Chế độ chuyển đổi Altoids Bộ sạc IPOD sử dụng 3 pin 'AA': 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Mục tiêu của dự án này là chế tạo một bộ sạc Altoids thiếc iPod (dây lửa) hiệu quả chạy bằng 3 pin AA (có thể sạc lại). Dự án này bắt đầu như một nỗ lực hợp tác với Sky về thiết kế và xây dựng PCB, và tôi về mạch và phần mềm. Vì nó là, thiết kế này sẽ không hoạt động. Nó được trình bày ở đây theo tinh thần "khái niệm về một dự án phái sinh" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "???? - một dự án sử dụng một dự án khác làm bước để tiếp tục cải tiến, cải tiến hoặc ứng dụng cho một vấn đề hoàn toàn khác. Cộng đồng DIYers mà chúng ta là thành viên thực sự có thể làm một số điều tuyệt vời khi cùng nhau làm việc như một cộng đồng. Đổi mới hiếm khi xảy ra trong môi trường chân không. Bước tiếp theo rõ ràng là để cộng đồng giúp tinh chỉnh và phát triển những ý tưởng chưa sẵn sàng trở thành dự án hoàn thiện. " Chúng tôi gửi nội dung này ngay bây giờ để những người đam mê iPod khác có thể nhận lại nơi chúng tôi đã dừng lại. Có (ít nhất) hai lý do khiến bộ sạc này _không_ hoạt động: 1. Các bóng bán dẫn không cho phép dòng điện đủ để sạc đầy cuộn cảm. Tùy chọn khác là FET, nhưng FET cần tối thiểu 5 volt để bật hoàn toàn. Điều này được thảo luận trong phần SMPS. Cuộn cảm đơn giản là không đủ lớn. Bộ sạc không tạo ra gần đủ dòng điện cho iPod. Chúng tôi không có cách chính xác để đo dòng sạc iPod (tiết kiệm cắt cáp sạc gốc) cho đến khi các bộ phận của chúng tôi đến từ Mouser. Các cuộn cảm được đề nghị không đủ lớn cho dự án này. Một sự thay thế phù hợp có thể là cuộn dây mà Nick de Smith sử dụng trên MAX1771 SMPS của anh ấy. Cuộn dây 2 hoặc 3 amp của nó từ digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Thiết bị này có thể cung cấp một lượng điện năng nhỏ cho thiết bị USB hoặc firewire, nhưng không đủ để sạc iPod (3G). Nó SẼ cấp nguồn, nhưng không sạc được, một chiếc iPod 3G đã chết hoàn toàn.

Bước 1: Chuyển chế độ Altoids Bộ sạc IPOD bằng 3 pin AA '

Mục tiêu của dự án này là chế tạo một bộ sạc Altoids thiếc iPod (dây lửa) hiệu quả chạy bằng 3 pin AA (có thể sạc lại). Firewire cung cấp 30 volt không được kiểm soát. Một iPod có thể sử dụng 8-30 volt DC. Để có được điều này từ 3 pin AA, chúng ta cần một bộ tăng điện áp. Trong hướng dẫn này, nguồn cung cấp điện cho chế độ chuyển đổi dựa trên bộ vi điều khiển được sử dụng. Tuyên bố từ chối trách nhiệm tiêu chuẩn được áp dụng. Điện áp cao….dùng… vv. Hãy suy nghĩ xem iPod của bạn đáng giá bao nhiêu đối với bạn trước khi kết nối nó với khẩu súng gây choáng nhỏ này trong một chiếc hộp thiếc. / ex / i / B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506 /? ALLSTEPSĐọc để xem thiết kế SMPS ống nixie đã được điều chỉnh như thế nào để trở thành một bộ sạc iPod….

