Alternar modo Carregador IPOD Altoids usando 3 baterias 'AA': 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

O objetivo deste projeto era construir um carregador de estanho Altoids para iPod (firewire) que funcionasse com 3 baterias (recarregáveis) 'AA'. Este projeto começou como um esforço colaborativo com a Sky no design e construção de PCB, e eu no circuito e firmware. Do jeito que está, esse design não funcionará. É apresentado aqui no espírito do "conceito de um projeto derivado" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "???? - um projeto que usa outro projeto como etapa pedra para mais refinamento, melhoria ou aplicação a um problema totalmente diferente. A comunidade de DIYers da qual todos fazemos parte pode realmente fazer coisas incríveis trabalhando juntos como uma comunidade. A inovação raramente acontece no vácuo. A próxima etapa óbvia é permitir que a comunidade ajude a refinar e desenvolver ideias que ainda não estão prontas para serem projetos concluídos. " Enviamos isso agora para que outros entusiastas do iPod possam continuar de onde paramos. Existem (pelo menos) duas razões pelas quais este carregador _não_ funciona: 1. O transistor não permite o fluxo de corrente suficiente para carregar totalmente o indutor. A outra opção é um FET, mas um FET precisa de no mínimo 5 volts para ligar totalmente. Isso é discutido na seção.2 do SMPS. O indutor simplesmente não é grande o suficiente. O carregador não produz corrente suficiente para o iPod. Não tínhamos uma maneira precisa de medir a corrente de carga do iPod (exceto cortar o cabo de carga original) até que nossas peças chegassem da Mouser. Os indutores recomendados não são nem de longe grandes o suficiente para este projeto. Uma substituição adequada pode ser a bobina que Nick de Smith usa em seu MAX1771 SMPS. É uma bobina de 2 ou 3 A da digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Este dispositivo pode fornecer uma pequena quantidade de energia para um dispositivo USB ou firewire, mas não o suficiente para carregar um (3G) iPod. Ele irá alimentar, mas não carregar, um iPod 3G totalmente morto.

Etapa 1: alternar o modo Altoids Carregador IPOD usando 3 baterias 'AA'

O objetivo deste projeto era construir um carregador de estanho Altoids para iPod (firewire) que funcionasse com 3 baterias 'AA' (recarregáveis). Firewire fornece 30 volts não regulados. Um iPod pode usar 8-30 volts DC. Para conseguir isso com 3 pilhas AA, precisamos de um amplificador de voltagem. Neste instrutível, uma fonte de alimentação comutada baseada em um microcontrolador é usada. As isenções de responsabilidade padrão se aplicam. Alta tensão….deadly… etc. Pense em quanto seu iPod vale para você antes de conectá-lo a esta pequena arma de choque em uma lata. Para todos os detalhes matemáticos e sujos de SMPS, leia o conversor de aumento de tubo nixie instrutível: https://www.instructables.com / ex / i / B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506 /? ALLSTEPSRead para ver como o design SMPS tubo nixie foi adaptado para ser um carregador de iPod….

Uma tonelada de trabalhos anteriores inspirou este projeto. Um dos primeiros carregadores DIY usava uma combinação de baterias de 9 volts e AA para carregar um iPod através da porta firewire (funciona para todos os iPods, obrigatório para iPods 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 / ipod-altoids-battery-pack-v2Este projeto tem o problema de descarga desigual entre as baterias. Uma versão atualizada usava apenas baterias de 9 volts: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3O design abaixo apareceu no Make e Hackaday enquanto este instrutível era escrito. É um design simples para um carregador USB de 5 volts (este tipo não carrega iPods anteriores, como o 3G). Ele usa uma bateria de 9 volts com um regulador de 7805 5 volts. São fornecidos 5 volts estáveis, mas os 4 volts extras da bateria são queimados como calor no regulador. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSTodos esses designs têm um item em comum: baterias de 9 volts. Acho que 9 volters são fracos e caros. Ao pesquisar este instrutível, notei que um 'Energizer' NiMH 9 volts tem apenas 150 mAh. 'Duracell' não faz 9 volters recarregáveis. Um 'Duracell' ou 'Energizer' NiMH 'AA' tem uma potência saudável de 2300 mAh ou mais (classificações de até 2700 mAh em recarregáveis mais recentes). Em uma pitada, pilhas AA alcalinas descartáveis estão disponíveis em todos os lugares a um preço razoável. O uso de 3 baterias 'AA' nos dá 2700mAh a ~ 4 volts, em comparação com 150mAh a 9 ou 18 (2x9 volts) volts. Com tanta potência, podemos viver com perdas de chaveamento e energia extra consumida pelo microcontrolador SMPS.

