Cambiar modo de cargador de iPod de Altoids con 3 pilas 'AA': 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

El objetivo de este proyecto era construir un cargador de estaño para iPod (firewire) eficiente de Altoids que funcionara con 3 baterías 'AA' (recargables). Este proyecto comenzó como un esfuerzo de colaboración con Sky en el diseño y la construcción de PCB, y yo en el circuito y el firmware. Tal como está, este diseño no funcionará. Se presenta aquí en el espíritu de "el concepto de un proyecto derivado" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "???? - un proyecto que utiliza otro proyecto como un paso Stone para un mayor refinamiento, mejora o aplicación a un problema totalmente diferente. La comunidad de aficionados al bricolaje de la que todos formamos parte puede hacer cosas increíbles trabajando juntos como comunidad. La innovación rara vez ocurre en el vacío. El siguiente paso obvio es permitir que la comunidad ayude a refinar y desarrollar ideas que aún no están listas para ser proyectos terminados ". Presentamos esto ahora para que otros entusiastas del iPod puedan continuar donde lo dejamos. Hay (al menos) dos razones por las que este cargador _no_ funciona: 1. El transistor no deja que fluya suficiente corriente para cargar completamente el inductor. La otra opción es un FET, pero un FET necesita un mínimo de 5 voltios para encenderse completamente. Esto se discute en la sección SMPS.2. El inductor simplemente no es lo suficientemente grande. El cargador no produce suficiente corriente para el iPod. No teníamos una forma precisa de medir la corriente de carga del iPod (salvo cortar el cable de carga original) hasta que llegaron nuestras piezas de Mouser. Los inductores recomendados no son lo suficientemente grandes para este proyecto. Una sustitución adecuada podría ser la bobina que Nick de Smith usa en su MAX1771 SMPS. Es una bobina de 2 o 3 amperios de digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Este dispositivo puede proporcionar una pequeña cantidad de energía a un dispositivo USB o Firewire, pero no lo suficiente para cargar un iPod (3G). Encenderá, pero no cargará, un iPod 3G totalmente muerto.

Paso 1: Cambie el modo del cargador de iPod Altoids con 3 baterías 'AA'

El objetivo de este proyecto era construir un cargador de estaño para iPod (firewire) eficiente de Altoids que funciona con 3 pilas "AA" (recargables). Firewire entrega 30 voltios sin regular. Un iPod puede utilizar entre 8 y 30 voltios CC. Para obtener esto de 3 baterías AA, necesitamos un amplificador de voltaje. En este instructable se utiliza una fuente de alimentación conmutada basada en un microcontrolador. Se aplican exenciones de responsabilidad estándar. Alto voltaje….muerto… etc. Piense en cuánto vale su iPod para usted antes de conectarlo a esta pequeña pistola paralizante en una lata. Para todos los detalles matemáticos y sucios de SMPS, lea el instructivo del convertidor de impulso de tubo nixie: https://www.instructables.com / ex / i / B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506 /? ALLSTEPSSiga leyendo para ver cómo se adaptó el diseño SMPS del tubo nixie para ser un cargador de iPod….

Una tonelada de trabajo previo inspiró este proyecto. Uno de los primeros cargadores de bricolaje utilizó una combinación de baterías de 9 voltios y AA para cargar un iPod a través del puerto FireWire (funciona para todos los iPod, obligatorio para los iPod 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 / ipod-altoids-battery-pack-v2 Este diseño tiene el problema de la descarga desigual entre las baterías. Una versión actualizada usó solo baterías de 9 voltios: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 El siguiente diseño apareció en Make y Hackaday mientras se escribía este instructivo. Es un diseño simple para un cargador USB de 5 voltios (este tipo no cargará iPods anteriores, como el 3G). Utiliza una batería de 9 voltios con un regulador 7805 de 5 voltios. Se proporcionan 5 voltios estables, pero los 4 voltios adicionales de la batería se queman como calor en el regulador. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSTodos estos diseños tienen un elemento en común: baterías de 9 voltios. Creo que los 9 voltios son débiles y caros. Mientras investigaba para este instructable, noté que un 'Energizer' NiMH de 9 voltios solo tiene una capacidad nominal de 150 mAh. 'Duracell' no fabrica 9 voltios recargables. Un 'Duracell' o 'Energizer' NiMH 'AA' tiene una potencia saludable de 2300 mAh, o más (clasificaciones de hasta 2700 mAh en las recargables más nuevas). En caso de necesidad, las pilas AA alcalinas desechables están disponibles en todas partes a un precio razonable. El uso de 3 baterías 'AA' nos proporciona 2700 mAh a ~ 4 voltios, en comparación con 150 mAh a 9 o 18 voltios (2x9 voltios). Con tanta potencia podemos vivir con pérdidas de conmutación y energía extra consumida por el microcontrolador SMPS.

