Skifttilstand fjerner IPOD -oplader ved hjælp af 3 'AA' batterier: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Målet med dette projekt var at bygge en effektiv Altoids tin iPod (firewire) oplader, der kører på 3 (genopladelige) 'AA' batterier. Dette projekt startede som et samarbejde med Sky om design og konstruktion af printkort, og jeg om kredsløb og firmware. Som det er, fungerer dette design ikke. Det præsenteres her i ånden "begrebet et derivatprojekt" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- et projekt, der bruger et andet projekt som et skridt sten til yderligere forfining, forbedring eller anvendelse på et helt andet problem. Fællesskabet af DIYere, som vi alle er en del af, kan virkelig gøre nogle fantastiske ting, der arbejder sammen som et fællesskab. Innovation sker sjældent i et vakuum. Det indlysende næste trin er at lade samfundet hjælpe med at forfine og udvikle ideer, der endnu ikke er klar til at blive færdige projekter. " Vi indsender dette nu, så andre iPod -entusiaster kunne afhente, hvor vi slap. Der er (mindst) to grunde til, at denne oplader _ virker ikke_: 1. Transistoren lader ikke nok strøm flyde til fuldt opladning af induktoren. Den anden mulighed er en FET, men en FET har brug for mindst 5 volt for at tænde helt. Dette diskuteres i SMPS -afsnittet. Induktoren er simpelthen ikke stor nok. Opladeren producerer ikke nær nok strøm til iPod. Vi havde ikke en nøjagtig måde at måle iPod -ladestrømmen (gemme at skære det originale ladekabel fra hinanden), før vores dele ankom fra Mouser. De anbefalede induktorer er ikke i nærheden af store nok til dette projekt. En passende substitution kan være spolen Nick de Smith bruger på sin MAX1771 SMPS. Det er en 2 eller 3 amp spole fra digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Denne enhed kan levere en lille mængde strøm til en USB- eller firewire -enhed, men ikke nok at oplade en (3G) iPod. Det VIL, men ikke oplade, en totalt død 3G iPod.

Trin 1: Skifttilstand fjerner IPOD -oplader ved hjælp af 3 'AA' batterier

Målet med dette projekt var at bygge en effektiv Altoids tin iPod (firewire) oplader, der kører på 3 (genopladelige) 'AA' batterier. Firewire leverer 30 volt ureguleret. En iPod kan bruge 8-30 volt DC. For at få dette fra 3 AA -batterier har vi brug for en spændingsforstærker. I denne instruks bruges en switch mode strømforsyning baseret på en mikrokontroller. Standard ansvarsfraskrivelser gælder. Højspænding ….dødeligt … osv. Tænk over, hvor meget din iPod er værd for dig, før du slutter den til denne lille bedøvelsespistol i en dåse. For alle matematiske og beskidte detaljer om SMPS, læs nixie tube boost -omformeren instruerbar: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS Læs videre for at se, hvordan nixie -rørets SMPS -design blev tilpasset til at være en iPod -oplader….

Et ton tidligere arbejde inspirerede dette projekt. En af de første gør -det -selv -opladere brugte en kombination af 9 volt og AA -batterier til at oplade en iPod via firewire -porten (fungerer for alle iPods, obligatorisk for 3G iPods): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Dette design har problemet med ujævn afladning blandt batterierne. En opdateret version brugte kun 9 volt batterier: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3Designet nedenfor viste sig på Make og Hackaday, mens denne instruktive blev skrevet. Det er et enkelt design til en 5 volt USB -oplader (denne type oplader ikke tidligere iPods, f.eks. 3G). Det bruger et 9 volt batteri med en 7805 5 volt regulator. Der leveres en stabil 5 volt, men de ekstra 4 volt fra batteriet brændes af som varme i regulatoren. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSAlle disse designs har ét element til fælles: 9 volt batterier. Jeg synes, at 9 volt er pinlige og dyre. Mens jeg undersøgte dette instruerbare, bemærkede jeg, at en 'Energizer' NiMH 9 volt kun er klassificeret 150 mAh. 'Duracell' laver ikke genopladelige 9 volt. En 'Duracell' eller 'Energizer' NiMH 'AA' har en sund 2300 mAh effekt eller mere (op til 2700 mAh ratings på nyere genopladelige). I en knivspids er der disponible alkaline AA -batterier overalt til en rimelig pris. Brug af 3 'AA' batterier giver os 2700mAh ved ~ 4 volt sammenlignet med 150mAh ved 9 eller 18 (2x9 volt) volt. Med denne megen effekt kan vi leve med skiftetab og ekstra energi spist op af SMPS -mikrokontrolleren.