Etapa 2: SMPS

A ilustração abaixo foi extraída de TB053 (uma boa nota de aplicação da Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Ele descreve o princípio básico por trás do SMPS. Um microcontrolador aterra um FET (Q1), permitindo que uma carga seja construída no indutor L1. Quando o FET é desligado, a carga flui através do diodo D1 para o capacitor C1. Vvfb é um feedback do divisor de tensão que permite ao microcontrolador monitorar a alta tensão e ativar o FET conforme necessário para manter a tensão desejada. Queremos entre 8 e 30 volts para carregar um iPod pela porta firewire. Vamos projetar este SMPS para saída de 12 volts. Esta não é uma tensão imediatamente mortal, mas está bem dentro da faixa de tensão firewire. MicrocontroladorHá várias soluções de chip único que podem aumentar a tensão de algumas baterias para 12 (ou mais) volts. Este projeto NÃO é baseado em nenhum deles. Em vez disso, usaremos um microcontrolador programável da Microchip, o PIC 12F683. Isso nos permite projetar o SMPS com peças de caixa de sucata e nos mantém próximos ao hardware. Uma solução de chip único ofuscaria a maior parte da operação do SMPS e promoveria o aprisionamento do fornecedor. O PIC 12F682 de 8 pinos foi escolhido por seu pequeno tamanho e custo (menos de US $ 1). Qualquer microcontrolador pode ser usado (PIC / AVR) que tenha um modulador de largura de pulso de hardware (PWM), dois conversores digitais analógicos (ADC) e uma opção de referência de tensão (Vref interno ou externo). Adoro o 12F683 de 8 pinos e uso-o para tudo. Ocasionalmente, usei-o como uma fonte de relógio externo de precisão de 8 Mhz para PICs mais antigos. Gostaria que a Microchip me enviasse um tubo inteiro deles. Referência de tensãoO dispositivo é alimentado por bateria. A descarga da bateria e a mudança de temperatura resultarão em variação de tensão. Para que o PIC mantenha uma tensão de saída definida (12 volts), é necessária uma referência de tensão estável. Isso precisa ser uma referência de voltagem muito baixa para que seja eficaz na faixa de saída de 3 baterias AA. Um diodo zener de 2,7 volts foi originalmente planejado, mas a loja de eletrônicos local tinha um diodo "stabistor" de 2 volts. Foi usado da mesma forma que uma referência zener, mas inserido "para trás" (na verdade, para frente). O stabistor parece ser bastante raro (e caro, ~ 0,75 centavos de euro), então fizemos uma segunda versão com uma referência de 2,5 volts do microchip (MCP1525). Se você não tiver acesso ao stabistor ou Microchip (ou outra referência TO-92), um zener de 2,7 volts pode ser usado. Feedback de tensão Existem dois circuitos de feedback de tensão que se conectam aos pinos ADC no PIC. O primeiro permite que o PIC detecte a tensão de saída. O PIC pulsa o transistor em resposta a essas medições, mantendo uma leitura numérica desejada no ADC (eu chamo isso de 'ponto de ajuste'). O PIC mede a tensão da bateria durante o segundo (chamarei essa tensão de alimentação ou Vsupply). O tempo de ativação ideal do indutor depende da tensão de alimentação. O firmware PIC lê o valor ADC e calcula o tempo de ativação ideal para o transistor e indutor (os valores de período / ciclo de trabalho do PWM). É possível inserir valores exatos em seu PIC, mas se a fonte de alimentação for alterada, os valores não são mais ideais. Durante o funcionamento com baterias, a tensão diminuirá conforme as baterias descarregam, exigindo um tempo de operação mais longo. Minha solução foi deixar o PIC calcular tudo isso e definir seus próprios valores. Ambos os divisores foram projetados