Rất nhiều công việc trước đó đã truyền cảm hứng cho dự án này. Một trong những bộ sạc DIY đầu tiên sử dụng kết hợp pin 9 volt và AA để sạc iPod qua cổng firewire (hoạt động cho tất cả iPod, bắt buộc đối với iPod 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 / ipod-altoids-battery-pack-v2Thiết kế này có vấn đề về sự phóng điện không đồng đều giữa các pin. Phiên bản cập nhật chỉ sử dụng pin 9 volt: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3Thiết kế dưới đây đã xuất hiện trên Make và Hackaday trong khi hướng dẫn này được viết. Đây là một thiết kế đơn giản cho bộ sạc USB 5 volt (loại này sẽ không sạc được các máy iPod cũ hơn, chẳng hạn như 3G). Nó sử dụng pin 9 volt với bộ điều chỉnh 7805 5 volt. Một điện áp 5 vôn ổn định được cung cấp, nhưng 4 vôn phụ từ pin sẽ bị đốt cháy do nhiệt trong bộ điều chỉnh. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPS Tất cả các thiết kế này đều có một điểm chung: pin 9 volt. Tôi nghĩ rằng 9 volt là mềm và đắt tiền. Trong khi nghiên cứu về hướng dẫn này, tôi lưu ý rằng một 'Energizer' NiMH 9 volt chỉ được đánh giá 150 mAh. 'Duracell' không tạo ra 9 volt có thể sạc lại. 'Duracell' hoặc 'Energizer' NiMH 'AA' có nguồn điện từ 2300 mAh trở lên (xếp hạng lên đến 2700 mAh trên các thiết bị sạc mới hơn). Nói tóm lại, pin AA kiềm dùng một lần có sẵn ở khắp mọi nơi với mức giá hợp lý. Sử dụng 3 pin 'AA' cho chúng ta 2700mAh ở ~ 4 volt, so với 150mAh ở 9 hoặc 18 (2x9 volt) volt. Với nhiều năng lượng này, chúng ta có thể sống với tổn thất khi chuyển mạch và năng lượng thừa bị tiêu hao bởi vi điều khiển SMPS.