Trin 2: SMPS

Illustrationen herunder er uddraget fra TB053 (en flot applikationsnotat fra Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Det skitserer det grundlæggende princip bag SMPS. En mikrokontroller begrunder en FET (Q1), så en ladning kan indbygges i induktor L1. Når FET er slukket, strømmer ladningen gennem diode D1 til kondensator C1. Vvfb er en spændingsdeler -feedback, der gør det muligt for mikrokontrolleren at overvåge højspændingen og aktivere FET efter behov for at opretholde den ønskede spænding. Vi vil have mellem 8 og 30 volt til at oplade en iPod via firewire -porten. Lad os designe denne SMPS til 12 volt udgang. Dette er ikke en umiddelbart dødelig spænding, men godt inden for firewires spændingsområde. Mikrokontroller Der er flere enkeltchip -løsninger, der kan øge spændingen fra et par batterier til 12 (eller flere) volt. Dette projekt er IKKE baseret på en af disse. I stedet vil vi bruge en programmerbar mikrokontroller fra Microchip, PIC 12F683. Dette lader os designe SMPS med junk-box dele og holder os tæt på hardwaren. En enkelt chip-løsning ville sløre det meste af driften af SMPS og fremme lås af leverandører. Den 8 -pins PIC 12F682 blev valgt på grund af sin lille størrelse og pris (mindre end $ 1). Enhver mikrokontroller kan bruges (PIC/AVR), der har en hardware -pulsbreddemodulator (PWM), to analoge digitale omformere (ADC) og en spændingsreferencemulighed (intern eller ekstern Vref). Jeg elsker den 8 -pins 12F683 og bruger den til alt. Lejlighedsvis har jeg brugt det som en præcis 8 Mhz ekstern urkilde til ældre PIC'er. Jeg ville ønske, at Microchip ville sende mig et helt rør af dem. Spændingsreference Enheden er batteridrevet. Batteriopladning og temperaturændring vil resultere i spændingsdrift. For at PIC'en opretholder en indstillet udgangsspænding (12 volt) er en stabil spændingsreference nødvendig. Dette skal være en meget lavspændingsreference, så den er effektiv over outputområdet fra 3 AA -batterier. En 2,7 volt zenerdiode var oprindeligt planlagt, men den lokale elektronikbutik havde en 2 volt "stabistor" -diode. Den blev brugt på samme måde som en zener -reference, men indsat "baglæns" (faktisk fremad). Stabistoren ser ud til at være ret sjælden (og dyr, ~ 0,75 euro cent), så vi lavede en anden version med en 2,5 volt reference fra mikrochip (MCP1525). Hvis du ikke har adgang til stabistor eller Microchip (eller anden TO-92) reference, kan der bruges en 2,7 volt zener. Spændingsfeedback Der er to spændingsfeedback kredsløb, der er forbundet til ADC ben på PIC. Den første tillader PIC at registrere udgangsspænding. PIC pulserer transistoren som reaktion på disse målinger og opretholder en ønsket numerisk aflæsning på ADC (jeg kalder dette 'set-point'). PIC måler batterispænding gennem den anden (jeg vil kalde denne forsyningsspænding eller Vsupply). Optimal induktor til tiden afhænger af forsyningsspændingen. PIC-firmwaren læser ADC-værdien og beregner den optimale on-time for transistoren og induktoren (værdierne for periode/driftscyklus for PWM). Det er muligt at indtaste nøjagtige værdier i din PIC, men hvis strømforsyningen ændres, er værdierne ikke længere optimale. Når batterierne kører, vil spændingen falde, når batterierne aflades, hvilket kræver en længere tid. Min løsning var at lade PIC beregne alt dette og angive sine egne værdier. Begge skillevægge