para que a faixa de tensões fique bem abaixo da referência de 2,5 volts. A tensão de alimentação é dividida por um resistor de 100K e 22K, dando 0,81 a 4,5 volts (baterias novas) a 0,54 a 3 volts (baterias descarregadas). A saída / alta tensão é dividida em resistores de 100K e 10K (22K para saída USB). Eliminamos o resistor trimmer usado no SMPS nixie. Isso torna o ajuste inicial um pouco irregular, mas elimina um componente grande. Na saída de 12 volts, o feedback é de aproximadamente 1 volt. FET / SwitchFETs são o 'switch' padrão em SMPSs. Os FETs alternam com mais eficiência em tensões mais altas do que as fornecidas por 3 baterias AA. Em vez disso, um transistor Darlington foi usado porque é um dispositivo comutado por corrente. O TIP121 tem um ganho mínimo de 1000 - qualquer transistor semelhante pode provavelmente ser usado. Um diodo simples (1N4148) e um resistor (1K) protegem o pino PIC PWM de qualquer tensão dispersa proveniente da base do transistor. Bobina do indutor Gosto muito dos indutores de energia C&D disponíveis na Mouser. Eles são pequenos e muito baratos. Para a versão USB do carregador foi usado um indutor de 220uH (22R224C). A versão firewire usa um indutor 680 uH (22R684C). Esses valores foram escolhidos por meio de experimentação. Teoricamente, qualquer indutor de valor deve funcionar se o firmware PIC estiver configurado corretamente. Na realidade, entretanto, a bobina zumbia com valores inferiores a 680uH na versão firewire. Isso provavelmente está relacionado ao uso de um transistor, em vez de um FET, como a chave. Eu apreciaria muito qualquer conselho de especialista nesta área. Diodo retificadorUm retificador barato super / ultra rápido de 100 volts 1 amp da Mouser (consulte a lista de peças) foi usado. Outros retificadores de baixa tensão podem ser usados. Certifique-se de que seu diodo tem uma baixa voltagem direta e recuperação rápida (30ns parece funcionar bem). O Schottky certo deve funcionar bem, mas preste atenção ao calor, toque e EMI. Joe na lista de e-mails do switchmode sugeriu: (website: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Acho que, como os Schottky são mais rápidos e têm alta capacitância de junção como você estava dizendo, você poderia obter um pouco mais de toque e EMI. Mas seria mais eficiente. Hmm, eu me pergunto se você usasse um 1N5820, o breakdown de 20v poderia substituir seu diodo Zener se você precisar de baixa corrente para seu Ipod. "Capacitores de entrada / saída e proteção Uma entrada eletrolítica de 100uf / 25v capacitor armazena energia para o indutor. Um capacitor eletrolítico de 47uf / 63v e um capacitor de filme metálico de 0,1uf / 50V suavizam a tensão de saída. Um zener de 1 watt de 5,1 volts é colocado entre a tensão de entrada e o aterramento. Em uso normal, 3 AAs nunca devem fornecer 5,1 volts. Se o usuário conseguir sobrecarregar a placa, o zener fixará a alimentação para 5,1 volts. Isso protegerá o PIC de danos até que o zener queime. Um resistor poderia substituir o fio do jumper para fazer um regulador de tensão zener verdadeiro, mas seria menos eficiente (consulte a seção PCB). Para proteger o iPod, um diodo zener de 24 volts e 1 watt foi adicionado entre a saída e o aterramento. Em uso normal, este diodo não deve fazer nada. Se algo der terrivelmente errado (a tensão de saída sobe para 24), este diodo deve bloquear a alimentação em 24 volts (bem abaixo do firewire máximo de 30 volts). O indutor usado produz no máximo ~ 0,8 watts a 20 volts, portanto, um zener de 1 watt deve dissipar qualquer excesso de tensão sem queimar.

