מצב מתג מתעלם ממטען ה- IPOD באמצעות 3 סוללות 'AA': 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

מטרתו של פרויקט זה הייתה לבנות מטען יעיל של פטיפון מסוג Altoids (iPod) (Firewire) הפועל על 3 סוללות 'נטענות' מסוג AA. פרויקט זה התחיל כמאמץ שיתופי עם Sky בנושא עיצוב ובניית PCB, ואני במעגל וקושחה. כפי שהוא, עיצוב זה לא יעבוד. הוא מוצג כאן ברוח "הרעיון של פרויקט נגזר" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- פרויקט שמשתמש בפרויקט אחר כצעד אבן לעידון, שיפור או יישום לבעיה אחרת לגמרי. קהילת בעלי העשייה שכולנו חלק ממנה יכולה באמת לעשות דברים מדהימים בעבודה משותפת כקהילה. חדשנות רק לעתים רחוקות מתרחשת בחלל ריק. השלב הבא הברור מאליו הוא לתת לקהילה לעזור לחדד ולפתח רעיונות שטרם מוכנים לסיים פרויקטים ". אנו שולחים זאת כעת על מנת שחובבי iPod אחרים יוכלו לאסוף היכן שהפסקנו. יש (לפחות) שתי סיבות לכך שהמטען _לא עובד_: 1. הטרנזיסטור אינו נותן מספיק זרם לטעינה מלאה של המשרן. האפשרות השנייה היא FET, אך FET זקוק למינימום של 5 וולט כדי להפעיל אותו באופן מלא. זה נדון בסעיף SMPS.2. המשרן פשוט לא מספיק גדול. המטען אינו מייצר מספיק זרם לאייפוד. לא הייתה לנו דרך מדויקת למדוד את זרם הטעינה של ה- iPod (שמור על ניתוק כבל הטעינה המקורי) עד שהחלקים שלנו הגיעו ממוזר. המשרנים המומלצים אינם מספיק גדולים לפרויקט זה. תחליף מתאים עשוי להיות הסליל שניק דה סמית משתמש בו ב- MAX1771 SMPS שלו. סליל 2 או 3 אמפר של digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) התקן זה יכול לספק כמות קטנה של כוח למכשיר USB או Firewire, אך לא מספיק כדי לטעון iPod (3G). זה יפעיל, אבל לא נטען, iPod 3G לגמרי מת.

שלב 1: מצב מתג מתעלם ממטען IPOD באמצעות 3 סוללות 'AA'

מטרתו של פרויקט זה הייתה לבנות מטען יעיל של פטיפון מסוג Altoids (iPod) (Firewire) הפועל על 3 סוללות 'נטענות' מסוג AA. Firewire מספקת 30 וולט ללא פיקוח. IPod יכול להשתמש 8-30 וולט DC. כדי לקבל זאת מ -3 סוללות AA אנו צריכים מגבר מתח. במדריך זה נעשה שימוש באספקת כוח מתג המבוססת על מיקרו -בקר. חלות כתב ויתור סטנדרטי. מתח גבוה….מוות… וכו’. תחשוב כמה ה- iPod שלך שווה לך לפני שאתה מחבר אותו לאקדח הלם הקטן הזה בפחית. לכל הפרטים המתמטיים והמלוכלכים של SMPS, קרא את ממיר הגברת הצינורות של nixie להוראה: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS המשך לקרוא כדי לראות כיצד עיצוב SMPS הצינור של nixie הותאם להיות מטען אייפוד….