var designet, så spændingsområdet ligger godt under 2,5 volt -referencen. Forsyningsspændingen divideres med en 100K og 22K modstand, hvilket giver 0,81 ved 4,5 volt (friske batterier) til 0,54 ved 3 volt (døde batterier). Output/højspændingen er delt gennem 100K og 10K modstande (22K til USB -udgang). Vi fjernede trimmermodstanden, der blev brugt i nixie SMPS. Dette gør den indledende justering lidt plettet, men eliminerer en stor komponent. Ved 12 volt udgang er feedbacken cirka 1 volt. FET/SwitchFET'er er standard 'switch' i SMPS'er. FET'er skifter mest effektivt ved spændinger højere end den, der leveres af 3 AA -batterier. En Darlington -transistor blev i stedet brugt, fordi det er en strømskiftet enhed. TIP121 har en forstærkning på mindst 1000 ¢  €  “enhver lignende transistor kan sandsynligvis bruges. En simpel diode (1N4148) og modstand (1K) beskytter PIC PWM -stiften mod enhver vildspænding, der kommer fra transistorbasen. Induktor Coil Jeg er ret glad for C&D effektinduktorer, der findes på Mouser. De er små og snavs billige. Til USB -versionen af opladeren blev der brugt en 220uH induktor (22R224C). Firewire -versionen bruger en 680 uH induktor (22R684C). Disse værdier blev valgt gennem eksperimentering. Teoretisk set bør enhver værdiinduktor fungere, hvis PIC -firmwaren er konfigureret korrekt. I virkeligheden summede spolen dog med værdier mindre end 680uH i firewire -versionen. Dette er sandsynligvis relateret til brugen af en transistor, i stedet for en FET, som switch. Jeg ville sætte stor pris på enhver ekspertrådgivning på dette område. Rectifier DiodeEn billig super/ultrahurtig 100 volt 1 amp ensretter fra Mouser (se deleliste) blev brugt. Andre lavspændingsrettere kan bruges. Sørg for, at din diode har en lav fremspænding og hurtig genopretning (30ns ser ud til at fungere godt). Den rigtige Schottky burde fungere godt, men pas på varme, ringen og EMI. Joe på switchmode -mailinglisten foreslog: (websted: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Jeg tror, da Schottkys er hurtigere og har en høj krydskapacitans, som du sagde, kunne du få lidt mere ringetoner og EMI. Men det ville være mere effektivt. Hmm, mon ikke du brugte en 1N5820, kunne 20v -sammenbruddet erstatte din Zener -diode, hvis du har brug for lav strøm til din Ipod. "Input/Output -kondensatorer og ProtectionA 100uf/25v elektrolytisk input kondensator gemmer energi til induktoren. En 47uf/63v elektrolytisk og 0.1uf/50V metalfilmkondensator udjævner udgangsspændingen. En 1 watt 5,1 volt zener er placeret mellem indgangsspændingen og jorden. Ved normal brug bør 3 AA'er aldrig levere 5,1 volt. Hvis brugeren formår at overdrive kortet, spænder zeneren forsyningen til 5,1 volt. Dette vil beskytte PIC'en mod skader à ¢  €  "indtil zener brænder ud. En modstand kunne erstatte jumperwiren for at lave en ægte zener -spændingsregulator, men ville være mindre effektiv (se afsnittet printkort) For at beskytte iPod'en blev der tilføjet en 24 volt 1 watt zener -diode mellem output og jord. Ved normal brug bør denne diode ikke gøre noget. Hvis noget går frygteligt galt (udgangsspændingen stiger til 24), skal denne diode spænde forsyningen ved 24 volt (langt under firewire maks. 30 volt). Induktoren, der bruges, yder maks. ~ 0,8 watt ved 20 volt, så en 1 watt zener bør aflede enhver overskydende spænding uden at brænde ud.