Paso 2: SMPS

La siguiente ilustración es un extracto de TB053 (una buena nota de aplicación de Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Describe el principio básico detrás del SMPS. Un microcontrolador conecta a tierra un FET (Q1), lo que permite que se incorpore una carga en el inductor L1. Cuando se apaga el FET, la carga fluye a través del diodo D1 hacia el condensador C1. Vvfb es una retroalimentación del divisor de voltaje que permite al microcontrolador monitorear el alto voltaje y activar el FET según sea necesario para mantener el voltaje deseado. Queremos entre 8 y 30 voltios para cargar un iPod a través del puerto firewire. Diseñemos este SMPS para una salida de 12 voltios. Este no es un voltaje inmediatamente mortal, pero está dentro del rango de voltaje de FireWire. Microcontrolador Hay varias soluciones de un solo chip que pueden aumentar el voltaje de unas pocas baterías a 12 (o más) voltios. Este proyecto NO se basa en uno de estos. En su lugar, usaremos un microcontrolador programable de Microchip, el PIC 12F683. Esto nos permite diseñar el SMPS con piezas de caja de basura y nos mantiene cerca del hardware. Una solución de un solo chip ofuscaría la mayor parte del funcionamiento del SMPS y promovería la dependencia del proveedor. El PIC 12F682 de 8 pines fue elegido por su pequeño tamaño y costo (menos de $ 1). Se puede utilizar cualquier microcontrolador (PIC / AVR) que tenga un modulador de ancho de pulso de hardware (PWM), dos convertidores digitales analógicos (ADC) y una opción de referencia de voltaje (Vref interno o externo). Me encanta el 12F683 de 8 pines y lo uso para todo. En ocasiones lo he usado como una fuente de reloj externa de precisión de 8 Mhz para PIC más antiguos. Deseo que Microchip me envíe un tubo completo de ellos. Referencia de voltaje El dispositivo funciona con batería. La descarga de la batería y el cambio de temperatura provocarán una deriva de voltaje. Para que el PIC mantenga un voltaje de salida establecido (12 voltios), se necesita una referencia de voltaje estable. Esta debe ser una referencia de muy bajo voltaje para que sea efectiva en el rango de salida de 3 baterías AA. Originalmente se planeó un diodo Zener de 2.7 voltios, pero la tienda de electrónica local tenía un diodo "stabistor" de 2 voltios. Se usó de la misma manera que una referencia zener, pero se insertó "al revés" (en realidad, hacia adelante). El estabilizador parece ser bastante raro (y caro, ~ 0,75 céntimos de euro), por lo que hicimos una segunda versión con una referencia de 2,5 voltios de microchip (MCP1525). Si no tiene acceso al stabistor o Microchip (u otra referencia TO-92), se podría usar un Zener de 2.7 voltios. Retroalimentación de voltaje Hay dos circuitos de retroalimentación de voltaje que se conectan a los pines ADC en el PIC. El primero permite que el PIC detecte el voltaje de salida. El PIC pulsa el transistor en respuesta a estas medidas, manteniendo una lectura numérica deseada en el ADC (yo llamo a esto el 'punto de ajuste'). El PIC mide el voltaje de la batería a través del segundo (lo llamaré voltaje de suministro o Vsupply). El tiempo óptimo de activación del inductor depende de la tensión de alimentación. El firmware del PIC lee el valor de ADC y calcula el tiempo de encendido óptimo para el transistor y el inductor (los valores de período / ciclo de trabajo del PWM). Es posible ingresar valores exactos en su PIC, pero si se cambia la fuente de alimentación, los valores ya no son óptimos. Mientras funciona con baterías, el voltaje disminuirá a medida que las baterías se descargan, lo que requiere un mayor tiempo de funcionamiento. Mi solución fue dejar que el PIC calcule todo esto y establezca sus propios valores. Ambos divisores