המון עבודות קודמות עוררו השראה לפרויקט הזה. אחד ממטעני ה- DIY הראשונים השתמש בשילוב של 9 וולט וסוללות AA כדי לטעון אייפוד דרך יציאת firewire (עובד עבור כל האייפוד, חובה עבור מכשירי 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2 בעיצוב זה יש בעיה של פריקה לא אחידה בין הסוללות. בגרסה מעודכנת השתמשו רק בסוללות 9 וולט: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 העיצוב שלהלן הופיע ב- Make ו- Hackaday בזמן שהוראה זו נכתבה. זהו עיצוב פשוט עבור מטען USB של 5 וולט (סוג זה לא יטען אייפוד מוקדם יותר, כגון 3G). הוא משתמש בסוללה של 9 וולט עם וסת 7805 5 וולט. מסופק 5 וולט יציב, אך 4 וולט הנוספים מהסוללה נשרפים כחום בווסת. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPS לכל העיצובים הללו יש פריט אחד במשותף: סוללות 9 וולט. אני חושב ש -9 וולטרים זבליים ויקרים. בזמן שחקרתי את ההוראה הזו ציינתי כי NiMH 9 וולט 'אנרג'ייזר' מדורג רק 150 מיליאמפר / שעה. 'Duracell' אינו מייצר 9 וולטים נטעניים. ל- 'Duracell' או 'Energizer' NiMH 'AA' יש הספק בריא של 2300 מיליאמפר / שעה או יותר (דירוג של עד 2700 מיליאמפר / שעה על הטענות חדשות יותר). בקמצוץ, ניתן להשיג בכל מקום סוללות AA אלקליין חד פעמיות במחיר סביר. שימוש ב -3 סוללות 'AA' מספק לנו 2700mAh ב ~ 4 וולט, לעומת 150mAh ב 9 או 18 (2x9 וולט) וולט. עם כוח רב זה אנו יכולים לחיות עם הפסדי מיתוג ואנרגיה נוספת שנאכלת על ידי המיקרו -בקר SMPS.