Bước 2: SMPS

Hình minh họa dưới đây được trích từ TB053 (một ghi chú ứng dụng hay từ Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Nó phác thảo nguyên tắc cơ bản đằng sau SMPS. Bộ vi điều khiển đặt căn cứ vào FET (Q1), cho phép tích điện trong cuộn cảm L1. Khi tắt FET, điện tích đi qua diode D1 vào tụ C1. Vvfb là phản hồi của bộ chia điện áp cho phép vi điều khiển giám sát điện áp cao và kích hoạt FET khi cần thiết để duy trì điện áp mong muốn. Chúng tôi muốn từ 8 đến 30 volt để sạc iPod qua cổng firewire. Hãy thiết kế SMPS này cho đầu ra 12 volt. Đây không phải là điện áp chết ngay lập tức, nhưng nằm trong phạm vi điện áp của dây lửa. Bộ vi điều khiển Có một số giải pháp chip đơn có thể tăng điện áp từ một vài viên pin lên 12 (hoặc hơn) vôn. Dự án này KHÔNG dựa trên một trong những điều này. Thay vào đó, chúng tôi sẽ sử dụng một vi điều khiển có thể lập trình từ Microchip, PIC 12F683. Điều này cho phép chúng tôi thiết kế SMPS với các bộ phận hộp rác và giúp chúng tôi gần gũi với phần cứng. Một giải pháp chip duy nhất sẽ làm xáo trộn hầu hết hoạt động của SMPS và thúc đẩy khóa nhà cung cấp. PIC 12F682 8 pin được chọn vì kích thước và giá thành nhỏ (dưới $ 1). Có thể sử dụng bất kỳ bộ vi điều khiển nào (PIC / AVR) có bộ điều chế độ rộng xung phần cứng (PWM), hai bộ chuyển đổi kỹ thuật số tương tự (ADC) và tùy chọn tham chiếu điện áp (Vref bên trong hoặc bên ngoài). Tôi thích 8 pin 12F683 và sử dụng nó cho mọi thứ. Đôi khi, tôi đã sử dụng nó như một nguồn xung nhịp bên ngoài 8 Mhz chính xác cho các PIC cũ hơn. Tôi ước gì Microchip sẽ gửi cho tôi toàn bộ một ống trong số chúng. Việc xả pin và thay đổi nhiệt độ sẽ dẫn đến hiện tượng trôi điện áp. Để PIC duy trì điện áp đầu ra đã đặt (12 volt), cần tham chiếu điện áp ổn định. Đây cần phải là tham chiếu điện áp rất thấp để nó có hiệu quả trong phạm vi đầu ra từ 3 pin AA. Ban đầu dự kiến sử dụng một diode zener 2,7 volt, nhưng cửa hàng điện tử địa phương đã có một diode "stistor" 2 volt. Nó được sử dụng giống như một tham chiếu zener, nhưng được chèn "ngược" (thực tế là chuyển tiếp). Điện trở dao động dường như khá hiếm (và đắt, ~ 0,75 xu euro), vì vậy chúng tôi đã tạo ra phiên bản thứ hai với tham chiếu 2,5 volt từ vi mạch (MCP1525). Nếu bạn không có quyền truy cập vào tham chiếu điện trở hoặc Microchip (hoặc TO-92 khác), có thể sử dụng zener 2,7 volt. Phản hồi điện áp Có hai mạch phản hồi điện áp kết nối với chân ADC trên PIC. Đầu tiên cho phép PIC cảm nhận điện áp đầu ra. PIC tạo xung cho bóng bán dẫn để đáp ứng các phép đo này, duy trì số đọc mong muốn trên ADC (tôi gọi đây là 'điểm đặt'). PIC đo điện áp pin thông qua giây (tôi sẽ gọi đây là điện áp cung cấp hoặc Vsupply). Thời gian sử dụng cuộn cảm tối ưu phụ thuộc vào điện áp cung cấp. Phần sụn PIC đọc giá trị ADC và tính toán thời gian tối ưu cho bóng bán dẫn và cuộn cảm (giá trị chu kỳ / chu kỳ nhiệm vụ của PWM). Có thể nhập các giá trị chính xác vào PIC của bạn, nhưng nếu nguồn điện bị thay đổi, các giá trị không còn tối ưu nữa. Trong khi chạy bằng pin, điện áp sẽ giảm khi pin xả, đòi hỏi thời gian sử dụng lâu hơn. Giải pháp của tôi là để PIC tính toán tất cả những điều này và đặt các giá trị của riêng nó. Cả hai bộ chia đều được thiết kế sao cho phạm vi điện áp dưới tham chiếu 2,5 volt. Điện áp cung cấp được chia cho một điện trở 