Trin 3: PCB

BEMÆRK der er to PCB -versioner, en til en zener/stabistor spændingsreference og en til en MCP1525 spændingsreference. MCP -versionen er den "foretrukne" version, der vil blive opdateret i fremtiden. Der blev kun lavet en USB -version ved hjælp af MCP vref. Dette var et svært printkort at designe. Der er begrænset plads tilbage i vores blik efter mængden af 3 AA -batterier er fratrukket. Den anvendte dåse er ikke en ægte altoidblik, det er en gratis æske med mynter, der promoverer et websted. Det skal være omtrent samme størrelse som en altoidblik. Der var ingen Altoids -dåser at finde i Holland. En plastbatteriholder fra den lokale elektronikbutik blev brugt til at rumme de 3 AA -batterier. Ledninger blev loddet direkte til clipsene på den. Der leveres strøm til printkortet gennem de to jumperhuller, hvilket gør batteriplaceringen fleksibel. En bedre løsning kan være en slags flotte PCB -monterede batteriklemmer. Jeg har ikke fundet disse. LED'en er bøjet i 90 grader for at gå ud af et hul i blikket. TIP121 er også bøjet ved 90 grader, men ikke sat fladt !!! ** En diode og to modstande køres under transistoren for at spare plads. På billedet kan du se, at transistoren er bøjet, men loddet sådan, at den flyder en centimeter over komponenterne. For at undgå utilsigtede shorts skal du dække dette område med varm lim eller en hunk af det gummiagtige klæbemiddel. MCP1525 -spændingsreferencen er placeret under TIP121 i MCP -versionen af printkortet. Det gør et meget effektivt afstandsstykke. 3 komponenter blev sat på bagsiden: afkoblingshætten til PIC og de to store zenere (24 volt og 5,1 volt). Der kræves kun en jumperledning (2 til MCP-versionen). Medmindre du vil køre enheden kontinuerligt, skal du sætte en lille kontakt på linje med ledningen fra batteristrømmen til printkortet. En switch blev ikke monteret på printkortet for at spare plads og holde placeringen fleksibel. ** Eagle har en routingsbegrænsning på pakken til-220, der afbryder jordplanet. Jeg brugte bibliotekseditoren til at fjerne b-restrict og andre lag fra TIP121-fodaftrykket. Du kan også tilføje en jumper wire til at løse dette problem, hvis du ligesom jeg hader redaktionen af ørnebiblioteket. Induktorspole og modificeret til-220 fodaftryk findes i Eagle-biblioteket, der er inkluderet i projektarkivet. Deleliste (Mouser-varenummer leveres til nogle dele, andre kom ud af junk-boksen): Delværdi (spændingsværdier er minimum, større er okay) 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 -eller- othersD2 1N4148 lille 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 pin dip socket (stik valgfri/anbefalet, ~ $ 1,00 i alt) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp induktionsspole (mouser # 580-22R684C, $ 0,59) L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp induktionsspole (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 modstand (R3) (zener reference version PCB) -eller- 2 volt stabistor med 10K modstand (R3) (zener reference version PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6-pins ret vinkel, vandret stik til PCB-montering: Kobiconn (mouser #154-FWR20, $ 1,85) -eller- EDAC (mouser #587-693-006-620-003, $ 0,93)