שלב 2: SMPS

האיור שלהלן מופיע מתוך TB053 (הערת יישום יפה מ- Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). הוא מתאר את העיקרון הבסיסי מאחורי ה- SMPS. מיקרו -בקר מבסס FET (Q1), ומאפשר לבנות מטען במשרן L1. כאשר ה- FET כבוי, המטען זורם דרך דיודה D1 לקבל C1. Vvfb הוא משוב מחלק מתח המאפשר לבקר המיקרו לעקוב אחר המתח הגבוה ולהפעיל את ה- FET לפי הצורך כדי לשמור על המתח הרצוי. אנו רוצים שבין 8 ל -30 וולט יטענו אייפוד דרך יציאת firewire. מאפשר לעצב את ה- SMPS הזה בעוצמה של 12 וולט. זהו אינו מתח קטלני באופן מיידי, אלא היטב בטווח המתח של firewire. ישנם מספר פתרונות שבב יחיד שיכולים להגביר את המתח מכמה סוללות ל -12 (או יותר) וולט. פרויקט זה אינו מבוסס על אחד מאלה. במקום זאת, נשתמש במיקרו -בקר הניתן לתכנות מ- Microchip, ה- PIC 12F683. זה מאפשר לנו לעצב את ה- SMPS עם חלקי קופסת זבל, ושומר אותנו קרובים לחומרה. פתרון שבב יחיד יעיב על רוב פעולות ה- SMPS ויקדם נעילת ספקים. PIC 12F682 8 פינים נבחר בשל גודלו הקטן ועלותו (פחות מ -1 $). ניתן להשתמש בכל מיקרו -בקר (PIC/AVR) הכולל אפנן רוחב דופק חומרה (PWM), שני ממירים דיגיטליים אנלוגיים (ADC) ואפשרות הפניה למתח (פנימי או חיצוני Vref). אני אוהב את 12 פינים 8 פינים ומשתמש בה לכל דבר. מדי פעם השתמשתי בו כמקור שעון חיצוני של 8 מגה -הרץ עבור תמונות ישנות יותר. הלוואי ש- Microchip ישלח לי צינור שלם מהם. הפניה למתח המכשיר מופעל באמצעות סוללה. פריקת סוללה ושינוי טמפרטורה יגרמו להיסחפות מתח. על מנת שה- PIC ישמור על מתח יציאה מוגדר (12 וולט) יש צורך בהתייחסות למתח יציב. זה צריך להיות הפניה למתח נמוך מאוד כך שהוא יעיל בטווח הפלט מ -3 סוללות AA. במקור תוכננה דיודת זנר של 2.7 וולט, אך בחנות האלקטרוניקה המקומית הייתה דיודה "סטביסטור" של 2 וולט. הוא שימש אותו כמו הפניה לזנר, אך הוכנס "לאחור" (למעשה קדימה). נראה שהסטביסטור די נדיר (ויקר, ~ 0.75 אירו סנט), ולכן יצרנו גרסה שנייה עם הפניה של 2.5 וולט משבב (MCP1525). אם אין לך גישה לסטביסטור או למיקרו-שבב (או TO-92 אחר), ניתן להשתמש בזנר 2.7 וולט. משוב על המתח ישנם שני מעגלי משוב מתח המתחברים לסיכות ADC ב- PIC. הראשון מאפשר ל- PIC לחוש מתח יציאה. ה- PIC מקפיץ את הטרנזיסטור בתגובה למדידות אלה, ושומר על קריאה מספרית רצויה ב- ADC (אני קורא לזה 'נקודת ההגדרה'). ה- PIC מודד את מתח הסוללה דרך השני (אני אקרא למתח האספקה הזה או Vs Supply). משרן אופטימלי בזמן תלוי במתח האספקה. קושחת ה- PIC קוראת את ערך ה- ADC ומחשבת את הזמן האופטימלי לזמן הטרנזיסטור והמשרן (ערכי מחזור התקופה/חובה של ה- PWM). אפשר להזין ערכים מדויקים לתוך ה- PIC שלך, אך אם תשנה את ספק הכוח הערכים אינם אופטימליים יותר. בזמן ריצה מהסוללות, המתח יירד עם פריקת הסוללות, מה שמצריך זמן ארוך יותר. הפתרון שלי היה לתת ל- PIC לחשב את כל זה ולקבוע ערכים משלו. שתי המחיצות תוכננו כך שטווח המתחים נמצא