100K và 22K, cho 0,81 ở 4,5 volt (pin mới) đến 0,54 ở 3 volt (pin chết). Đầu ra / điện áp cao được chia qua các điện trở 100K và 10K (22K cho đầu ra USB). Chúng tôi đã loại bỏ điện trở tông đơ được sử dụng trong nixie SMPS. Điều này làm cho việc điều chỉnh ban đầu có một chút sai sót, nhưng loại bỏ một thành phần lớn. Ở đầu ra 12 volt, phản hồi là khoảng 1 volt. FET / SwitchFET là 'công tắc' tiêu chuẩn trong SMPS. FET chuyển đổi hiệu quả nhất ở điện áp cao hơn điện áp được cung cấp bởi 3 pin AA. Thay vào đó, một bóng bán dẫn Darlington đã được sử dụng vì nó là một thiết bị chuyển mạch dòng điện. TIP121 có mức tăng tối thiểu 1000 Ã ¢ Â € Â “bất kỳ bóng bán dẫn tương tự nào có thể được sử dụng. Một diode đơn giản (1N4148) và điện trở (1K) bảo vệ chân PIC PWM khỏi bất kỳ điện áp lạc nào đến từ đế bóng bán dẫn. Coil dẫn Tôi khá thích các cuộn cảm nguồn C&D có sẵn tại Mouser. Chúng nhỏ và rẻ. Đối với phiên bản USB của bộ sạc, một cuộn cảm 220uH đã được sử dụng (22R224C). Phiên bản firewire sử dụng cuộn cảm 680 uH (22R684C). Các giá trị này đã được chọn thông qua thử nghiệm. Về mặt lý thuyết, bất kỳ cuộn cảm giá trị nào cũng sẽ hoạt động nếu phần sụn PIC được cấu hình đúng cách. Tuy nhiên, trong thực tế, cuộn dây bị rung với giá trị nhỏ hơn 680uH trong phiên bản firewire. Điều này có lẽ liên quan đến việc sử dụng bóng bán dẫn, thay vì FET, làm công tắc. Tôi sẽ đánh giá rất cao bất kỳ lời khuyên của chuyên gia nào trong lĩnh vực này. Diode chỉnh lưu Một bộ chỉnh lưu 1 amp siêu nhanh / cực nhanh 100 volt giá rẻ của Mouser (xem danh sách phần) đã được sử dụng. Có thể sử dụng các bộ chỉnh lưu điện áp thấp khác. Đảm bảo rằng diode của bạn có điện áp chuyển tiếp thấp và phục hồi nhanh (30ns dường như hoạt động tốt). Schottky phù hợp sẽ hoạt động tốt, nhưng hãy chú ý đến nhiệt, chuông và EMI. Joe trên danh sách gửi thư mã chuyển mạch đề xuất: (trang web: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Tôi nghĩ vì Schottky nhanh hơn và có điện dung tiếp giáp cao như bạn đã nói, bạn có thể nhận được nhiều chuông hơn một chút và EMI. Tuy nhiên, nó sẽ hiệu quả hơn. Hmm, tôi tự hỏi nếu bạn sử dụng 1N5820, sự cố 20v có thể thay thế điốt Zener của bạn nếu bạn yêu cầu dòng điện thấp cho Ipod của mình. "Tụ điện đầu vào / đầu ra và bảo vệ. Một đầu vào điện phân 100uf / 25v tụ điện dự trữ năng lượng cho cuộn cảm. Một tụ điện có màng kim loại 47uf / 63v và 0,1uf / 50V làm phẳng điện áp đầu ra. Một zener 5,1 volt 1 watt được đặt giữa điện áp đầu vào và mặt đất. Trong sử dụng bình thường, 3 AA không bao giờ được cung cấp 5,1 volt. Nếu người dùng quản lý quá nguồn bo mạch, zener sẽ kẹp nguồn cung cấp xuống 5,1 volt. Điều này sẽ bảo vệ PIC khỏi bị hư hại cho đến khi zener cháy hết. Một điện trở có thể thay thế dây nhảy để tạo thành một bộ điều chỉnh điện áp zener thực sự, nhưng sẽ kém hiệu quả hơn (xem phần PCB). Để bảo vệ iPod, một diode zener 24 volt 1 watt đã được thêm vào giữa đầu ra và mặt đất. Trong sử dụng bình thường, diode này không nên làm gì cả. Nếu có gì đó xảy ra sai lầm khủng khiếp (điện áp đầu ra tăng lên 24) thì diode này sẽ kẹp nguồn cung cấp ở 24 volt (thấp hơn nhiều so với mức tối đa của firewire là 30 volt). Cuộn cảm được sử dụng có đầu ra tối đa ~ 0,8 watt ở 20 vôn, do đó, một zener 1watt sẽ tiêu tan bất kỳ điện áp dư thừa nào mà không bị cháy.