Etapa 3: PCB

NOTA: há duas versões de PCB, uma para referência de tensão zener / estabistor e outra para referência de tensão MCP1525. A versão MCP é a versão "preferida" que será atualizada no futuro. Apenas uma versão USB, usando o MCP vref, foi feita. Esta era uma PCB difícil de projetar. O espaço restante na lata é limitado após a dedução do volume de 3 pilhas AA. A lata usada não é uma lata de altoids genuína, é uma caixa de balas grátis que promove um site. Deve ter aproximadamente o mesmo tamanho de uma lata de altoids. Não havia latas de Altoids na Holanda. Um suporte de bateria de plástico da loja de eletrônicos local foi usado para armazenar as 3 baterias AA. Leads foram soldados diretamente aos clipes nele. A energia é fornecida ao PCB através dos dois orifícios do jumper, tornando o posicionamento da bateria flexível. Uma solução melhor pode ser algum tipo de clipes de bateria montáveis em PCB. Eu não encontrei isso. O LED é dobrado em 90 graus para sair por um buraco na lata. O TIP121 também é dobrado a 90 graus, mas não fica achatado !!! ** Um diodo e dois resistores são colocados sob o transistor para economizar espaço. Na foto você pode ver que o transistor está dobrado, mas soldado de tal forma que flutua um centímetro sobre os componentes. Para evitar curtos acidentais, cubra essa área com cola quente ou um pedaço daquele material adesivo de borracha. A referência de tensão MCP1525 está localizada sob o TIP121 na versão MCP do PCB. É um espaçador muito eficaz. 3 componentes foram colocados na parte de trás: a tampa de desacoplamento para o PIC e os dois grandes zeners (24 volts e 5,1 volts). Apenas um fio de jumper é necessário (2 para a versão MCP). A menos que você queira executar o dispositivo continuamente, coloque um pequeno interruptor em linha com o fio da bateria para a placa de circuito. Um switch não foi montado no PCB para economizar espaço e manter o posicionamento flexível. ** O Eagle tem uma restrição de roteamento no pacote to-220 que interrompe o plano de aterramento. Usei o editor de biblioteca para remover o b-strict e outras camadas do footprint do TIP121. Você também pode adicionar um fio de jumper para resolver este problema se você, como eu, odeia o editor da biblioteca Eagle. A bobina do indutor e a pegada modificada para 220 estão na biblioteca Eagle incluída no arquivo do projeto. Lista de peças (número de peça da Mouser fornecido para algumas peças, outras saíram da caixa de lixo): Valor da peça (as classificações de tensão são mínimas, maior está certo) C1 0,1uF / 10VC2 100uF / 25VC3 0,1uF / 50VC4 47uF / 63V (mouser # 140-XRL63V47, $ 0,10) Diodo retificador D1 SF12 (mouser # 821-SF12), $ 0,22 -ou- outros D2 1N4148 diodo de sinal pequeno (mouser # 78 -1N4148, $ 0,03) D3 (Firewire) 24 volts Zener / 1 W (mouser # 512-1N4749A, $ 0,09) D3 (USB) 5,6 volts Zener / 1 W (mouser # 78-1N4734A, $ 0,07) D4 5,1 volts Zener / 1W (mouser # 78-1N4733A, $ 0,07) IC1 PIC 12F683 e soquete de 8 pinos (soquete opcional / recomendado, ~ $ 1,00 no total) L1 (Firewire) 22R684C 680uH / bobina de indutor de 0,25 amp (mouser # 580-22R684C, $ 0,59) L1 (USB) 22R224C 220uH / 0,49 ampères bobina indutora (mouser # 580-22R224C, $ 0,59) LED1 5 mm LEDQ1 TIP-121 driver Darlington ou similar R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KCPB versão Microchip MCPB151 MCPB151 MCPB151 (MCPB251 Microchip MF151) (mouser # 579-MCP1525ITO, $ 0,55) -ou- 2,7 volts / 400ma zener com resistor de 10K (R3) (versão de referência do zener PCB) -ou- Estabistor de 2 volts com resistor de 10K (R3) (versão de referência do zener PCB) X1 Firewire / IEEE1394 6 pinos ângulo reto, conector de montagem horizontal para PCB: Kobiconn (mouser # 154-FWR20, $ 1,85) -ou- EDAC (mouser # 587-693-006-620-003, $ 0,93)