מתחת לפנייה של 2.5 וולט. מתח האספקה מחולק בנגד 100K ו- 22K, ונותן 0.81 ב -4.5 וולט (סוללות טריות) ל- 0.54 ב -3 וולט (סוללות מתות). הפלט/מתח גבוה מתחלק בנגדים של 100K ו- 10K (22K ליציאת USB). חיסלנו את נגד הגוזם המשמש ב- SMPS של nixie. זה הופך את ההתאמה הראשונית למעט נקודתית, אך מבטלת רכיב גדול. בעוצמה של 12 וולט המשוב הוא בערך 1 וולט. FETs/SwitchFETs הם ה'מתג 'הסטנדרטי ב- SMPS. FETs עוברים ביעילות רבה יותר במתח גבוה מזה המסופק על ידי 3 סוללות AA. במקום זאת נעשה שימוש בטרנזיסטור של דרלינגטון מכיוון שהוא מכשיר שהוחלף כעת. ל- TIP121 יש רווח של 1000 מינימום - ככל הנראה ניתן להשתמש בכל טרנזיסטור דומה. דיודה פשוטה (1N4148) ונגד (1K) מגנים על סיכת ה- PIC PWM מכל מתח תועה שמגיע מבסיס הטרנזיסטור. סליל המשרן אני די אוהב את משרני החשמל C&D הקיימים ב- Mouser. הם קטנים ולכלוך זולים. לגרסת ה- USB של המטען נעשה שימוש במשרן 220uH (22R224C). גירסת firewire משתמשת במשרן 680 uH (22R684C). ערכים אלה נבחרו באמצעות ניסויים. תיאורטית, כל משרן ערך צריך לפעול אם קושחת ה- PIC מוגדרת כראוי. אולם במציאות, הסליל זמזם עם ערכים הנמוכים מ- 680uH בגרסת Firewire. זה כנראה קשור לשימוש בטרנזיסטור, במקום ב- FET, כמתג. אעריך מאוד כל ייעוץ מומחה בתחום זה. דיודה מיישר השתמש במיישר זול סופר/מהיר במיוחד של 100 וולט 1 אמפר מבית Mouser (ראה רשימת חלקים). ניתן להשתמש במיישרים אחרים במתח נמוך. וודא שהדיודה שלך בעלת מתח קדימה נמוך והתאוששות מהירה (נראה כי 30ns פועלים היטב). שוטקי הנכון אמור לעבוד מצוין, אך היזהר מחום, צלצולים ו- EMI. ג'ו ברשימת התפוצה של switchmode הציע: (אתר אינטרנט: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "אני חושב שמכיוון ששוטקי מהירים יותר ובעלי קיבול צומת גבוה כמו שאמרת, אתה יכול לקבל עוד צלצולים ו- EMI. אבל, זה יהיה יעיל יותר. הממ, אני תוהה אם השתמשת ב- 1N5820, התמוטטות 20V יכולה להחליף את דיודת הזנר שלך אם אתה צריך זרם נמוך לאייפוד שלך. "קבלים/פלט והגנה כניסת אלקטרוליטי 100uf/25v הקבל מאחסן אנרגיה עבור המשרן. קבל סרט אלקטרוליטי 47uf/63v ו- 0.1uf/50V מחליק את מתח היציאה. זנר בנפח 5.1 וולט של 1 וואט ממוקם בין מתח הכניסה לאדמה. בשימוש רגיל 3 AAs לעולם לא אמורים לספק 5.1 וולט. אם המשתמש מצליח להפעיל את הלוח יתר על המידה, הזנר מהדק את ההיצע ל -5.1 וולט. זה יגן על ה- PIC מפני נזקים עד שהזנר יישרף. נגד יכול להחליף את חוט המגשר כדי ליצור ווסת מתח זנר אמיתי, אך יהיה פחות יעיל (ראה סעיף PCB). כדי להגן על האייפוד, נוספה דיודת זנר של 24 וולט 1 וואט בין הפלט לקרקע. בשימוש רגיל דיודה זו לא אמורה לעשות דבר. אם משהו משתבש להחריד (מתח היציאה עולה ל -24) דיודה זו אמורה להדק את האספקה ב -24 וולט (הרבה מתחת ל- firewire המקסימלי של 30 וולט). המשרן בשימוש פלט מקסימום ~ 0.8 וואט ב -20 וולט, ולכן זנר של 1 וואט אמור לפזר כל מתח עודף מבלי להישרף.