Bước 3: PCB

LƯU Ý có hai phiên bản PCB, một phiên bản cho tham chiếu điện áp zener / điện trở ổn định và một cho tham chiếu điện áp MCP1525. Phiên bản MCP là phiên bản "được ưu tiên" sẽ được cập nhật trong thời gian tới. Chỉ có một phiên bản USB, sử dụng MCP vref, được tạo ra, đây là một PCB khó thiết kế. Có một không gian hạn chế còn lại trong hộp thiếc của chúng tôi sau khi khối lượng của 3 pin AA bị trừ đi. Thiếc được sử dụng không phải là thiếc altoids chính hãng, nó là một hộp bạc hà miễn phí quảng cáo cho một trang web. Nó phải có kích thước tương đương với một hộp thiếc altoids. Không có hộp thiếc Altoids nào được tìm thấy ở Hà Lan. Giá đỡ pin bằng nhựa từ cửa hàng điện tử địa phương được sử dụng để chứa 3 pin AA. Các đầu mối được hàn trực tiếp vào các clip trên đó. Nguồn điện được cung cấp cho PCB thông qua hai lỗ jumper, giúp việc đặt pin trở nên linh hoạt. Một giải pháp tốt hơn có thể là một số loại kẹp pin có thể gắn PCB đẹp. Tôi không tìm thấy chúng. Đèn LED bị bẻ cong 90 độ để tạo ra một lỗ trên hộp thiếc. TIP121 cũng được uốn cong 90 độ, nhưng không được đặt bằng phẳng !!! ** Một diode và hai điện trở được chạy dưới bóng bán dẫn để tiết kiệm không gian. Trong hình, bạn có thể thấy bóng bán dẫn bị uốn cong, nhưng được hàn để nó nổi một cm trên các thành phần. Để tránh tình cờ bị quần sịp, hãy che khu vực này bằng keo nóng hoặc một miếng vải dính cao su. Tham chiếu điện áp MCP1525 nằm dưới TIP121 trong phiên bản MCP của PCB. Nó làm cho một miếng đệm rất hiệu quả. 3 thành phần đã được đặt ở mặt sau: nắp tách cho PIC và hai zen lớn (24 volt và 5.1volt). Chỉ cần một dây jumper (2 cho phiên bản MCP). Trừ khi bạn muốn thiết bị chạy liên tục, hãy đặt một công tắc nhỏ cùng dây với dây dẫn từ nguồn pin đến bảng mạch. Một công tắc không được gắn trên PCB để tiết kiệm không gian và giữ cho vị trí linh hoạt. ** Eagle có giới hạn định tuyến đối với gói đến-220 làm gián đoạn mặt đất. Tôi đã sử dụng trình soạn thảo thư viện để loại bỏ giới hạn b và các lớp khác khỏi dấu chân TIP121. Bạn cũng có thể thêm dây jumper để giải quyết vấn đề này nếu bạn, giống như tôi, ghét trình soạn thảo thư viện Eagle. Cuộn dây dẫn và dấu chân được sửa đổi thành 220 nằm trong thư viện Eagle có trong kho lưu trữ của dự án.) C1 0,1uF / 10VC2 100uF / 25VC3 0,1uF / 50VC4 47uF / 63V (mouser # 140-XRL63V47, $ 0,10) Diode chỉnh lưu D1 SF12 (mouser # 821-SF12), $ 0,22 -hoặc những người khácD2 1N4148 điốt tín hiệu nhỏ (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) Ổ cắm nhúng IC1 PIC 12F683 & 8 chân cắm (ổ cắm tùy chọn / khuyến nghị, tổng ~ $ 1,00) L1 (Firewire) 22R684C 680uH / cuộn dây cuộn cảm 0,25 amp (mouser # 580-22R684C, $ 0,59) L1 (USB) 22R224C 220uH / 0.49amp cuộn dây dẫn (mouser # 580-22R224C, $ 0,59) Trình điều khiển LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Darlington hoặc tương tựR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVREF phiên bản PCB1525 (MCP MCP1525 phiên bản MCP1525) (mouser # 579-MCP1525ITO, $ 0,55) -hoặc- 2,7 volt / 400ma zener với điện trở 10K (R3) (zener phiên bản tham chiếu PCB) -hoặc- 2 volt ổn áp với điện trở 10K (R3) (zener phiên bản tham chiếu PCB) X1 Firewire / IEEE1394 6 pin góc vuông, đầu nối ngàm ngang PCB: Kobiconn (mouser # 154-FWR20, $ 1,85) -hoặc- EDAC (mouser # 587-693-006-620-003, $ 0,93)

