewire) lader som går på 3 (oppladbare) 'AA' batterier. Dette prosjektet startet som et samarbeid med Sky om design og konstruksjon av PCB, og jeg om krets og fastvare. Som det er, vil dette designet ikke fungere. Det presenteres her i ånden om "konseptet med et derivatprosjekt" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- et prosjekt som bruker et annet prosjekt som et skritt stein for ytterligere forfining, forbedring eller anvendelse på et helt annet problem. Samfunnet av DIYere som vi alle er en del av kan virkelig gjøre noen fantastiske ting som fungerer sammen som et fellesskap. Innovasjon skjer sjelden i et vakuum. Det åpenbare neste trinnet er å la samfunnet hjelpe til med å finpusse og utvikle ideer som ennå ikke er klare til å bli ferdige prosjekter. " Vi sender inn dette nå slik at andre iPod -entusiaster kunne hente der vi sluttet. Det er (minst) to grunner til at laderen _ ikke fungerer_: 1. Transistoren lar ikke nok strøm strømme til å lade spolen fullstendig. Det andre alternativet er en FET, men en FET trenger minst 5 volt for å slå på helt. Dette diskuteres i SMPS -seksjonen. Induktoren er rett og slett ikke stor nok. Laderen produserer ikke nesten nok strøm til iPod. Vi hadde ikke en nøyaktig måte å måle iPod -ladestrømmen på (lagre kuttet fra den opprinnelige ladekabelen) før våre deler kom fra Mouser. Induktorene som anbefales er ikke i nærheten av store nok til dette prosjektet. En passende erstatning kan være spolen Nick de Smith bruker på sin MAX1771 SMPS. Det er en 2 eller 3 ampers spole fra digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Denne enheten kan gi en liten mengde strøm til en USB- eller firewire -enhet, men ikke nok å lade en (3G) iPod. Det VIL drive, men ikke lade, en totalt død 3G iPod.

Trinn 1: Brytermodus avbryter IPOD -lader ved bruk av 3 AA -batterier

Målet med dette prosjektet var å bygge en effektiv Altoids tinn iPod (firewire) lader som går på 3 (oppladbare) 'AA' batterier. Firewire leverer 30 volt uregulert. En iPod kan bruke 8-30 volt DC. For å få dette fra 3 AA -batterier trenger vi en spenningsforsterker. I denne instruksen brukes en brytermodus strømforsyning basert på en mikrokontroller. Standard ansvarsfraskrivelse gjelder. Høyspenning….dødelig… etc. Tenk på hvor mye din iPod er verdt for deg før du kobler den til denne lille stunpistolen i en blikkboks. For alle matematiske og skitne detaljer om SMPS, les nixie tube boost -omformeren instruerbar: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS Les videre for å se hvordan nixie tube SMPS -designet ble tilpasset til å være en iPod -lader….

Massevis av tidligere arbeid inspirerte dette prosjektet. En av de første DIY -laderne brukte en kombinasjon av 9 volt og AA -batterier for å lade en iPod gjennom firewire -porten (fungerer for alle iPod -er, obligatorisk for 3G -iPod -er): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Dette designet har problemet med ujevn utladning blant batteriene. En oppdatert versjon brukte bare 9 volt batterier: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 Designet nedenfor dukket opp på Make og Hackaday mens denne instruksjonsboken ble skrevet. Det er en enkel design for en 5 volts USB -lader (denne typen vil ikke lade tidligere iPod -er, for eksempel 3G). Den bruker et 9 volt batteri med en 7805 5 volt regulator. En stabil 5 volt tilbys, men de ekstra 4 volt fra batteriet brennes av som varme i regulatoren. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSAlle disse designene har én ting felles: 9 volt batterier. Jeg synes 9 volt er sprø og dyre. Mens jeg undersøkte dette instruerbare, bemerket jeg at en 'Energizer' NiMH 9 volt bare er vurdert til 150 mAh. 'Duracell' lager ikke oppladbare 9 volt. En 'Duracell' eller 'Energizer' NiMH 'AA' har en sunn 2300 mAh effekt eller mer (opptil 2700 mAh karakterer på nyere ladbare enheter). I en klemme er engangs AA -batterier tilgjengelig overalt til en fornuftig pris. Bruk av 3 'AA' batterier gir oss 2700mAh ved ~ 4 volt, sammenlignet med 150mAh ved 9 eller 18 (2x9 volt) volt. Med denne store kraften kan vi leve med byttetap og ekstra energi spist opp av SMPS -mikrokontrolleren.