Etapa 4: FIRMWARE

FIRMWAREComplete detalhes do firmware SMPS são descritos no nixie SMPS instructable. Para todos os detalhes matemáticos e sujos de SMPS, leia meu conversor nixie tube boost instrutível: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) O firmware é escrito em MikroBasic, o compilador é gratuito para programas de até 2K (https://www.mikroe.com/). Se você precisar de um programador PIC, considere meu quadro de programador JDM2 aprimorado também postado em instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Operação básica do firmware: 1. Quando a energia é aplicada, o PIC é iniciado. 2. O PIC atrasa por 1 segundo para permitir que as tensões se estabilizem. 3. O PIC lê o feedback da tensão de alimentação e calcula o ciclo de trabalho ideal e os valores de período.. PIC registra a leitura ADC, ciclo de serviço e valores de período na EEPROM. Isso permite a resolução de alguns problemas e ajuda a diagnosticar falhas catastróficas. O endereço EEPROM 0 é o ponteiro de gravação. Um registro de 4 bytes é salvo cada vez que o SMPS é (re) iniciado. Os primeiros 2 bytes são ADC alto / baixo, o terceiro byte é menor que 8 bits do valor do ciclo de trabalho, o quarto byte é o valor do período. Um total de 50 calibrações (200 bytes) são registrados antes do ponteiro de gravação rolar e começar novamente no endereço EEPROM 1. O registro mais recente estará localizado no ponteiro-4. Eles podem ser lidos no chip usando um programador PIC. Os 55 bytes superiores são deixados livres para melhorias futuras.5. O PIC entra em loop infinito - o valor de feedback de alta tensão é medido. Se estiver abaixo do valor desejado, os registradores do ciclo de trabalho PWM são carregados com o valor calculado - NOTA: os dois bits inferiores são importantes e devem ser carregados no CPP1CON, os 8 bits superiores vão para o CRP1L. Se o feedback estiver acima do valor desejado, o PIC carrega os registradores do ciclo de serviço com 0. Este é um sistema de 'salto de pulso'. Decidi ignorar o pulso por duas razões: 1) em frequências tão altas, não há muita largura de trabalho para brincar (0-107 em nosso exemplo, muito menos em tensões de alimentação mais altas) e 2) a modulação de frequência é possível, e dá muito mais espaço para ajuste (35-255 em nosso exemplo), mas SÓ O DEVER É DUPLO EM BUFFER NO HARDWARE. Alterar a frequência enquanto o PWM está operando pode ter efeitos 'estranhos'. Mudanças: O firmware obtém algumas atualizações da versão SMPS de tubo nixie. 1. As conexões de pino são alteradas. Um LED é eliminado, um único indicador LED é usado. Pin out é mostrado na imagem. As descrições em vermelho são atribuições de pinos PIC padrão que não podem ser alteradas. 2. O conversor digital analógico agora é referenciado a uma tensão externa no pino 6, em vez da tensão de alimentação. 3. À medida que as baterias drenam, a tensão de alimentação muda. O novo firmware mede a tensão de alimentação a cada poucos minutos e atualiza as configurações do modulador de largura de pulso. Esta "recalibração" mantém o indutor operando de forma eficiente conforme as baterias descarregam.4. Oscilador interno definido para 4 MHz, uma velocidade operacional segura de cerca de 2,5 volts.5. um novo PIC. Mais fácil de entender para iniciantes. 6. O tempo de descarga do indutor (tempo desligado) agora é calculado no firmware. O multiplicador anterior (um terço no prazo) é inadequado para esses pequenos aumentos. A única maneira de manter a eficiência durante a descarga da bateria era estender o firmware para calcular o verdadeiro tempo de inatividade. As modificações são experimentais, mas desde então foram incorporadas ao firmware final. De TB053, encontramos a equação de desligamento: 0 = ((volts_in-volts_out) / coil_uH) * fall_time + coil_amps Mangle isso para: fall_time = L_Ipeak / (Volts_out-Volts_in) onde: L_Ipeak = coil_uH * coil_ampsL_Ipeak já é uma constante no firmware (consulte a seção de firmware). Volts_in já é calculado para determinar o indutor no tempo. Volts_out é uma constante conhecida (5 / USB ou 12 / Firewire). Isso deve funcionar para todos os valores positivos de V_out-V_in. Se você obtiver valores negativos, terá problemas maiores! Todas as equações são calculadas na planilha auxiliar incluída com o NIXIE smps instrutível. A linha a seguir foi adicionada à seção de constantes do firmware descrito na etapa de CALIBRAÇÃO: const v_out as byte = 5 'tensão de saída para determinar o tempo desativado