Bước 4: PHẦN MỀM

FIRMWARECác chi tiết đầy đủ của phần sụn SMPS được nêu trong hướng dẫn nixie SMPS. Đối với tất cả các phép toán và chi tiết bẩn của SMPS, hãy đọc hướng dẫn bộ chuyển đổi tăng cường ống nixie của tôi: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Phần mềm được viết bằng MikroBasic, trình biên dịch miễn phí cho chương trình lên đến 2K (https://www.mikroe.com/). Nếu bạn cần một lập trình viên PIC, hãy xem xét bảng lập trình JDM2 nâng cao của tôi cũng được đăng tại hướng dẫn (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 / ??. PIC ghi các giá trị đọc ADC, chu kỳ nhiệm vụ và chu kỳ vào EEPROM. Điều này cho phép chụp một số sự cố và giúp chẩn đoán các lỗi nghiêm trọng. Địa chỉ EEPROM 0 là con trỏ ghi. Một bản ghi 4 byte được lưu mỗi khi SMPS được khởi động (lại). 2 byte đầu tiên là ADC cao / thấp, byte thứ ba là 8 bit thấp hơn của giá trị chu kỳ nhiệm vụ, byte thứ tư là giá trị chu kỳ. Tổng cộng 50 hiệu chuẩn (200 byte) được ghi lại trước khi con trỏ ghi cuộn qua và bắt đầu lại tại địa chỉ EEPROM 1. Nhật ký gần đây nhất sẽ được đặt tại con trỏ-4. Chúng có thể được đọc ra khỏi chip bằng bộ lập trình PIC. 55 byte phía trên được để trống cho các cải tiến trong tương lai.5. PIC đi vào vòng lặp vô tận - giá trị phản hồi điện áp cao được đo. Nếu nó thấp hơn giá trị mong muốn, các thanh ghi chu kỳ nhiệm vụ PWM sẽ được tải với giá trị được tính toán - LƯU Ý: hai bit dưới là quan trọng và phải được tải vào CPP1CON, 8 bit trên đi vào CRP1L. Nếu phản hồi cao hơn giá trị mong muốn, PIC tải thanh ghi chu kỳ nhiệm vụ bằng 0. Đây là hệ thống 'bỏ qua xung'. Tôi quyết định bỏ qua xung vì hai lý do: 1) ở tần số cao như vậy không có nhiều độ rộng nhiệm vụ để chơi (0-107 trong ví dụ của chúng tôi, ít hơn nhiều ở điện áp cung cấp cao hơn) và 2) có thể điều chế tần số và cung cấp nhiều chỗ hơn để điều chỉnh (trong ví dụ của chúng tôi là 35-255), nhưng CHỈ CÓ NHIỆM VỤ ĐƯỢC HỖ TRỢ GẤP ĐÔI TRONG PHẦN CỨNG. Thay đổi tần số trong khi PWM đang hoạt động có thể có những tác động 'kỳ lạ'. 1. Các kết nối chân được thay đổi. Một đèn LED bị loại bỏ, một chỉ báo đèn LED duy nhất được sử dụng. Ghim ra được hiển thị trong hình ảnh. Mô tả màu đỏ là chỉ định chân PIC mặc định không thể thay đổi. 2. Bộ chuyển đổi kỹ thuật số tương tự hiện được tham chiếu đến điện áp bên ngoài trên chân 6, thay vì điện áp nguồn. Phần sụn mới thực hiện phép đo điện áp nguồn vài phút một lần và cập nhật cài đặt bộ điều biến độ rộng xung. "Hiệu chuẩn lại" này giữ cho cuộn cảm hoạt động hiệu quả khi pin xả.4. Bộ dao động nội bộ được đặt thành 4 MHz, tốc độ hoạt động an toàn vào khoảng 2,5 volt.5. một PIC mới. Dễ nắm bắt hơn cho người mới bắt đầu. 6 Thời gian phóng điện dẫn (thời gian tắt) hiện đã được tính toán trong phần sụn. Hệ số nhân trước đó (một phần ba thời gian) không đủ cho các mức tăng nhỏ như vậy. Cách duy nhất để duy trì hiệu quả trong suốt quá trình xả pin là mở rộng chương trình cơ sở để tính toán thời gian tắt thực sự. Các sửa đổi là thử nghiệm, nhưng kể từ đó đã được tích hợp vào phần sụn cuối cùng. Từ TB053, chúng tôi tìm ra phương trình thời gian tắt: 0 = ((volts_in-volts_out) / coil_uH) * fall_time + coil_amps Mangle này thành: fall_time = L_Ipeak / (Volts_out-Volts_in) trong đó: L_Ipeak = coil_uH * coil_ampsL_Ipeak là một hằng số đã được sử dụng trong phần sụn (xem phần phần sụn). Volts_in đã được tính toán để xác định điện dẫn đúng thời gian. Volts_out là một hằng số đã biết (5 / USB hoặc 12 / Firewire). Điều này sẽ hoạt động đối với tất cả các giá trị dương của V_out-V_in. Nếu bạn nhận được các giá trị âm, bạn sẽ gặp rắc rối lớn hơn! Tất cả các phương trình được tính toán trong bảng tính trợ giúp đi kèm với NIXIE smps có thể hướng dẫn. Dòng sau đã được thêm vào phần hằng số của phần sụn được mô tả trong bước CALIBRATION: const v_out dưới dạng điện áp đầu ra byte = 5 'để xác định thời gian tắt