fueron diseñados para que el rango de voltajes esté muy por debajo de la referencia de 2.5 voltios. La tensión de alimentación se divide entre una resistencia de 100 K y 22 K, lo que da 0,81 a 4,5 voltios (baterías nuevas) a 0,54 a 3 voltios (baterías agotadas). La salida / alto voltaje se divide entre resistencias de 100K y 10K (22K para salida USB). Eliminamos la resistencia recortadora utilizada en el nixie SMPS. Esto hace que el ajuste inicial sea un poco irregular, pero elimina un componente grande. A una salida de 12 voltios, la retroalimentación es de aproximadamente 1 voltio. Los FET / SwitchFET son el 'conmutador' estándar en los SMPS. Los FET cambian de manera más eficiente a voltajes más altos que los suministrados por 3 baterías AA. En su lugar, se usó un transistor Darlington porque es un dispositivo de conmutación de corriente. El TIP121 tiene una ganancia mínima de 1000 à ¢  €  “, probablemente se puede utilizar cualquier transistor similar. Un diodo simple (1N4148) y una resistencia (1K) protegen el pin PIC PWM de cualquier voltaje parásito proveniente de la base del transistor. Bobina del inductor Me gustan bastante los inductores de potencia C&D disponibles en Mouser. Son pequeños y muy baratos. Para la versión USB del cargador se utilizó un inductor de 220uH (22R224C). La versión firewire usa un inductor de 680 uH (22R684C). Estos valores fueron elegidos mediante experimentación. En teoría, cualquier inductor de valor debería funcionar si el firmware PIC está configurado correctamente. En realidad, sin embargo, la bobina vibró con valores inferiores a 680uH en la versión firewire. Esto probablemente esté relacionado con el uso de un transistor, en lugar de un FET, como interruptor. Le agradecería enormemente cualquier consejo de un experto en esta área. Diodo rectificador Se utilizó un rectificador super / ultra rápido de 100 voltios y 1 amperio de Mouser (consulte la lista de piezas). Se pueden utilizar otros rectificadores de bajo voltaje. Asegúrese de que su diodo tenga un voltaje directo bajo y una recuperación rápida (30ns parece funcionar bien). El Schottky correcto debería funcionar muy bien, pero tenga cuidado con el calor, el timbre y las interferencias electromagnéticas. Joe en la lista de correo del modo de conmutación sugirió: (sitio web: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Creo que dado que los Schottky son más rápidos y tienen una capacidad de unión alta como estaba diciendo, podría hacer sonar un poco más y EMI. Pero sería más eficiente. Hmm, me pregunto si usó un 1N5820, la ruptura de 20v podría reemplazar su diodo Zener si necesita baja corriente para su Ipod. El condensador almacena energía para el inductor. Un condensador electrolítico de 47 uf / 63 v y una película metálica de 0,1 uf / 50 V suavizan el voltaje de salida. Se coloca un zener de 1 vatio y 5,1 voltios entre el voltaje de entrada y tierra. En uso normal, 3 AA nunca deben proporcionar 5,1 voltios. Si el usuario logra sobrecargar la placa, el Zener fijará el suministro a 5,1 voltios. Esto protegerá el PIC de daños à ¢  €  “hasta que el Zener se queme. Una resistencia podría reemplazar el cable de puente para hacer un verdadero regulador de voltaje Zener, pero sería menos eficiente (vea la sección de PCB). Para proteger el iPod, se agregó un diodo Zener de 24 voltios y 1 vatio entre la salida y la tierra. En uso normal, este diodo no debería hacer nada. Si algo sale terriblemente mal (el voltaje de salida aumenta a 24), este diodo debe sujetar el suministro a 24 voltios (muy por debajo del máximo de Firewire de 30 voltios). El inductor usó salidas máximas de ~ 0.8 vatios a 20 voltios, por lo que un zener de 1 vatio debería disipar cualquier exceso de voltaje sin quemarse.