Trin 4: FIRMWARE

FIRMWARE Fuldstændige detaljer om SMPS -firmwaren er beskrevet i nixie SMPS -instruktionen. For alle de matematiske og beskidte detaljer om SMPS, læs min nixie tube boost converter instruerbar: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmwaren er skrevet i MikroBasic, kompilatoren er gratis til programmer op til 2K (https://www.mikroe.com/). Hvis du har brug for en PIC -programmør, skal du overveje mit forbedrede JDM2 -programmeringsbord, der også er lagt på instruktører (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Basic firmware -drift: 1. Når strømmen tilsluttes starter PIC.2. PIC forsinkelser i 1 sekund for at lade spændinger stabilisere.3. PIC læser forsyningsspændingsfeedback og beregner optimale driftscyklus- og periodeværdier.4. PIC logger ADC -læsning, driftscyklus og periodeværdier til EEPROM. Dette tillader nogle fejlfinding og hjælper med at diagnosticere katastrofale fejl. EEPROM -adresse 0 er skrivemarkøren. En 4 byte log gemmes hver gang SMPS startes (gen). De første 2 bytes er ADC høj/lav, tredje byte er lavere 8 bit af driftscyklusværdi, fjerde byte er periodeværdien. I alt 50 kalibreringer (200 bytes) logges, før skrivemarkøren ruller og starter igen ved EEPROM-adresse 1. Den seneste log vil være placeret på pointer-4. Disse kan læses ud af chippen ved hjælp af en PIC -programmør. De øvre 55 bytes står tilbage til fremtidige forbedringer. 5. PIC går ind i endeløs sløjfe - højspændingsfeedback -værdi måles. Hvis den er under den ønskede værdi, indlæses PWM -driftscyklusregistrene med den beregnede værdi - BEMÆRK: de to nederste bits er vigtige og skal indlæses i CPP1CON, de øverste 8 bit går ind i CRP1L. Hvis tilbagemeldingen er over den ønskede værdi, indlæser PIC'en driftscyklusregistrene med 0. Dette er et "pulsspring" -system. Jeg besluttede mig for pulsspring af to grunde: 1) ved så høje frekvenser er der ikke meget pligtbredde at lege med (0-107 i vores eksempel, meget mindre ved højere forsyningsspændinger), og 2) frekvensmodulation er mulig, og giver meget mere plads til justering (35-255 i vores eksempel), men KUN Pligt er dobbeltbufferet i hardware. Ændring af frekvensen, mens PWM fungerer, kan have 'mærkelige' effekter. Ændringer: Firmwaren får et par opdateringer fra nixie tube SMPS -versionen. 1. Pinneforbindelserne ændres. Én LED elimineres, der bruges en enkelt LED -indikator. Pin out er vist på billedet. Beskrivelser i rødt er standard PIC -pin -tildelinger, der ikke kan ændres. 2. Den analoge digitale konverter refereres nu til en ekstern spænding på pin 6, frem for forsyningsspændingen.3 Når batterierne tømmes, ændres forsyningsspændingen. Den nye firmware foretager en måling af forsyningsspænding hvert par minutter og opdaterer indstillingerne for pulsbreddemodulatoren. Denne "omkalibrering" holder induktoren i drift effektivt, når batterierne aflades.4. Intern oscillator indstillet til 4 MHz, en sikker driftshastighed til ca. 2,5 volt. 5. Logning, så der ikke skal indstilles noget i EEPROM for at starte i position 1 på en frisk PIC. Lettere at forstå for begyndere.6. Induktorudladningstid (off-time) beregnes nu i firmware. Den tidligere multiplikator (en tredjedel til tiden) er utilstrækkelig til så små boosts. Den eneste måde at opretholde effektiviteten under hele batteriopladningen var at forlænge firmwaren for at beregne den sande slukketid. Ændringerne er eksperimentelle, men er siden blevet indarbejdet i den endelige firmware. Fra TB053 finder vi off-time ligningen: 0 = ((volts_in-volt_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 konstant i firmwaren (se afsnittet firmware). Volts_in er allerede beregnet til at bestemme induktoren til tiden. Volts_out er en kendt konstant (5/USB eller 12/Firewire). Dette bør fungere for alle positive værdier for V_out-V_in. Hvis du får negative værdier, har du større problemer! Alle ligninger er beregnet i det hjælpeark, der fulgte med NIXIE smps instruerbar. Følgende linje blev tilføjet til konstantesektionen af firmwaren beskrevet i KALIBRERINGstrinnet: const v_out som byte = 5 'udgangsspænding for at bestemme slukketid