Etapa 5: CALIBRAÇÃO

Várias etapas de calibração o ajudarão a obter o máximo do carregador. Seus valores medidos podem substituir meus valores e ser compilados no firmware. Essas etapas são opcionais (exceto referência de voltagem), mas irão ajudá-lo a obter o máximo de sua fonte de alimentação. A planilha do carregador do ipod ajudará você a realizar as calibrações.const v_out as byte = 12 'tensão de saída para determinar o tempo desligado, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float = 2,5' 2,5 para MCP1525, 1,72 para meu stabistor, ~ 2,7 para um zener.const supply_ratio as float = 5,54 'multiplicador de razão de fornecimento, calibra para melhor precisãoconst osc_freq as float = 4' oscilator freqüênciaconst L_Ipeak as float = 170 'bobina uH * bobina amps contínua (680 * 0,25 = 170, arredondado para baixo) const fb_value as palavra = 447 'ponto de ajuste da tensão de saída. Esses valores podem ser encontrados na parte superior do código do firmware. Encontre os valores e defina como segue: V_outThis é a tensão de saída que queremos alcançar. Esta variável NÃO mudará a tensão de saída por conta própria. Este valor é usado para determinar a quantidade de tempo que o indutor requer para descarregar totalmente. É um aprimoramento do firmware USB que foi portado para a versão firewire. Digite 12, que é a nossa tensão alvo firewire (ou 5 para USB). Consulte Firmware: Alterações: Etapa 6 para obter os detalhes completos desta adição. v_refEsta é a referência de tensão do ADC. Isso é necessário para determinar a tensão de alimentação real e calcular o tempo de carga da bobina do indutor. Digite 2,5 para o MCP1525 ou meça a tensão exata. Para uma referência zener ou estabistor, meça a tensão exata: 1. SEM O PIC INSERIDO - Conecte um fio do aterramento (soquete PIN8) ao pino 5. Isso evita que o indutor e o transistor aqueçam enquanto a energia está ligada, mas o PIC está não inserido.2. Insira as baterias / ligue a alimentação.3. Usando um multímetro, meça a tensão entre o pino de referência de tensão do PIC (soquete PIN6) e o aterramento (soquete pino8). Meu valor exato foi 1,7 volts para o stabistor e 2,5 volts para o MSP1525. 4. Insira este valor como a constante v_ref em firmware.supply_ratio O divisor de tensão de alimentação consiste em um resistor de 100K e 22K. Teoricamente, a realimentação deve ser igual à tensão de alimentação dividida por 5,58 (consulte a Tabela 1. Cálculos da rede de realimentação da tensão de alimentação). Na prática, os resistores têm várias tolerâncias e não são valores exatos. Para encontrar a relação de feedback exata: 4. Meça a tensão de alimentação (Alimentação V) entre o pino 1 do soquete e o aterramento (pino 8 do soquete), ou entre os terminais da bateria.5. Meça a tensão de feedback de alimentação (SFB V) entre o pino 3 do soquete e aterramento (pino 8 do soquete).6. Divida a alimentação V por SFB V para obter uma proporção exata. Você também pode usar a "Tabela 2. Calibração de feedback de tensão de alimentação".7. Insira este valor como a constante supply_FB no firmware.osc_freqSimplesmente a frequência do oscilador. O oscilador interno de 8 MHz 12F683 é dividido por 2, uma velocidade operacional segura de cerca de 2,5 volts. 8. Insira um valor de 4. L_IpeakMultiply a bobina do indutor uH pela amperagem contínua máxima para obter este valor. No exemplo, o 22r684C é uma bobina de 680uH com uma classificação de 0,25 amperes contínua. 680 * 0,25 = 170 (arredondar para um número inteiro inferior, se necessário). Multiplicar o valor aqui elimina uma variável de ponto flutuante de 32 bits e o cálculo que, de outra forma, teria que ser feito no PIC. Este valor é calculado na "Tabela 3: Cálculos da bobina".9. Multiplique a bobina do indutor uH pelos amperes contínuos máximos: 680uH bobina com uma classificação de 0,25 amperes contínuos = 170 (use o próximo inteiro mais baixo - 170).10. Insira este valor como a constante L_Ipeak no firmware.fb_value. Este é o valor inteiro real que o PIC usará para determinar se a saída de alta tensão está acima ou abaixo do nível desejado. Precisamos calcular isso porque não temos um resistor trimmer para ajuste fino. 11. Use a Tabela 4 para determinar a relação entre a tensão de saída e a de feedback. (11.0) 12. Em seguida, insira esta relação e sua referência de tensão exata na "Tabela 5. Valor definido do ADC de realimentação de alta tensão" para determinar o fb_value. (447 com uma referência de 2,5 volts). 13. Depois de programar o PIC, teste a tensão de saída. Você pode precisar fazer pequenos ajustes no valor definido de feedback e recompilar o firmware até obter exatamente 12 volts de saída. Devido a essa calibração, o transistor e o indutor nunca devem ficar quentes. Nem deve ouvir um som de toque da bobina do indutor. Ambas as condições indicam um erro de calibração. Verifique o registro de dados na EEPROM para ajudar a determinar onde pode estar o seu problema.