Paso 3: PCB

NOTA hay dos versiones de PCB, una para una referencia de voltaje zener / stabistor y otra para una referencia de voltaje MCP1525. La versión MCP es la versión "preferida" que se actualizará en el futuro. Solo se fabricó una versión USB, utilizando el MCP vref. Este fue un PCB difícil de diseñar. Queda un espacio limitado en nuestra lata después de descontar el volumen de 3 pilas AA. La lata utilizada no es una lata de altoides genuina, es una caja gratuita de mentas que promociona un sitio web. Debe tener aproximadamente el mismo tamaño que una lata de altoides. No había latas de Altoids en los Países Bajos. Se usó un portapilas de plástico de la tienda de electrónica local para contener las 3 pilas AA. Los cables se soldaron directamente a los clips. La alimentación se suministra a la PCB a través de los dos orificios de los puentes, lo que hace que la colocación de la batería sea flexible. Una mejor solución podría ser algún tipo de clips de batería para montar en PCB. No he encontrado estos El LED está doblado a 90 grados para salir por un agujero en la lata. El TIP121 también está doblado a 90 grados, ¡pero no plano! ** Un diodo y dos resistencias se colocan debajo del transistor para ahorrar espacio. En la imagen se puede ver que el transistor está doblado, pero soldado de tal manera que flota un centímetro sobre los componentes. Para evitar pantalones cortos accidentales, cubra esta área con pegamento termofusible o un trozo de esa pegajosa tachuela de goma. La referencia de voltaje MCP1525 se encuentra debajo del TIP121 en la versión MCP de la PCB. Es un espaciador muy eficaz. Se colocaron 3 componentes en la parte posterior: la tapa de desacoplamiento para el PIC y los dos zeners grandes (24 voltios y 5,1 voltios). Solo se necesita un cable de puente (2 para la versión MCP). A menos que desee hacer funcionar el dispositivo continuamente, coloque un pequeño interruptor en línea con el cable de la energía de la batería a la placa de circuito. No se montó un interruptor en la PCB para ahorrar espacio y mantener la ubicación flexible. ** Eagle tiene una restricción de enrutamiento en el paquete to-220 que interrumpe el plano de tierra. Usé el editor de la biblioteca para eliminar el b-restrict y otras capas de la huella de TIP121. También puede agregar un cable de puente para resolver este problema si, como yo, odia el editor de la biblioteca eagle. La bobina del inductor y la huella modificada a 220 se encuentran en la biblioteca Eagle incluida en el archivo del proyecto. Lista de piezas (el número de pieza de Mouser se proporciona para algunas piezas, otras salieron de la caja de basura): Valor de la pieza (los valores de voltaje son mínimos, más grande está bien) C1 0.1uF / 10VC2 100uF / 25VC3 0.1uF / 50VC4 47uF / 63V (mouser # 140-XRL63V47, $ 0.10) D1 Diodo rectificador SF12 (mouser # 821-SF12), $ 0.22 -u- otros D2 1N4148 diodo de señal pequeña (mouser # 78 -1N4148, $ 0.03) D3 (Firewire) Zener de 24 voltios / 1 W (mouser # 512-1N4749A, $ 0.09) D3 (USB) Zener de 5.6 voltios / 1 W (mouser # 78-1N4734A, $ 0.07) D4 Zener de 5.1 voltios / 1W (mouser # 78-1N4733A, $ 0.07) IC1 PIC 12F683 y enchufe dip de 8 pines (enchufe opcional / recomendado, ~ $ 1.00 en total) L1 (Firewire) 22R684C Bobina inductora de 680uH / 0.25 amperios (mouser # 580-22R684C, $ 0.59) L1 (USB) 22R224C Bobina inductora 220uH / 0.49amp (mouser # 580-22R224C, $ 0.59) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Controlador Darlington o similar R1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KV versión MCP1525 (MCP1525) Microchip (mouser # 579-MCP1525ITO, $ 0.55) -o- Zener de 2.7 voltios / 400ma con resistencia de 10K (R3) (PCB versión de referencia zener) -o- Stabistor de 2 voltios con resistencia de 10K (R3) (PCB versión de referencia zener) X1 Firewire / IEEE1394 Conector de montaje en PCB horizontal en ángulo recto de 6 pines: Kobiconn (mouser # 154-FWR20, $ 1.85) -o- EDAC (mouser # 587-693-006-620-003, $ 0.93)