Trin 5: KALIBRERING

Flere kalibreringstrin hjælper dig med at få mest muligt ud af opladeren. Dine målte værdier kan erstatte mine værdier og kompileres til firmwaren. Disse trin er valgfri (undtagen spændingsreference), men hjælper dig med at få mest muligt ud af din strømforsyning. Ipod-opladerens regneark hjælper dig med at udføre kalibreringerne. Const v_out som byte = 12 'udgangsspænding for at 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 som float = 5.54 'forsyningsforholdsmultiplikator, kalibrer for bedre nøjagtighedconc osc_freq as float = 4' oscillatorfrekvenskonst L_Ipeak som float = 170 'spole uH * spole ampere kontinuerlig (680 * 0.25 = 170, rund ned) const fb_værdi som word = 447 'sætpunkt for udgangsspænding Disse værdier findes øverst i firmwarekoden. Find værdierne og indstil som følger: V_outDette er den udgangsspænding, vi ønsker at opnå. Denne variabel ændrer IKKE udgangsspændingen alene. Denne værdi bruges til at bestemme den tid, induktoren kræver for fuldstændig afladning. Det er en forbedring til USB -firmwaren, der blev portet til firewire -versionen. Indtast 12, det er vores firewire -målspænding (eller 5 for USB). Se firmwaren: ændringer: trin 6 for at få komplette oplysninger om denne tilføjelse. v_ref Dette er ADC's spændingsreference. Dette er nødvendigt for at bestemme den faktiske forsyningsspænding og beregne induktorspolens ladetid. Indtast 2,5 for MCP1525, eller mål den nøjagtige spænding. For en zener- eller stabistorreference måles den nøjagtige spænding: 1. UDEN PIC INSERTED - Tilslut en ledning fra jord (stik PIN8) til socket pin 5. Dette forhindrer induktoren og transistoren i at varme op, mens strømmen er tændt, men PIC er ikke isat. 2. Indsæt batterier/tænd for strøm. Brug et multimeter til at måle spændingen mellem PIC -spændingsreferencestift (stik PIN6) og jord (stikkontakt 8). Min nøjagtige værdi var 1,7 volt for stabistoren og 2,5 volt for MSP1525. 4. Indtast denne værdi som v_ref -konstanten i firmwaren. Supply_ratio Forsyningsspændingsdeleren består af en 100K og 22K modstand. Teoretisk set skal tilbagemeldingen svare til forsyningsspændingen divideret med 5,58 (se tabel 1. Beregninger af netværksfeedback -netværksberegninger). I praksis har modstande forskellige tolerancer og er ikke nøjagtige værdier. For at finde det nøjagtige feedbackforhold: 4. Mål forsyningsspændingen (forsyning V) mellem stikkontakt 1 og jord (stikdåse 8) eller mellem batteripolerne. 5 Mål forsyningsfeedback -spændingen (SFB V) mellem stikkontakt 3 og jordet (stikkontakt 8).6 Opdel Supply V med SFB V for at få et nøjagtigt forhold. Du kan også bruge "Tabel 2. Tilbagekaldskalibrering af forsyningsspænding".7. Indtast denne værdi som forsyning_FB -konstanten i firmwaren.osc_freq Simpelthen oscillatorfrekvensen. Den 12F683 interne 8Mhz oscillator er divideret med 2, en sikker driftshastighed til omkring 2,5 volt. 8. Indtast en værdi på 4. L_Ipeak Multiplicer induktorspolen uH med de maksimale kontinuerlige ampere for at få denne værdi. I eksemplet er 22r684C en 680uH spole med en rating på 0,25 ampere kontinuerligt. 680*0,25 = 170 (runde til lavere heltal, hvis det er nødvendigt). Multiplicering af værdien her eliminerer en variabel på 32 bit floating point og beregning, der ellers skulle udføres på PIC. Denne værdi beregnes i "Tabel 3: Spoleberegninger".9. Multiplicer induktorspolen uH med de maksimale kontinuerlige ampere: 680uH spole med en rating på 0,25 ampere kontinuerlig = 170 (brug det laveste helt tal - 170).10. Indtast denne værdi som L_Ipeak -konstanten i firmwaren. Fb_værdi Dette er den faktiske heltalværdi, PIC'en vil bruge til at afgøre, om højspændingsudgangen er over eller under det ønskede niveau. Vi skal beregne dette, fordi vi ikke har en trimmermodstand til finjustering. 11. Brug tabel 4 til at bestemme forholdet mellem output og feedback spænding. (11.0) 12. Indtast derefter dette forhold og din nøjagtige spændingsreference i "Tabel 5. ADC -indstillingsværdi for højspændingsfeedback" for at bestemme fb_værdien. (447 med en 2,5 volt reference). 13. Test udgangsspændingen, når du har programmeret PIC. Du skal muligvis foretage mindre justeringer af feedbackværdien og kompilere firmwaren igen, indtil du får nøjagtigt 12 volt output. På grund af denne kalibrering bør transistoren og induktoren aldrig blive varme. Du skal heller ikke høre en ringelyd fra induktionsspolen. Begge disse betingelser angiver en kalibreringsfejl. Tjek dataloggen i EEPROM for at finde ud af, hvor dit problem kan være.