Trinn 2: SMPS

Illustrasjonen nedenfor er hentet fra TB053 (et fint applikasjonsnotat fra Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Den skisserer det grunnleggende prinsippet bak SMPS. En mikrokontroller begrenser en FET (Q1), slik at en ladning kan bygge i induktor L1. Når FET er slått av, strømmer ladningen gjennom diode D1 til kondensatoren C1. Vvfb er en spenningsdeler -tilbakemelding som lar mikrokontrolleren overvåke høyspenningen og aktivere FET etter behov for å opprettholde ønsket spenning. Vi vil at mellom 8 og 30 volt skal lade en iPod gjennom firewire -porten. Lar oss designe denne SMPS for 12 volt utgang. Dette er ikke en umiddelbart dødelig spenning, men godt innenfor firewires spenningsområde. Mikrokontroller Det er flere enkeltbrikkeløsninger som kan øke spenningen fra noen få batterier til 12 (eller flere) volt. Dette prosjektet er IKKE basert på en av disse. I stedet vil vi bruke en programmerbar mikrokontroller fra Microchip, PIC 12F683. Dette lar oss designe SMPS med søppelboksdeler, og holder oss i nærheten av maskinvaren. En enkelt chip-løsning ville skjule det meste av driften av SMPS og fremme leverandørens låsing. 8 -pinners PIC 12F682 ble valgt for sin lille størrelse og pris (mindre enn $ 1). Enhver mikrokontroller kan brukes (PIC/AVR) som har en maskinvarepulsbreddemodulator (PWM), to analoge digitale omformere (ADC) og et spenningsreferansealternativ (intern eller ekstern Vref). Jeg elsker 8 -pinners 12F683 og bruker den til alt. Noen ganger har jeg brukt den som en presis 8 Mhz ekstern klokkilde for eldre PIC -er. Jeg skulle ønske Microchip ville sende meg et helt rør av dem. Spenningsreferanse Enheten er batteridrevet. Batteriutladning og temperaturendring vil resultere i spenningsdrift. For at PIC skal opprettholde en angitt utgangsspenning (12 volt) er en stabil spenningsreferanse nødvendig. Dette må være en meget lavspenningsreferanse, så den er effektiv over utgangsområdet fra 3 AA -batterier. En 2,7 volt zenerdiode var opprinnelig planlagt, men den lokale elektronikkbutikken hadde en 2 volt "stabistor" -diode. Den ble brukt på samme måte som en zener -referanse, men satt inn "bakover" (faktisk fremover). Stabistoren ser ut til å være ganske sjelden (og dyr, ~ 0,75 euro cent), så vi lagde en andre versjon med en 2,5 volt referanse fra mikrochip (MCP1525). Hvis du ikke har tilgang til stabistor eller Microchip (eller annen TO-92) referanse, kan en 2,7 volt zener brukes. Spennings tilbakemelding Det er to spenningstilbakemeldinger som kobles til ADC-pinner på PIC. Den første lar PIC -en kjenne utgangsspenning. PIC pulserer transistoren som svar på disse målingene, og opprettholder en ønsket numerisk avlesning på ADC (jeg kaller dette 'settpunkt'). PIC måler batterispenning gjennom den andre (jeg vil kalle denne forsyningsspenningen eller Vsupply). Optimal induktor til tiden avhenger av forsyningsspenningen. PIC-fastvaren leser ADC-verdien og beregner den optimale tid til transistoren og induktoren (verdi for periode/driftssyklus for PWM). Det er mulig å angi eksakte verdier i PIC, men hvis strømforsyningen endres, er verdiene ikke lenger optimale. Når du går fra batterier, vil spenningen avta etter hvert som batteriene lades ut, noe som krever lengre tidsbruk. Min løsning var å la PIC beregne alt dette og sette sine