Etapa 6: TESTE

Existe um firmware para um PIC 16F737 e um pequeno aplicativo VB que pode ser usado para registrar medições de tensão durante a vida útil das baterias. O 16F737 deve ser conectado a uma porta serial do PC com um MAX203. A cada 60 segundos, a tensão de alimentação, a tensão de saída e a tensão de referência podem ser registradas no PC. Um bom gráfico pode ser feito mostrando cada tensão ao longo do tempo de carga. Isso nunca foi usado porque o carregador nunca funcionou. Tudo é verificado para funcionar. O firmware de teste e um pequeno programa visual básico para registrar a saída estão incluídos no arquivo do projeto. Vou deixar a fiação para você.

Etapa 7: VARIAÇÕES: USB

Uma versão USB é possível com algumas modificações. O carregamento por USB não é uma opção para o iPod 3G disponível para teste. O USB fornece 5,25-4,75 volts, nossa meta é 5 volts. Aqui estão as alterações que precisam ser feitas: 1. Troque por um conector USB tipo 'A' (mouser # 571-7876161, $ 0,85) 2. Altere o divisor do resistor de tensão de saída (altere R2 (10K) para 22K).3. Altere o zener de proteção de saída (D3) para 5,6 volts 1 watt (mouser # 78-1N4734A, $ 0,07). Um zener de 5,1 volts seria mais exato, mas os zeners têm erros como resistores. Se tentarmos atingir um alvo de 5 volts e nosso zener de 5,1 volts tiver 10% de erro no lado inferior, todos os nossos esforços serão consumidos no zener.4. Mude a bobina do indutor (L1) para 220uH, 0,49 ampères (mouser # 580 -22R224C, $ 0,59). Insira novas constantes de calibração, de acordo com a seção de calibração: Defina V_out para 5 volts. Etapa 8 e 9: L_Ipico = 220 * 0,49 = 107,8 = 107 (arredondar para o próximo inteiro mais baixo, se necessário).5. Modifique o ponto de ajuste de saída, recalcule a Tabela 4 e a Tabela 5 na planilha. Tabela 4 - insira 5 volts como saída e substitua o resistor de 10K por 22K (conforme etapa 2). Descobrimos que na saída de 5 volts, com uma rede divisória de 100 K / 22 K, a realimentação (E1) será de 0,9 volts. Em seguida, faça qualquer alteração na referência de tensão na Tabela 5 e encontre o ponto de ajuste do ADC. Com uma referência de 2,5 volts (MCP1525), o ponto de ajuste é 369,6. Constantes de amostra para a versão USB: const v_out as byte = 5 'tensão de saída para determinar o tempo desligado, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref como float = 2,5' 2,5 para MCP1525, 1,72 para meu estabistor, ~ 2.7 para um zener.const supply_ratio as float = 5,54 'multiplicador de taxa de alimentação, calibre para melhor precisãoconst osc_freq as float = 4' oscilator freqüênciaconst L_Ipeak as float = 107 'bobina uH * bobina amps contínua (220 * 0,49 = 107, arredondado para baixo) const fb_value as word = 369 'ponto de ajuste da tensão de saída Firmware e PCB para a versão USB estão incluídos no arquivo do projeto. Apenas a versão de referência de tensão do MCP foi convertida para USB.