Trin 6: TESTNING

Der er en firmware til en PIC 16F737 og en lille VB -applikation, der kan bruges til at logge spændingsmålinger i løbet af batteriernes levetid. 16F737 skal sluttes til en pc -seriel port med en MAX203. Hvert 60 sekund kan forsyningsspænding, udgangsspænding og referencespænding logges til pc'en. Der kan laves en flot graf, der viser hver spænding gennem opladningstiden. Dette blev aldrig brugt, fordi opladeren aldrig var funktionel. Alt er verificeret til at fungere. Testfirmwaren og et lille visuelt grundlæggende program til at logge output, er inkluderet i projektarkivet. Jeg overlader ledningerne til dig.

Trin 7: VARIATIONER: USB

En USB -version er mulig med et par ændringer. USB -opladning er ikke en mulighed for den 3G -iPod, der er tilgængelig til test. USB leverer 5,25-4,75 volt, vores mål er 5 volt. Her er de ændringer, der skal foretages: 1. Skift i et USB 'A' -stik (mouser #571-7876161, $ 0,85) 2. Skift udgangsspændingsmodstandsdeleren (skift R2 (10K) til 22K).3. Skift udgangsbeskyttelseszener (D3) til 5,6 volt 1 watt (mouser #78-1N4734A, $ 0,07). En 5,1 volt zener ville være mere præcis, men zenere har fejl som modstande. Hvis vi forsøger at ramme et 5 volt mål, og vores 5,1 volt zener har 10% fejl på den lave side, vil alle vores bestræbelser brænde op i zener.4. Skifte induktorspole (L1) til 220uH, 0.49amp (mouser # 580 -22R224C, $ 0,59). Indtast nye kalibreringskonstanter i henhold til kalibreringsafsnittet: Indstil V_out til 5 volt. Trin 8 & 9: L_Ipeak = 220*0,49 = 107,8 = 107 (runde til næste laveste heltal, hvis det kræves).5 Rediger output -setpunktet, genberegn tabel 4 og tabel 5 i regnearket. Tabel 4 - indtast 5 volt som output og udskift 10K modstanden med 22K (som i trin 2). Vi finder, at ved 5 volt output, med et 100K/22K divideringsnetværk, vil feedback (E1) være 0,9 volt. Foretag derefter enhver ændring af spændingsreferencen i tabel 5, og find ADC -setpunktet. Med en 2,5 volt reference (MCP1525) er setpunktet 369,6. Eksempelkonstanter for USB-version: const v_out som byte = 5 'udgangsspænding for at 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 nøjagtig nøjagtighed osc_freq som float = 4' oscillatorfrekvenskonstant L_Ipeak som float = 107 'spole uH * coil ampere kontinuerlig (220 * 0.49 = 107, rund ned) const fb_value as word = 369 'setpoint for udgangsspænding Firmware og printkort til USB -versionen er inkluderet i projektarkivet. Kun MCP -spændingsreferenceversionen blev konverteret til USB.