egne verdier. Begge skillevegger ble designet slik at spenningsområdet ligger godt under 2,5 volt referansen. Forsyningsspenningen er delt med en 100K og 22K motstand, noe som gir 0,81 ved 4,5 volt (ferske batterier) til 0,54 ved 3 volt (døde batterier). Utgang/høyspenning er delt gjennom 100K og 10K motstander (22K for USB -utgang). Vi eliminerte trimmermotstanden som ble brukt i nixie SMPS. Dette gjør den første justeringen litt flekkete, men eliminerer en stor komponent. Ved 12 volt utgang er tilbakemeldingen omtrent 1 volt. FET/SwitchFETs er standard "switch" i SMPS. FETs bytter mest effektivt ved spenninger høyere enn de som leveres av 3 AA -batterier. En Darlington -transistor ble brukt i stedet fordi den er en strømbryter. TIP121 har en forsterkning på minimum 1000 - enhver lignende transistor kan sannsynligvis brukes. En enkel diode (1N4148) og motstand (1K) beskytter PIC PWM -pinnen mot enhver avvikende spenning som kommer fra transistorbasen. Induktor CoilJeg er ganske glad i C&D strøminduktorene som er tilgjengelige på Mouser. De er små og smuss billige. For USB -versjonen av laderen ble det brukt en 220uH induktor (22R224C). Firewire -versjonen bruker en 680 uH induktor (22R684C). Disse verdiene ble valgt gjennom eksperimentering. Teoretisk sett bør enhver verdiinduktor fungere hvis PIC -fastvaren er riktig konfigurert. I virkeligheten surret imidlertid spolen med verdier mindre enn 680uH i firewire -versjonen. Dette er sannsynligvis relatert til bruk av en transistor, i stedet for en FET, som bryteren. Jeg ville sette stor pris på noen ekspertråd på dette området. Likeretterdiode En billig super/ultra rask 100 volt 1 amp likeretter fra Mouser (se deleliste) ble brukt. Andre lavspennings likerettere kan brukes. Sørg for at dioden din har lav spenning fremover og rask gjenoppretting (30ns ser ut til å fungere bra). Høyre Schottky skal fungere bra, men pass på varme, ringing og EMI. Joe på e -postlisten for switchmode foreslo: (nettsted: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Jeg tror siden Schottkys er raskere og har høy kryss -kapasitans som du sa, kan du få litt mer ringing og EMI. Men det ville vært mer effektivt. Hmm, jeg lurer på om du brukte en 1N5820, 20v sammenbrudd kan erstatte din Zener -diode hvis du trenger lav strøm for Ipoden din. "Inngangs-/utgangskondensatorer og ProtectionA 100uf/25v elektrolytisk inngang kondensator lagrer energi for induktoren. En 47uf/63v elektrolytisk og 0.1uf/50V metallfilmkondensator jevner utgangsspenningen. En 1 watt 5,1 volt zener er plassert mellom inngangsspenningen og jord. Ved normal bruk bør 3 AA aldri gi 5,1 volt. Hvis brukeren klarer å overdrive kortet, vil zener klemme tilførselen til 5,1 volt. Dette vil beskytte PIC -en mot skade à ¢  €  “til zener brenner ut. En motstand kan erstatte startkabelen for å lage en ekte zenerspenningsregulator, men ville være mindre effektiv (se PCB -delen). For å beskytte iPod ble en 24 volt 1 watt zenerdiode lagt mellom utgang og jord. Ved normal bruk skal denne dioden ikke gjøre noe. Hvis noe går fryktelig galt (utgangsspenningen stiger til 24) bør denne dioden klemme tilførselen til 24 volt (godt under firewire maks på 30 volt). Induktoren som brukes, leverer maks ~ 0,8 watt ved 20 volt, så en 1 watts zener bør fjerne all overspenning uten å brenne ut.