Bước 5: HẠCH TOÁN

Một số bước hiệu chỉnh sẽ giúp bạn tận dụng tối đa bộ sạc. Các giá trị đo được của bạn có thể thay thế các giá trị của tôi và được biên dịch vào phần sụn. Các bước này là tùy chọn (ngoại trừ tham chiếu điện áp), nhưng sẽ giúp bạn tận dụng tối đa nguồn điện của mình. Bảng tính bộ sạc ipod sẽ giúp bạn thực hiện hiệu chuẩn.const v_out dưới dạng điện áp đầu ra byte = 12 'để xác định thời gian tắt, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref dưới dạng float = 2,5' 2,5 cho MCP1525, 1,72 cho điện trở đầu ra của tôi, ~ 2,7 cho a zener.const supply_ratio as float = 5.54 '. word = 447 'điểm đặt điện áp đầu ra Các giá trị này có thể được tìm thấy ở đầu mã phần sụn. Tìm các giá trị và thiết lập như sau: V_out Đây là điện áp đầu ra chúng ta muốn đạt được. Biến này sẽ KHÔNG tự thay đổi điện áp đầu ra. Giá trị này được sử dụng để xác định khoảng thời gian cuộn cảm cần để phóng điện hoàn toàn. Đây là một cải tiến được thực hiện cho phần sụn USB đã được chuyển sang phiên bản firewire. Nhập 12, đó là điện áp đích của firewire của chúng tôi (hoặc 5 đối với USB). Xem Phần vững: Thay đổi: Bước 6 để biết chi tiết đầy đủ về phần bổ sung này. v_ref Đây là tham chiếu điện áp của ADC. Điều này là cần thiết để xác định điện áp cung cấp thực tế và tính toán thời gian sạc cuộn cảm. Nhập 2,5 cho MCP1525 hoặc đo điện áp chính xác. Đối với tham chiếu zener hoặc bóng bán dẫn, hãy đo điện áp chính xác: 1. GIỚI THIỆU CHÈN PIC - Kết nối dây từ đất (ổ cắm PIN8) với chân ổ cắm 5. Điều này ngăn cuộn cảm và bóng bán dẫn nóng lên khi đang bật nguồn, nhưng PIC thì 2. Lắp pin / bật nguồn.3. Sử dụng đồng hồ vạn năng đo điện áp giữa chân tham chiếu điện áp PIC (chân cắm PIN6) và đất (chân cắm 8). Giá trị chính xác của tôi là 1,7 vôn đối với điện trở dao động và 2,5 vôn đối với MSP1525. Nhập giá trị này làm hằng số v_ref trong firmware.supply_ratio Bộ chia điện áp cung cấp bao gồm một điện trở 100K và 22K. Về mặt lý thuyết, phản hồi phải bằng điện áp cung cấp chia cho 5,58 (xem Bảng 1. Tính toán mạng phản hồi điện áp cung cấp). Trong thực tế, điện trở có nhiều dung sai khác nhau và không phải là giá trị chính xác. Để tìm tỷ lệ phản hồi chính xác: 4. Đo điện áp cung cấp (Nguồn cung cấp V) giữa chân ổ cắm 1 và đất (chân ổ cắm 8) hoặc giữa các cực của pin. 5 Đo điện áp phản hồi nguồn cung cấp (SFB V) giữa chân ổ cắm 3 và nối đất (chân ổ cắm 8).6. Chia Nguồn cung cấp V bởi SFB V để có được tỷ lệ chính xác. Bạn cũng có thể sử dụng "Bảng 2. Hiệu chuẩn phản hồi điện áp cung cấp".7. Nhập giá trị này làm hằng số cung cấp_FB trong phần sụn.osc_freq Chỉ đơn giản là tần số dao động. Bộ dao động 8Mhz bên trong 12F683 được chia cho 2, tốc độ hoạt động an toàn đến khoảng 2,5 volt. 8. Nhập giá trị 4. L_Ipeak Nhân cuộn dây cuộn cảm uH bằng amps liên tục lớn nhất để nhận được giá trị này. Trong ví dụ, 22r684C là cuộn dây 680uH với định mức liên tục 0,25 amps. 680 * 0,25 = 170 (làm tròn đến số nguyên thấp hơn nếu cần). Việc nhân giá trị ở đây sẽ loại bỏ một biến dấu phẩy động 32 bit và phép tính nếu không sẽ phải thực hiện trên PIC. Giá trị này được tính trong "Bảng 3: Tính toán cuộn dây".9. Nhân của cuộn dây cảm ứng uH bằng amps liên tục lớn nhất: cuộn dây 680uH với định mức 0,25 ampe liên tục = 170 (sử dụng số nguyên thấp nhất tiếp theo - 170).10. Nhập giá trị này làm hằng số L_Ipeak trong firmware.fb_value Đây là giá trị số nguyên thực tế mà PIC sẽ sử dụng để xác định xem đầu ra điện áp cao là cao hơn hay thấp hơn mức mong muốn. Chúng ta cần tính toán điều này vì chúng ta không có điện trở của tông đơ để điều chỉnh tốt. 11. Sử dụng Bảng 4 để xác định tỷ số giữa điện áp đầu ra và phản hồi. (11.0) 12. Tiếp theo, nhập tỷ lệ này và tham chiếu điện áp chính xác của bạn trong "Bảng 5. Giá trị đặt ADC phản hồi điện áp cao" để xác định fb_value. (447 với tham chiếu 2,5 vôn). 13. Sau khi bạn lập trình PIC, hãy kiểm tra điện áp đầu ra. Bạn có thể cần phải thực hiện các điều chỉnh nhỏ đối với giá trị đặt phản hồi và biên dịch lại phần sụn cho đến khi bạn nhận được đầu ra chính xác 12 volt. Bạn cũng không được nghe thấy âm thanh đổ chuông từ cuộn dây cảm ứng. Cả hai điều kiện này đều cho thấy lỗi hiệu chuẩn. Kiểm tra nhật ký dữ liệu trong EEPROM để giúp xác định vị trí vấn đề của bạn có thể xảy ra.