Paso 4: FIRMWARE

FIRMWARE Los detalles completos del firmware SMPS se describen en el instructable nixie SMPS. Para todos los detalles matemáticos y sucios de SMPS, lea mi instructable convertidor de refuerzo de tubo nixie: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) El firmware está escrito en MikroBasic, el compilador es gratuito para programas hasta 2K (https://www.mikroe.com/). Si necesita un programador PIC, considere mi tablero de programador JDM2 mejorado también publicado en instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Operación básica del firmware: 1. Cuando se aplica energía, el PIC se inicia.2. PIC demora 1 segundo para permitir que los voltajes se estabilicen.3. PIC lee la retroalimentación del voltaje de suministro y calcula el ciclo de trabajo óptimo y los valores de período.4. PIC registra la lectura de ADC, el ciclo de trabajo y los valores del período en la EEPROM. Esto permite solucionar algunos problemas y ayuda a diagnosticar fallas catastróficas. La dirección EEPROM 0 es el puntero de escritura. Se guarda un registro de 4 bytes cada vez que se (reinicia) SMPS. Los primeros 2 bytes son ADC alto / bajo, el tercer byte son los 8 bits más bajos del valor del ciclo de trabajo, el cuarto byte es el valor del período. Se registra un total de 50 calibraciones (200 bytes) antes de que el puntero de escritura se desplace y comience de nuevo en la dirección EEPROM 1. El registro más reciente se ubicará en el puntero-4. Estos se pueden leer en el chip utilizando un programador PIC. Los 55 bytes superiores quedan libres para futuras mejoras. 5 El PIC entra en un bucle sin fin: se mide el valor de retroalimentación de alto voltaje. Si está por debajo del valor deseado, los registros del ciclo de trabajo de PWM se cargan con el valor calculado - NOTA: los dos bits inferiores son importantes y deben cargarse en CPP1CON, los 8 bits superiores van a CRP1L. Si la retroalimentación está por encima del valor deseado, el PIC carga los registros de ciclo de trabajo con 0. Este es un sistema de "salto de pulso". Me decidí por el salto de pulso por dos razones: 1) a frecuencias tan altas no hay mucho ancho de trabajo para jugar (0-107 en nuestro ejemplo, mucho menos a voltajes de suministro más altos), y 2) es posible la modulación de frecuencia, y da mucho más espacio para el ajuste (35-255 en nuestro ejemplo), pero SÓLO EL FUNCIONAMIENTO TIENE DOBLE BÚFER EN EL HARDWARE. Cambiar la frecuencia mientras el PWM está funcionando puede tener efectos 'extraños'. Cambios: El firmware recibe algunas actualizaciones de la versión SMPS del tubo nixie. 1. Se cambian las conexiones de los pines. Se elimina un LED, se utiliza un solo indicador LED. Pin out se muestra en la imagen. Las descripciones en rojo son asignaciones de pines PIC predeterminadas que no se pueden cambiar. 2. El convertidor digital analógico ahora está referenciado a un voltaje externo en el pin 6, en lugar del voltaje de suministro. 3. A medida que las baterías se agotan, el voltaje de suministro cambiará. El nuevo firmware toma una medición de voltaje de suministro cada pocos minutos y actualiza la configuración del modulador de ancho de pulso. Esta "recalibración" mantiene el inductor funcionando de manera eficiente mientras se descargan las baterías. un PIC nuevo. Más fácil de entender para principiantes.6 El tiempo de descarga del inductor (tiempo de inactividad) ahora se calcula en el firmware. El multiplicador anterior (un tercio a tiempo) es inadecuado para aumentos tan pequeños. La única forma de mantener la eficiencia durante la descarga de la batería era extender el firmware para calcular el verdadero tiempo de inactividad. Las modificaciones son experimentales, pero desde entonces se han incorporado al firmware final. De TB053 encontramos la ecuación de tiempo de inactividad: 0 = ((volts_in-volts_out) / coil_uH) * fall_time + coil_amps Desplaza esto a: fall_time = L_Ipeak / (Volts_out-Volts_in) donde: L_Ipeak = coil_uH * coil_amps L_Ipeak es una constante ya utilizada en el firmware (consulte la sección de firmware). Volts_in ya está calculado para determinar el tiempo de encendido del inductor. Volts_out es una constante conocida (5 / USB o 12 / Firewire). Esto debería funcionar para todos los valores positivos de V_out-V_in. Si obtiene valores negativos, ¡tiene mayores problemas! Todas las ecuaciones se calculan en la hoja de cálculo auxiliar incluida con el instructable NIXIE smps. La siguiente línea se agregó a la sección de constantes del firmware descrito en el paso CALIBRACIÓN: const v_out as byte = 5 'voltaje de salida para determinar el tiempo de inactividad