Trinn 3: PCB

MERK Det er to PCB -versjoner, en for en zener/stabistor spenningsreferanse, og en for en MCP1525 spenningsreferanse. MCP -versjonen er den "foretrukne" versjonen som vil bli oppdatert i fremtiden. Bare en USB -versjon, som bruker MCP vref, ble laget. Dette var en vanskelig PCB å designe. Det er begrenset plass igjen i tinnet vårt etter at volumet på 3 AA -batterier er trukket fra. Tinnet som brukes er ikke en ekte altoid -tinn, det er en gratis eske med mynter som markedsfører et nettsted. Den skal ha omtrent samme størrelse som en altoid -tinn. Det var ingen Altoids -bokser å finne i Nederland. En plastbatteriholder fra den lokale elektronikkbutikken ble brukt til å holde de 3 AA -batteriene. Ledninger ble loddet direkte til klippene på den. Kraften tilføres kretskortet gjennom de to jumperhullene, noe som gjør plassering av batteriet fleksibelt. En bedre løsning kan være en slags fine PCB -monterbare batteriklips. Jeg har ikke funnet disse. LED -en er bøyd i 90 grader for å gå ut av et hull i tinnet. TIP121 er også bøyd i 90 grader, men ikke satt flatt !!! ** En diode og to motstander kjøres under transistoren for å spare plass. På bildet kan du se at transistoren er bøyd, men loddet slik at den flyter en centimeter over komponentene. For å unngå utilsiktede shorts, dekk dette området med varmt lim eller en klump av det gummiaktige klebrige stoffet. Spenningsreferansen MCP1525 er plassert under TIP121 i MCP -versjonen av kretskortet. Det gjør et veldig effektivt mellomrom. 3 komponenter ble satt på baksiden: frakoblingslokket for PIC og de to store zenerne (24 volt og 5,1 volt). Bare en jumper wire er nødvendig (2 for MCP-versjonen). Hvis du ikke vil kjøre enheten kontinuerlig, må du sette en liten bryter på linje med ledningen fra batteristrømmen til kretskortet. En bryter ble ikke montert på kretskortet for å spare plass og holde plasseringen fleksibel. ** Eagle har en routingsbegrensning på pakken til-220 som avbryter bakken. Jeg brukte bibliotekseditoren til å fjerne b-restrict og andre lag fra TIP121-fotavtrykket. Du kan også legge til en startkabel for å løse dette problemet hvis du, som meg, hater redigeringsprogrammet for ørnebiblioteket. Induktorspole og modifisert til-220 fotavtrykk er i Eagle-biblioteket inkludert i prosjektarkivet. Deleliste (Mouser-delenummer gitt for noen deler, andre kom ut av søppelboksen): Delverdi (spenningsvurderinger er minimum, større er greit) C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, $ 0.10) D1 likeretterdiode SF12 (mouser #821-SF12), $ 0.22-eller andre D2 1N4148 liten signaldiode (mouser #78 -1N4148, $ 0,03) D3 (Firewire) 24 Volt Zener/1 W (mouser #512-1N4749A, $ 0,09) D3 (USB) 5,6 Volt Zener/1 W (mouser #78-1N4734A, $ 0,07) D4 5,1 Volt Zener/1W (mouser # 78-1N4733A, $ 0,07) IC1 PIC 12F683 & 8-pinners dip-stikkontakt (stikkontakt valgfritt/anbefalt, ~ $ 1,00 totalt) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp induktorspole (mouser # 580-22R684C, $ 0,59) L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp induktorspole (mouser # 580-22R224C, $ 0.59) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Darlington driver eller lignende R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR1 1KVP1 (mouser #579-MCP1525ITO, $ 0,55) -eller- 2,7 volt/400ma zener med 10K motstand (R3) (zener referanseversjon PCB) -eller- 2 volt stabistor med 10K motstand (R3) (zener referanse versjon PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6-pinners rett vinkel, horisontal PCB-kontakt: Kobiconn (mouser #154-FWR20, $ 1.85) -eller- EDAC (mouser #587-693-006-620-003, $ 0.93)