שלב 3: PCB

הערה ישנן שתי גרסאות PCB, אחת להתייחסות מתח זנר/סטביסטור, ואחת להתייחסות מתח MCP1525. גרסת MCP היא הגרסה ה"מועדפת "שתתעדכן בעתיד. רק גרסת USB אחת, באמצעות ה- MCP vref, נוצרה. זה היה PCB קשה לעיצוב. נותר מקום מוגבל בפח שלנו לאחר הפחתת נפח 3 סוללות AA. הפח המשמש אינו פח אלטואיד אמיתי, הוא קופסת מנטה בחינם לקידום אתר אינטרנט. זה צריך להיות בערך באותו גודל כמו פח אלטואידים. בהולנד לא נמצאו פחים של Altoids. מחזיק סוללות פלסטיק מחנות האלקטרוניקה המקומית שימש להחזיק את 3 סוללות AA. הלידים מולחמו ישירות לקליפים עליו. הספק מסופק ללוח הלוח באמצעות שני חורי המגשר, מה שהופך את מיקום הסוללה לגמיש. פתרון טוב יותר עשוי להיות סוג של נחמדות סוללה ניתנות להרכבה על PCB. לא מצאתי אלה. הנורית כפופה ב -90 מעלות כדי לצאת מחור בפח. TIP121 מכופף גם הוא ב 90 מעלות, אך אינו שטוח !!! ** דיודה ושני נגדים מופעלים מתחת לטרנזיסטור כדי לחסוך מקום. בתמונה ניתן לראות כי הטרנזיסטור כפוף, אך מולחם כך שהוא צף סנטימטר אחד מעל הרכיבים. כדי להימנע מקצרים קצרים, כסו את האזור הזה עם דבק חם או חתיכה של חומר הדביק הדביק הזה. התייחסות המתח MCP1525 ממוקמת מתחת ל- TIP121 בגרסת MCP של הלוח המודרני. זה יוצר מרווח יעיל מאוד. 3 רכיבים הונחו בצד האחורי: מכסה הניתוק של ה- PIC ושני הזנרים הגדולים (24 וולט ו -5.1 וולט). דרוש רק חוט מגשר אחד (2 לגרסת MCP). אלא אם כן אתה רוצה להפעיל את המכשיר ברציפות, שים מתג קטן בקו אחד עם חוט מהסוללה ללוח המעגלים. מתג לא הותקן על הלוח כדי לחסוך מקום ולשמור על גמישות המיקום. ** לנשר יש הגבלת ניתוב על החבילה ל -220 שמפריעה למטוס הקרקע. השתמשתי בעורך הספרייה כדי להסיר את b-restrict ושכבות אחרות מטביעת הרגל TIP121. תוכל גם להוסיף חוט מגשר כדי לפתור בעיה זו אם אתה, כמוני, שונא את עורך ספריית הנשרים. סליל המשרן וטביעת רגל ל -220 נמצאים בספריית הנשר הכלולים בארכיון הפרויקט. רשימת חלקים (מספר חלק Mouser מסופק לחלקים מסוימים, אחרים יצאו מתיבת הזבל): ערך חלק (דירוגי המתח מינימליים, גדול יותר זה בסדר) C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, $ 0.10) D1 מיישר דיודה SF12 (עכבר #821-SF12), $ 0.22-או אחרים D2 1N4148 דיודת אות קטנה (עכבר #78 -1N4148, $ 0.03) D3 (Firewire) זנר 24 וולט/1 וואט (עכבר מספר 512-1N4749A, $ 0.09) D3 (USB) 5.6 וולט זנר/1 וואט (עכבר #78-1N4734A, $ 0.07) D4 5.1 וולט זנר/1 וואט (mouser # 78-1N4733A, $ 0.07) IC1 PIC 12F683 ושקע 8 פינים (שקע אופציונלי/מומלץ, ~ $ 1.00 בסך הכל) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0.25 אמפר סליל משרן (עכבר # 580-22R684C, $ 0.59) L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp סליל משרן (mouser # 580-22R224C, $ 0.59) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 נהג דרלינגטון או דומה R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR1 1KV1 (עכבר מס '579-MCP1525ITO, 0.55 $) -או- זנר 2.7 וולט/400ma עם נגד 10K (R3) (גירסת הפניה של זנר PCB) -או -2 סטביסטור של 2 וולט עם נגד 10K (R3) (גירסת התייחסות זנר PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 זווית ישרה, 6 פינים, מחבר הרכבה PCB אופקי: Kobiconn (mouser #154-FWR20, $ 1.85) -או- EDAC (mouser #587-693-006-620-003, $ 0.93)