Paso 5: CALIBRACION

Varios pasos de calibración lo ayudarán a aprovechar al máximo el cargador. Sus valores medidos pueden reemplazar mis valores y compilarse en el firmware. Estos pasos son opcionales (excepto la referencia de voltaje), pero lo ayudarán a aprovechar al máximo su fuente de alimentación. La hoja de cálculo del cargador de ipod lo ayudará a realizar las calibraciones. Const v_out como byte = 12 'voltaje de salida para determinar el tiempo de inactividad, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref como float = 2.5' 2.5 para MCP1525, 1.72 para mi stabistor, ~ 2.7 para un zener.const supply_ratio as float = 5.54 'multiplicador de la relación de suministro, calibrar para una mejor precisión const osc_freq as float = 4' oscillator frequencyconst L_Ipeak as float = 170 'coil uH * amps de bobina continuos (680 * 0.25 = 170, redondeo hacia abajo) const fb_value as palabra = 447 'punto de ajuste de voltaje de salida Estos valores se pueden encontrar en la parte superior del código de firmware. Encuentre los valores y configúrelos de la siguiente manera: V_out Este es el voltaje de salida que queremos lograr. Esta variable NO cambiará el voltaje de salida por sí sola. Este valor se usa para determinar la cantidad de tiempo que el inductor necesita para descargarse por completo. Es una mejora realizada en el firmware USB que se transfirió a la versión firewire. Ingrese 12, que es nuestro voltaje objetivo Firewire (o 5 para USB). Consulte Firmware: Cambios: Paso 6 para obtener detalles completos de esta adición. v_ref Esta es la referencia de voltaje del ADC. Esto es necesario para determinar el voltaje de suministro real y calcular el tiempo de carga de la bobina del inductor. Ingrese 2.5 para el MCP1525, o mida el voltaje exacto. Para una referencia de zener o stabistor, mida el voltaje exacto: 1. SIN LA IMAGEN INSERTADA: conecte un cable de tierra (enchufe PIN8) al enchufe pin 5. Esto evita que el inductor y el transistor se calienten mientras la energía está encendida, pero el PIC está encendido. no insertado.2. Inserte las baterías / encienda la alimentación.3. Utilizando un multímetro, mida el voltaje entre el pin de referencia de voltaje del PIC (enchufe PIN6) y tierra (enchufe pin8). Mi valor exacto fue de 1,7 voltios para el estabilizador y 2,5 voltios para el MSP1525. Ingrese este valor como la constante v_ref en firmware.supply_ratio El divisor de voltaje de suministro consta de una resistencia de 100K y 22K. Teóricamente, la retroalimentación debe ser igual a la tensión de alimentación dividida por 5,58 (consulte la Tabla 1. Cálculos de la red de retroalimentación de la tensión de alimentación). En la práctica, las resistencias tienen varias tolerancias y no son valores exactos. Para encontrar la relación de retroalimentación exacta: Mida la tensión de alimentación (V de suministro) entre la clavija del enchufe 1 y tierra (clavija 8 del enchufe) o entre los terminales de la batería. Mida la tensión de retroalimentación de la alimentación (SFB V) entre la clavija 3 del enchufe. y tierra (clavija 8 del zócalo).6 Divida el suministro V por SFB V para obtener una relación exacta. También puede usar la "Tabla 2. Calibración de retroalimentación de voltaje de suministro". 7. Ingrese este valor como la constante supply_FB en firmware.osc_freqSimplemente la frecuencia del oscilador. El oscilador interno de 8Mhz 12F683 se divide por 2, una velocidad de funcionamiento segura de aproximadamente 2,5 voltios. 8. Introduzca un valor de 4. L_IpeakMultiplica la bobina del inductor uH por los amperios continuos máximos para obtener este valor. En el ejemplo, el 22r684C es una bobina de 680uH con una clasificación de 0.25 amperios continuos. 680 * 0.25 = 170 (redondee a un número entero más bajo si es necesario). Al multiplicar el valor aquí, se elimina una variable de coma flotante de 32 bits y el cálculo que de otro modo tendría que hacerse en el PIC. Este valor se calcula en la "Tabla 3: Cálculos de bobinas". 9. Multiplique la bobina del inductor uH por los amperios continuos máximos: bobina de 680uH con una clasificación de 0.25 amperios continuos = 170 (use el siguiente número entero más bajo: 170).10. Ingrese este valor como la constante L_Ipeak en el firmware.fb_value Este es el valor entero real que el PIC usará para determinar si la salida de alto voltaje está por encima o por debajo del nivel deseado. Necesitamos calcular esto porque no tenemos una resistencia de recorte para un ajuste fino. 11. Utilice la Tabla 4 para determinar la relación entre el voltaje de salida y el de retroalimentación. (11.0) 12. A continuación, ingrese esta relación y su referencia de voltaje exacta en la "Tabla 5. Valor de ajuste del ADC de retroalimentación de alto voltaje" para determinar el valor fb. (447 con una referencia de 2,5 voltios). 13. Después de programar el PIC, pruebe el voltaje de salida. Es posible que deba realizar pequeños ajustes en el valor del conjunto de retroalimentación y volver a compilar el firmware hasta obtener una salida de exactamente 12 voltios. Debido a esta calibración, el transistor y el inductor nunca deben calentarse. Tampoco debería escuchar un sonido de timbre de la bobina del inductor. Ambas condiciones indican un error de calibración. Consulte el registro de datos en la EEPROM para ayudar a determinar dónde podría estar su problema.