Trinn 4: FIRMWARE

FIRMWARE Fullstendige detaljer om SMPS -fastvaren er beskrevet i nixie SMPS -instruksjonen. For alle matematiske og skitne detaljer om SMPS, les min nixie tube boost -omformer som kan instrueres: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Fastvaren er skrevet i MikroBasic, kompilatoren er gratis for programmer opp til 2K (https://www.mikroe.com/). Hvis du trenger en PIC -programmerer, bør du vurdere at det forbedrede JDM2 -programmererkortet mitt også er lagt ut på instruktører (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Grunnleggende fastvaredrift: 1. Når strøm er på, starter PIC.2. PIC forsinkelser i 1 sekund for å la spenninger stabilisere seg.3. PIC leser tilbakemeldingen fra forsyningsspenningen og beregner optimale driftssyklus- og periodeverdier.4. PIC logger ADC -lesing, driftssyklus og periodeverdier til EEPROM. Dette tillater litt feilsøking og hjelper til med å diagnostisere katastrofale feil. EEPROM -adresse 0 er skrivepekeren. En 4 byte logg lagres hver gang SMPS startes (på nytt). De to første bytene er ADC høy/lav, tredje byte er lavere 8 bits driftssyklusverdi, fjerde byte er periodeverdien. Totalt 50 kalibreringer (200 byte) logges før skrivepekeren ruller over og starter på nytt ved EEPROM-adresse 1. Den siste loggen vil bli plassert på peker-4. Disse kan leses ut av brikken ved hjelp av en PIC -programmerer. De øvre 55 byte er ledige for fremtidige forbedringer. 5. PIC går inn i endeløs sløyfe - høy spenning tilbakemeldingsverdi måles. Hvis den er under ønsket verdi, lastes PWM -driftssyklusregistrene med den beregnede verdien - MERK: de to nederste bitene er viktige og må lastes inn i CPP1CON, de øvre 8 bitene går inn i CRP1L. Hvis tilbakemeldingen er over ønsket verdi, laster PIC -platen syklusregistrene med 0. Dette er et "pulshopp" -system. Jeg bestemte meg for pulshopp av to grunner: 1) ved så høye frekvenser er det ikke mye pliktbredde å leke med (0-107 i vårt eksempel, mye mindre ved høyere forsyningsspenninger), og 2) frekvensmodulering er mulig, og gir mye mer rom for justering (35-255 i vårt eksempel), men KUN PAKT ER DUBBELT BUFFERT I MASKINEN. Endring av frekvensen mens PWM er i bruk kan ha 'merkelige' effekter. Endringer: Fastvaren får noen oppdateringer fra nixie tube SMPS -versjonen. 1. Pinneforbindelsene endres. En LED er eliminert, en enkelt LED -indikator brukes. Pin out er vist på bildet. Beskrivelser i rødt er standard PIC -pin -tildelinger som ikke kan endres. 2. Den analoge digitale omformeren refereres nå til en ekstern spenning på pin 6, i stedet for forsyningsspenningen.3 Etter hvert som batteriene tømmes, vil forsyningsspenningen endres. Den nye fastvaren måler forsyningsspenning hvert par minutter og oppdaterer innstillingene for pulsbreddemodulatoren. Denne "omkalibreringen" holder induktoren i drift effektivt etter hvert som batteriene lades ut. 4. Intern oscillator satt til 4 MHz, en sikker driftshastighet til omtrent 2,5 volt. 5. Logging slik at ingenting trenger å settes i EEPROM for å starte i posisjon 1 på en fersk PIC. Lettere å forstå for nybegynnere.6. Induktorutladningstid (off-time) beregnes nå i fastvaren. Den forrige multiplikatoren (en tredjedel i tide) er utilstrekkelig for slike små løft. Den eneste måten å opprettholde effektiviteten gjennom batteriladningen var å utvide fastvaren for å beregne den sanne av-tiden. Modifikasjonene er eksperimentelle, men har siden blitt innlemmet i den endelige fastvaren. Fra TB053 finner vi off-time ligningen: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Bland dette til: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) hvor: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak er a i fastvaren (se fastvareseksjonen). Volts_in er allerede beregnet for å bestemme induktoren i tide. Volts_out er en kjent konstant (5/USB eller 12/Firewire). Dette bør fungere for alle positive verdier av V_out-V_in. Hvis du får negative verdier, har du større problemer! Alle ligninger er beregnet i hjelperegnearket som følger med NIXIE smps instruerbar. Følgende linje ble lagt til konstantdelen av fastvaren beskrevet i KALIBRERINGstrinnet: const v_out som byte = 5 'utgangsspenning for å bestemme off-time