שלב 4: תוכנת תוכנה

FIRMWARE פרטים מלאים של קושחת SMPS מפורטים במדריך ה- NPSie של nixie. לכל הפרטים המתמטיים והמלוכלכים של SMPS, קרא את ממיר הגברת הצינורות של nixie להוראה: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) הקושחה כתובה ב- MikroBasic, המהדר הוא ללא תשלום עבור תוכניות עד 2K (https://www.mikroe.com/). אם אתה צריך מתכנת PIC, שקול את לוח מתכנת JDM2 המשופר שלי המופיע גם ב- instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS).פעלת קושחה בסיסית: 1. כאשר מופעלת החשמל PIC מתחיל.2 עיכובים של PIC למשך שנייה אחת כדי לאפשר להתייצב המתחים.3 PIC קורא את משוב מתח האספקה ומחשב את מחזור העבודה והערכים האופטימליים.. PIC רושם את ערכי קריאת ה- ADC, מחזור החובה והתקופה ל- EEPROM. זה מאפשר כמה בעיות בצילום ועוזר לאבחן כשלים קטסטרופליים. כתובת EEPROM 0 היא מצביע הכתיבה. יומן אחד של 4 בתים נשמר בכל פעם שה- SMPS מופעל (מחדש). 2 הבייטים הראשונים הם ADC גבוה/נמוך, הבייט השלישי הוא נמוך יותר ב 8 סיביות של ערך מחזור העבודה, הבייט הרביעי הוא ערך התקופה. סך הכל 50 כיולים (200 בתים) נרשמים לפני שמצביע הכתיבה מתהפך ומתחיל מחדש בכתובת EEPROM 1. היומן האחרון ימצא בציון -4. אלה ניתן לקרוא מתוך השבב באמצעות מתכנת PIC. 55 הבייטים העליונים נותרים פנויים לשיפורים עתידיים. PIC נכנס ללולאה אינסופית - ערך משוב במתח גבוה נמדד. אם הוא נמוך מהערך הרצוי, הרישומים של מחזור הפונקציה של PWM נטענים עם הערך המחושב - הערה: שני הביטים התחתונים חשובים ויש לטעון אותם לתוך CPP1CON, 8 סיביות עליונות נכנסים ל- CRP1L. אם המשוב גבוה מהערך הרצוי, ה- PIC טוען את רושמי מחזור העבודה עם 0. זוהי מערכת 'דילוג דופק'. החלטתי לדלג על הדופק משתי סיבות: 1) בתדרים כה גבוהים אין הרבה רוחב חובה לשחק איתו (0-107 בדוגמה שלנו, הרבה פחות במתח אספקה גבוה יותר), ו 2) אפשרי אפנון תדרים, ונותן הרבה יותר מקום להתאמה (35-255 בדוגמה שלנו), אך רק החובה כפולה במכשיר. שינוי התדירות בזמן שה- PWM פועל יכול להיות בעל השפעות 'מוזרות'. שינויים: הקושחה מקבלת כמה עדכונים מגרסת ה- SMPS של nixie tube. 1. חיבורי הפינים משתנים. נורית LED אחת מסולקת, נעשה שימוש במחוון LED יחיד. הצמד מוצג בתמונה. תיאורים באדום הם הקצאת סיכות PIC כברירת מחדל שאי אפשר לשנות. 2. הממיר הדיגיטלי האנלוגי מתייחס כעת למתח חיצוני על פין 6, ולא למתח האספקה 3. כאשר הסוללות מתרוקנות מתח האספקה ישתנה. הקושחה החדשה מבצעת מדידת מתח אספקה מדי כמה דקות ומעדכנת את הגדרות אפנן רוחב הדופק. "כיול מחדש" זה שומר על המשרן לפעול ביעילות כאשר פריקת הסוללות.4 מתנד פנימי מוגדר ל -4 מגה -הרץ, מהירות הפעלה בטוחה לכ -2.5 וולט. 5. רישום קבוע כך שלא צריך להגדיר שום דבר ב- EEPROM כדי להתחיל במיקום 1 על PIC טרי. קל יותר לאחיזה למתחילים 6. זמן פריקת המשרן (זמן כבוי) מחושב כעת בקושחה. המכפיל הקודם (שליש בזמן) אינו מספיק לשיפורים קטנים כל כך. הדרך היחידה לשמור על היעילות לאורך פריקת הסוללה הייתה הארכת הקושחה לחישוב זמן ההשבתה האמיתי. השינויים הם ניסיוניים, אך מאז שולבו בתוכנת הקושחה הסופית. מ- TB053 אנו מוצאים את משוואת זמן ההפעלה: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*time_time + coil_amps Mangle this to: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) where: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak is a בקושחה (ראה סעיף הקושחה). Volts_in כבר מחושב כדי לקבוע את המשרן בזמן. Volts_out הוא קבוע ידוע (5/USB או 12/Firewire). זה אמור לפעול עבור כל הערכים החיוביים של V_out-V_in. אם אתה מקבל ערכים שליליים, יש לך בעיות גדולות יותר! כל המשוואות מחושבות בגיליון האלקטרוני של העוזר הכלול בהנחיית ה- NIXIE smps. השורה הבאה נוספה לחלק הקבועים של הקושחה המתוארת בשלב הקליברציה: const v_out כבייט = 5 'פלט מתח לקביעת זמן ההפעלה