Bước 6: KIỂM TRA

Có một phần mềm cơ sở cho PIC 16F737 và một ứng dụng VB nhỏ có thể được sử dụng để ghi lại các phép đo điện áp trong thời gian sử dụng của pin. 16F737 phải được kết nối với cổng nối tiếp PC với MAX203. Cứ sau 60 giây, điện áp nguồn, điện áp đầu ra và điện áp tham chiếu có thể được ghi vào PC. Một biểu đồ đẹp có thể được thực hiện cho thấy mỗi điện áp thông qua thời gian sạc. Điều này không bao giờ được sử dụng vì bộ sạc không bao giờ hoạt động. Mọi thứ đều được xác minh để hoạt động. Phần sụn thử nghiệm và một chương trình cơ bản trực quan nhỏ để ghi kết quả đầu ra, được bao gồm trong kho lưu trữ của dự án. Tôi sẽ để lại dây cho bạn.

Bước 7: BIẾN TẦN: USB

Có thể có phiên bản USB với một vài sửa đổi. Sạc qua USB không phải là một tùy chọn cho iPod 3G có sẵn để thử nghiệm. USB cung cấp 5,25-4,75 volt, mục tiêu của chúng tôi là 5 volt. Dưới đây là những thay đổi cần thực hiện: 1. Hoán đổi trong đầu nối USB loại 'A' (mouser # 571-7876161, $ 0,85) 2. Thay đổi bộ chia điện trở điện áp đầu ra (thay đổi R2 (10K) thành 22K).3. Thay đổi zener bảo vệ đầu ra (D3) thành 5,6 volt 1 watt (mouser # 78-1N4734A, $ 0,07). Một zener 5,1 volt sẽ chính xác hơn, nhưng zors có lỗi như điện trở. Nếu chúng tôi cố gắng đạt mục tiêu 5 volt và zener 5,1 volt của chúng tôi có lỗi 10% ở mức thấp, tất cả những nỗ lực của chúng tôi sẽ bị đốt cháy trong zene.4. Thay đổi cuộn dây dẫn (L1) thành 220uH, 0,49amp (mouser # 580 -22R224C, 0,59 đô la). Nhập hằng số hiệu chuẩn mới, theo phần hiệu chuẩn: Đặt V_out thành 5 volt. Bước 8 & 9: L_Ipeak = 220 * 0,49 = 107,8 = 107 (làm tròn đến số nguyên thấp nhất tiếp theo, nếu được yêu cầu).5. Sửa đổi điểm đặt đầu ra, tính toán lại Bảng 4 và Bảng 5 trong bảng tính. Bảng 4 - nhập 5 volt làm đầu ra và thay thế điện trở 10K bằng 22K (theo bước 2). Chúng tôi thấy rằng ở đầu ra 5 volt, với mạng chia 100K / 22K, phản hồi (E1) sẽ là 0,9 volt. Tiếp theo, thực hiện bất kỳ thay đổi nào đối với tham chiếu điện áp trong Bảng 5 và tìm điểm đặt ADC. Với tham chiếu 2,5 volt (MCP1525), điểm đặt là 369,6 Hằng số mẫu cho phiên bản USB: const v_out as byte = 5 'điện áp đầu ra để xác định thời gian tắt, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float = 2,5' 2,5 cho MCP1525, 1,72 đối với điện trở dao động của tôi, ~ 2.7 đối với zener.const cung_ratio as float = 5.54 'hệ số cung cấp tỷ lệ, hiệu chỉnh để có độ chính xác tốt hơn osc_freq như float = 4' tần số dao động 107, làm tròn xuống) const fb_value as word = 369 'điểm đặt điện áp đầu ra Phần mềm và PCB cho phiên bản USB được bao gồm trong kho lưu trữ dự án. Chỉ có phiên bản tham chiếu điện áp MCP được chuyển đổi thành USB.