Trinn 5: KALIBRERING

Flere kalibreringstrinn hjelper deg med å få mest mulig ut av laderen. Dine målte verdier kan erstatte verdiene mine og kompileres til fastvaren. Disse trinnene er valgfrie (unntatt spenningsreferanse), men hjelper deg med å få mest mulig ut av strømforsyningen. Ipod-laderens regneark hjelper deg med å utføre kalibreringene. Const v_out som byte = 12 'utgangsspenning for å bestemme off-time, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float = 2,5' 2,5 for MCP1525, 1,72 for min stabistor, ~ 2,7 for en zener.const supply_ratio as float = 5.54 'supply ratio multiplier, calibrate for better accuracyconst osc_freq as float = 4' oscillator frequencyconst L_Ipeak as float = 170 'coil uH * coil ampere continu (680 * 0.25 = 170, round down) const fb_value as word = 447 'settpunkt for utgangsspenning Disse verdiene finnes øverst i fastvarekoden. Finn verdiene og sett som følger: V_out Dette er utgangsspenningen vi ønsker å oppnå. Denne variabelen vil IKKE endre utgangsspenningen alene. Denne verdien brukes til å bestemme hvor lang tid induktoren krever for fullstendig utladning. Det er en forbedring av USB -fastvaren som ble portet til firewire -versjonen. Skriv inn 12, det er vår firewire -målspenning (eller 5 for USB). Se fastvare: Endringer: Trinn 6 for fullstendige detaljer om dette tillegget. v_ref Dette er spenningsreferansen til ADC. Dette er nødvendig for å bestemme den faktiske forsyningsspenningen og beregne ladetiden for induktorspolen. Skriv inn 2,5 for MCP1525, eller mål den eksakte spenningen. For en zener- eller stabistorreferanse måler du den nøyaktige spenningen: 1. UTEN PIC INSERTED - Koble en ledning fra jord (socket PIN8) til socket pin 5. Dette forhindrer at induktoren og transistoren varmes opp mens strømmen er på, men PIC er ikke satt inn 2. Sett inn batterier/slå på strømmen. 3. Bruk et multimeter til å måle spenningen mellom PIC -spenningsreferansepinnen (kontakt PIN6) og jordet (stikkontakt 8). Den eksakte verdien min var 1,7 volt for stabistoren og 2,5 volt for MSP1525. 4. Angi denne verdien som v_ref -konstanten i fastvaren. Forsyning_forhold Forsyningsspenningsdeleren består av en 100K og 22K motstand. Teoretisk sett skal tilbakemeldingen være lik forsyningsspenningen dividert med 5,58 (se tabell 1. Nettverksberegninger for nettspenningsfeedback). I praksis har motstander forskjellige toleranser og er ikke eksakte verdier. For å finne det eksakte tilbakemeldingsforholdet: 4. Mål forsyningsspenningen (forsyning V) mellom stikkontakt 1 og jord (stikkontakt 8), eller mellom batteripolene. 5 måle tilbakemeldingsspenningen (SFB V) mellom stikkontakt 3 og jordet (stikkontakt 8).6 Del Supply V med SFB V for å få et eksakt forhold. Du kan også bruke "Tabell 2. Tilbakemelding for kalibrering av forsyningsspenning".7. Tast inn denne verdien som forsyning_FB -konstanten i fastvaren.osc_freq Bare oscillatorfrekvensen. Den 12F683 interne 8Mhz -oscillatoren er delt på 2, en sikker driftshastighet til omtrent 2,5 volt. 8. Angi en verdi på 4. L_Ipeak Multipliser induktorspolen uH med maksimal kontinuerlig ampere for å få denne verdien. I eksemplet er 22r684C en 680uH spole med en karakter på 0,25 ampere kontinuerlig. 680*0,25 = 170 (runde til lavere heltall om nødvendig). Multiplisering av verdien her eliminerer en 32 -biters flytende punktvariabel og beregning som ellers måtte gjøres på PIC. Denne verdien er beregnet i "Tabell 3: Spoleberegninger".9. Multipliser induktorspolen uH med maksimal kontinuerlig ampere: 680uH spole med en vurdering på 0,25 ampere kontinuerlig = 170 (bruk neste laveste heltall - 170).10. Skriv inn denne verdien som L_Ipeak -konstanten i fastvaren. Fb_verdi Dette er den faktiske heltallverdien PIC vil bruke for å avgjøre om høyspenningseffekten er over eller under ønsket nivå. Vi må beregne dette fordi vi ikke har en trimmermotstand for finjustering. 11. Bruk tabell 4 for å bestemme forholdet mellom utgang og tilbakemeldingsspenning. (11.0) 12. Deretter angir du dette forholdet og din eksakte spenningsreferanse i "Tabell 5. Høy spennings tilbakemelding ADC sett verdi" for å bestemme fb_verdi. (447 med en 2,5 volt referanse). 13. Test utgangsspenningen etter at du har programmert PIC. Du må kanskje foreta mindre justeringer av tilbakemeldingsverdien og kompilere fastvaren til du får nøyaktig 12 volt utgang. På grunn av denne kalibreringen bør transistoren og induktoren aldri bli varme. Du skal heller ikke høre en ringelyd fra induktorspolen. Begge disse forholdene indikerer en kalibreringsfeil. Sjekk dataloggen i EEPROM for å finne ut hvor problemet kan være.