שלב 5: כיול

מספר שלבי כיול יעזרו לך להפיק את המרב מהמטען. הערכים הנמדדים שלך יכולים להחליף את הערכים שלי ולהיכנס לקושחה. שלבים אלה הינם אופציונאליים (למעט התייחסות למתח), אך יעזרו לך להפיק את המרב מאספקת החשמל שלך. גיליון האלקטרוני של מטען ה- ipod יעזור לך לבצע את הכיול.קונסט v_out כבייט = 12 יציאת מתח לקביעת זמן כיבוי, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float = 2.5 '2.5 עבור MCP1525, 1.72 עבור הסטביסטור שלי, ~ 2.7 עבור a zener.const supply_ratio as float = 5.54 'מכפיל יחס אספקה, כיול לקבלת דיוק טוב יותר osc_freq as float = 4' תדר מתנד L_Ipeak as float = 170 'סליל uH * אמפר סליל רציף (680 * 0.25 = 170, עגול כלפי מטה) const fb_value as word = 447 'נקודת הגדרת מתח היציאה ניתן למצוא ערכים אלה בחלק העליון של קוד הקושחה. מצא את הערכים והגדר כדלקמן: V_out זהו מתח המוצא שאנו רוצים להשיג. משתנה זה לא ישנה את מתח המוצא בכוחות עצמו. ערך זה משמש לקביעת משך הזמן שהמשרן דורש לפריקה מלאה. זהו שיפור שנעשה לקושחת ה- USB שהועברה לגירסת Firewire. הזן 12, כלומר מתח המטרה של firewire שלנו (או 5 עבור USB). עיין בקושחה: שינויים: שלב 6 לפרטים מלאים של תוספת זו. v_ref זוהי התייחסות המתח של ה- ADC. זה נחוץ כדי לקבוע את מתח האספקה בפועל ולחשב את זמן הטעינה של סליל המשרן. הזן 2.5 עבור MCP1525, או מדוד את המתח המדויק. לעיון זנר או סטביסטור, מדוד את המתח המדויק: 1. ללא התמונה שמוכנסת - חבר חוט מהקרקע (שקע PIN8) לפין שקע 5. זה מונע מהמשרן והטרנזיסטור להתחמם בזמן שהחשמל דולק, אך PIC הוא לא הכנס.2 הכנס סוללות/הפעל את החשמל.3 השתמש במולטימטר למדוד את המתח בין סיכת ההתייחסות למתח PIC (שקע PIN6) לאדמה (שקע פין 8). הערך המדויק שלי היה 1.7 וולט לסטביסטור, ו -2.5 וולט ל- MSP1525. 4. הזן ערך זה כקבוע v_ref בקושחה. Supply_ratio מחלק מתח האספקה מורכב מנגד 100K ו- 22K. באופן תיאורטי המשוב צריך להיות שווה למתח האספקה חלקי 5.58 (ראה טבלה 1. חישובי רשת משוב מתח אספקה). בפועל, לנגדים יש סובלנות שונות ואינם ערכים מדויקים. כדי למצוא את יחס המשוב המדויק: 4. מדיד את מתח האספקה (אספקה V) בין פין שקע 1 לקרקע (פין שקע 8), או בין מסופי הסוללה. ונטחן (סיכת שקע 8).6 חלק את ספק V על ידי SFB V כדי לקבל יחס מדויק. תוכל גם להשתמש ב"טבלה 2. כיול משוב מתח אספקה ".7. הזן ערך זה כקבוע supply_FB ב- firmware.osc_freq פשוט תדר המתנד. מתנד 8Mhz הפנימי 12F683 מתחלק ב -2, מהירות הפעלה בטוחה לכ -2.5 וולט. 8. הזן ערך של 4. L_Ipeak הכפל את סליל המשרן uH במספר המרבי המתמשך המרבי כדי לקבל ערך זה. בדוגמה 22r684C הוא סליל של 680uH עם דירוג של 0.25 אמפר רציף. 680*0.25 = 170 (עגול עד מספר שלם תחתון במידת הצורך). הכפלת הערך כאן מבטלת משתנה אחד של 32 סיביות צף וחישוב שאחרת היה צריך לעשות זאת ב- PIC. ערך זה מחושב ב"טבלה 3: חישובי סלילים ".9 הכפל את סליל המשרן uH בעוצמות המרביות הרציפות: 680uH סליל עם דירוג של 0.25 אמפר רציף = 170 (השתמש במספר השלם הנמוך הבא - 170).10. הזן ערך זה כקבוע L_Ipeak בקושחה. Fb_value זהו ערך המספר השלם בו PIC ישתמש כדי לקבוע אם פלט המתח הגבוה הוא מעל או מתחת לרמה הרצויה. עלינו לחשב זאת מכיוון שאין לנו נגד גוזם להתאמה עדינה. 11. השתמש בטבלה 4 כדי לקבוע את היחס בין הפלט למתח המשוב. (11.0) 12. לאחר מכן, הזן את היחס הזה ואת התייחסות המתח המדויקת שלך ב"טבלה 5. ערך ADC של משוב גבוה למתח גבוה "כדי לקבוע את ערך fb_value. (447 עם הפניה של 2.5 וולט). 13. לאחר שתכנת את ה- PIC, בדוק את מתח המוצא. ייתכן שיהיה עליך לבצע התאמות קלות בערך המוגדר לפידבק ולרכב מחדש את הקושחה עד שתקבל פלט של 12 וולט בדיוק. בגלל הכיול הזה, הטרנזיסטור והמשרן לעולם לא יתחמם. אסור לשמוע צליל מצלצל מסליל המשרן. שני התנאים הללו מצביעים על שגיאת כיול. בדוק את יומן הנתונים ב- EEPROM כדי לעזור לקבוע היכן הבעיה שלך נמצאת.