Paso 6: PRUEBA

Hay un firmware para un PIC 16F737 y una pequeña aplicación VB que se puede usar para registrar mediciones de voltaje durante la vida útil de las baterías. El 16F737 debe conectarse a un puerto serie de PC con un MAX203. Cada 60 segundos, el voltaje de suministro, el voltaje de salida y el voltaje de referencia se pueden registrar en la PC. Se puede hacer un buen gráfico que muestre cada voltaje durante el tiempo de carga. Esto nunca se usó porque el cargador nunca fue funcional. Todo está verificado para funcionar. El firmware de prueba y un pequeño programa visual básico para registrar la salida se incluyen en el archivo del proyecto. Te dejo el cableado a ti.

Paso 7: VARIACIONES: USB

Es posible una versión USB con algunas modificaciones. La carga USB no es una opción para el iPod 3G disponible para pruebas. USB suministra 5,25-4,75 voltios, nuestro objetivo es 5 voltios. Estos son los cambios que deben realizarse: 1. Cambie un conector USB tipo 'A' (mouser # 571-7876161, $ 0.85) 2. Cambie el divisor de la resistencia de voltaje de salida (cambie R2 (10K) a 22K).3. Cambie el zener de protección de salida (D3) a 5.6 voltios 1 vatio (mouser # 78-1N4734A, $ 0.07). Un zener de 5.1 voltios sería más exacto, pero los zener tienen errores como resistencias. Si intentamos alcanzar un objetivo de 5 voltios y nuestro zener de 5.1 voltios tiene un error del 10% en el lado bajo, todos nuestros esfuerzos se quemarán en el zener.4. Cambie la bobina del inductor (L1) a 220uH, 0.49amp (mouser # 580). -22R224C, $ 0.59). Ingrese nuevas constantes de calibración, según la sección de calibración: Establezca V_out en 5 voltios. Paso 8 y 9: L_Ipeak = 220 * 0.49 = 107.8 = 107 (redondear al siguiente entero más bajo, si es necesario).5. Modificar el punto de ajuste de salida, recalcular la Tabla 4 y la Tabla 5 en la hoja de cálculo. Tabla 4: ingrese 5 voltios como salida y reemplace la resistencia de 10K con 22K (según el paso 2). Encontramos que a una salida de 5 voltios, con una red de divisores de 100K / 22K, la retroalimentación (E1) será de 0.9 voltios. A continuación, realice cualquier cambio en la referencia de voltaje en la Tabla 5 y encuentre el punto de ajuste del ADC. Con una referencia de 2.5 voltios (MCP1525) el punto de ajuste es 369.6 Constantes de muestra para la versión USB: const v_out como byte = 5 'voltaje de salida para determinar el tiempo de inactividad, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref como float = 2.5' 2.5 para MCP1525, 1.72 para mi stabistor, ~ 2.7 para un zener.const supply_ratio as float = 5.54 'multiplicador de la relación de suministro, calibre para una mejor precisiónconst osc_freq as float = 4' oscillator Frequencyconst L_Ipeak as float = 107 'bobina uH * bobina amperios continuos (220 * 0,49 = 107, redondeando hacia abajo) const fb_value as word = 369 'punto de ajuste de voltaje de salida El firmware y la PCB para la versión USB se incluyen en el archivo del proyecto. Solo la versión de referencia de voltaje del MCP se convirtió a USB.