Trinn 6: TESTING

Det er en fastvare for en PIC 16F737 og en liten VB -applikasjon som kan brukes til å logge spenningsmålinger over batteriets levetid. 16F737 bør kobles til en PC -seriell port med en MAX203. Hvert 60. sekund kan forsyningsspenning, utgangsspenning og referansespenning logges til PC -en. Det kan lages en fin graf som viser hver spenning gjennom ladetiden. Dette ble aldri brukt fordi laderen aldri var funksjonell. Alt er verifisert for å fungere. Test -fastvaren og et lite visuelt grunnprogram for å logge utdataene, er inkludert i prosjektarkivet. Jeg overlater ledningene til deg.

Trinn 7: VARIASJONER: USB

En USB -versjon er mulig med noen få endringer. USB -lading er ikke et alternativ for 3G -iPod tilgjengelig for testing. USB leverer 5,25-4,75 volt, målet er 5 volt. Her er endringene som må gjøres: 1. Swap in a USB 'A' type connector (mouser #571-7876161, $ 0.85) 2. Change the voltage voltage resistor divider (change R2 (10K) to 22K).3. Endre utgangsbeskyttelse zener (D3) til 5,6 volt 1 watt (mouser #78-1N4734A, $ 0,07). En 5,1 volt zener ville være mer nøyaktig, men zenere har feil som motstander. Hvis vi prøver å treffe et 5 volt mål og vår 5,1 volt zener har 10% feil på den lave siden, vil all vår innsats brenne opp i zeneren. 4 Endre induktorspolen (L1) til 220uH, 0,49 amp (mouser # 580 -22R224C, $ 0,59). Angi nye kalibreringskonstanter i henhold til kalibreringsdelen: Sett V_out til 5 volt. Trinn 8 og 9: L_Ipeak = 220*0,49 = 107,8 = 107 (runde til neste laveste heltall, om nødvendig).5 Endre utgangssettpunktet, beregne tabell 4 og tabell 5 på nytt i regnearket. Tabell 4 - angi 5 volt som utgang og erstatt 10K -motstanden med 22K (som i trinn 2). Vi finner at ved 5 volt utgang, med et 100K/22K divider -nettverk, vil tilbakemelding (E1) være 0,9 volt. Gjør deretter eventuelle endringer i spenningsreferansen i tabell 5, og finn ADC -settpunktet. Med en 2,5 volt referanse (MCP1525) er settpunktet 369,6. Eksempelkonstanter for USB-versjon: const v_out som byte = 5 'utgangsspenning for å bestemme off-time, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref som float = 2,5' 2,5 for MCP1525, 1,72 for min stabistor, ~ 2,7 for en zener.const supply_ratio som float = 5.54 'forsyningsforholdsmultiplikator, kalibrer for bedre nøyaktighetskonst osc_freq som float = 4' oscillatorfrekvenskonstant L_Ipeak som float = 107 'coil uH * coil ampere kontinuerlig (220 * 0.49 = 107, rund ned) const fb_value as word = 369 'settpunkt for utgangsspenning Firmware og PCB for USB -versjonen er inkludert i prosjektarkivet. Bare MCP -spenningsreferanseversjonen ble konvertert til USB.