שלב 6: בדיקה

יש קושחה ל- PIC 16F737 ויישום VB קטן שניתן להשתמש בו כדי לרשום מדידות מתח לאורך חיי הסוללות. יש לחבר את 16F737 ליציאה טורית של מחשב עם MAX203. כל 60 שניות ניתן לרשום למחשב את מתח האספקה, מתח היציאה ומתח ההתייחסות. ניתן ליצור גרף יפה המציג כל מתח לאורך זמן הטעינה. זה מעולם לא היה בשימוש מכיוון שהמטען מעולם לא היה פונקציונלי. הכל מאומת לעבודה. קושחת הבדיקה ותוכנית בסיסית חזותית קטנה לרישום הפלט כלולים בארכיון הפרויקט. אשאיר לך את החיווט.

שלב 7: וריאציות: USB

גרסת USB אפשרית עם כמה שינויים. טעינת USB אינה אופציה ל- iPod 3G הזמין לבדיקה. אספקת USB 5.25-4.75 וולט, היעד שלנו הוא 5 וולט. להלן השינויים שצריך לבצע: 1. החלף במחבר מסוג 'A' (עכבר מס '571-7876161, $ 0.85) 2. שנה את מחלק הנגד של מתח היציאה (שנה R2 (10K) ל 22K).3. שנה את זנר הגנת הפלט (D3) ל 5.6 וולט 1 וואט (עכבר מס '78-1N4734A, $ 0.07). זנר 5.1 וולט יהיה מדויק יותר, אך לזנרים יש שגיאות כמו נגדים. אם ננסה לפגוע במטרה של 5 וולט ולזנר שלנו ב -5.1 וולט יש שגיאה של 10% בצד הנמוך, כל המאמצים שלנו יישרפו בזנר 4. שנה סליל משרן (L1) ל 220uH, 0.49amp (עכבר מס '580 -22R224C, $ 0.59). הזן קבועי כיול חדשים, לפי סעיף הכיול: הגדר V_out ל -5 וולט. שלב 8 & 9: L_Ipeak = 220*0.49 = 107.8 = 107 (עגול למספר השלם הנמוך הבא, במידת הצורך) 5. שנה את נקודת ההגדרה של הפלט, חישוב מחדש של טבלה 4 וטבלה 5 בגיליון האלקטרוני. טבלה 4 - הזן 5 וולט כתפוקה והחלף את הנגד 10K ב 22K (לפי שלב 2). אנו מוצאים שבפלט של 5 וולט, עם רשת מפריד של 100K/22K, המשוב (E1) יהיה 0.9 וולט. לאחר מכן, בצע כל שינוי בהתייחסות המתח בטבלה 5, ומצא את נקודת ההגדרה של ADC. עם הפניה של 2.5 וולט (MCP1525) נקודת ההתחלה היא 369.6. קבועי דוגמה לגירסת USB: const v_out כבתים = 5 'פלט לבדיקת זמן-זמן, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float = 2.5' 2.5 עבור MCP1525, 1.72 עבור הסטביסטור שלי, ~ 2.7 עבור zener.const supply_ratio as float = 5.54 'מכפיל יחס אספקה, כיול לקבלת דיוק טוב יותר osc_freq as float = 4' תדר מתנד L_Ipeak as float = 107 'סליל uH * סלילי אמפר רציף (220 * 0.49 = 107, עגול כלפי מטה) const fb_value as word = 369 'נקודת הגדרת מתח היציאה קושחה ו- PCB לגירסת ה- USB כלולים בארכיון הפרויקט. רק גרסת הפניה למתח MCP הוסבה ל- USB.