Växlingsläge avbryter IPOD -laddare med 3 'AA' batterier: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Målet med detta projekt var att bygga en effektiv Altoids tin iPod (firewire) laddare som går på 3 (laddningsbara) 'AA' batterier. Detta projekt startade som ett samarbete med Sky om PCB -design och konstruktion, och jag om krets och firmware. Som det är kommer den här designen inte att fungera. Det presenteras här i andan av "konceptet med ett derivatprojekt" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- ett projekt som använder ett annat projekt som ett steg sten för ytterligare förfining, förbättring eller tillämpning på ett helt annat problem. Gemenskapen av DIYare som vi alla är en del av kan verkligen göra fantastiska saker som fungerar tillsammans som en gemenskap. Innovation händer sällan i ett vakuum. Det uppenbara nästa steget är att låta samhället hjälpa till att förfina och utveckla idéer som ännu inte är redo att vara färdiga projekt. " Vi skickar in detta nu så att andra iPod -entusiaster kan hämta var vi slutade. Det finns (minst) två anledningar till att laddaren _ inte fungerar_: 1. Transistorn låter inte tillräckligt med ström flöda för att ladda induktorn helt. Det andra alternativet är en FET, men en FET behöver minst 5 volt för att slå på helt. Detta diskuteras i SMPS -avsnittet. Induktorn är helt enkelt inte tillräckligt stor. Laddaren producerar inte tillräckligt med ström för iPod. Vi hade inte ett exakt sätt att mäta iPod -laddningsströmmen (spara den ursprungliga laddningskabeln) förrän våra delar kom från Mouser. De rekommenderade induktorerna är inte tillräckligt stora för detta projekt. En lämplig substitution kan vara spolen Nick de Smith använder på sin MAX1771 SMPS. Det är en 2 eller 3 ampers spole från digikey: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) Denna enhet kan ge en liten mängd ström till en USB- eller firewire -enhet, men inte tillräckligt för att ladda en (3G) iPod. Det kommer att driva, men inte ladda, en helt död 3G iPod.

Steg 1: Växlingsläge avbryter IPOD -laddare med 3 'AA' batterier

Målet med detta projekt var att bygga en effektiv Altoids tin iPod (firewire) laddare som går på 3 (laddningsbara) 'AA' batterier. Firewire levererar 30 volt oreglerat. En iPod kan använda 8-30 volt DC. För att få detta från 3 AA -batterier behöver vi en spänningsförstärkare. I denna instruerbara funktion används en switch -strömförsörjning baserad på en mikrokontroller. Standard ansvarsfriskrivning gäller. Högspänning….dödligt… etc. Tänk på hur mycket din iPod är värd för dig innan du ansluter den till denna lilla stun gun i en burk. För alla matematiska och smutsiga detaljer i SMPS, läs nixie tube boost converter instruerbar: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS Läs vidare för att se hur nixie -rörets SMPS -design anpassades till en iPod -laddare….

Massor av tidigare arbeten inspirerade detta projekt. En av de första DIY -laddarna använde en kombination av 9 volt och AA -batterier för att ladda en iPod genom firewire -porten (fungerar för alla iPods, obligatoriskt för 3G iPods): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Denna design har problemet med ojämn urladdning bland batterierna. En uppdaterad version använde endast 9 volt batterier: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3Designen nedan visade sig på Make och Hackaday medan denna instruerbara skrevs. Det är en enkel design för en 5 volts USB -laddare (den här typen laddar inte tidigare iPods, till exempel 3G). Den använder ett 9 volts batteri med en 7805 5 volts regulator. En stabil 5 volt tillhandahålls, men de extra 4 volt från batteriet bränns av som värme i regulatorn. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPS Alla dessa mönster har en sak gemensamt: 9 volt batterier. Jag tycker att 9 volt är tjusiga och dyra. När jag undersökte detta instruerbara noterade jag att en 'Energizer' NiMH 9 volt bara är märkt 150 mAh. 'Duracell' gör inte laddningsbara 9 volt. En 'Duracell' eller 'Energizer' NiMH 'AA' har en hälsosam effekt på 2300 mAh eller mer (upp till 2700 mAh betyg på nyare laddningsbara batterier). I en nypa finns tillgängliga alkaliska AA -batterier överallt till ett rimligt pris. Genom att använda 3 'AA' batterier ger vi 2700mAh vid ~ 4 volt, jämfört med 150mAh vid 9 eller 18 (2x9 volt) volt. Med denna mycket kraft kan vi leva med omkopplingsförluster och extra energi som äts upp av SMPS -mikrokontrollern.

Steg 2: SMPS

Illustrationen nedan är utdrag från TB053 (en trevlig applikationsanteckning från Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Den beskriver den grundläggande principen bakom SMPS. En mikrokontroller grundar en FET (Q1), så att en laddning kan byggas in i induktor L1. När FET är avstängd strömmar laddningen genom diod D1 till kondensatorn C1. Vvfb är en spänningsdelningsåterkoppling som gör att mikrokontrollern kan övervaka högspänningen och aktivera FET efter behov för att bibehålla önskad spänning. Vi vill att mellan 8 och 30 volt ska ladda en iPod via firewire -porten. Låt oss designa denna SMPS för 12 volt utgång. Detta är inte en omedelbart dödlig spänning, men väl inom firewires spänningsområde. Mikrokontroller Det finns flera lösningar som kan öka spänningen från några batterier till 12 (eller mer) volt. Detta projekt är INTE baserat på en av dessa. Istället kommer vi att använda en programmerbar mikrokontroller från Microchip, PIC 12F683. Detta låter oss designa SMPS med skräpboxdelar och håller oss nära hårdvaran. En enda chip-lösning skulle dölja det mesta av driften av SMPS och främja leverantörens låsning. Den 8 -stifts PIC 12F682 valdes för sin lilla storlek och kostnad (mindre än $ 1). Vilken mikrokontroller som helst kan användas (PIC/AVR) som har en hårdvarupulsbreddsmodulator (PWM), två analoga digitala omvandlare (ADC) och ett spänningsreferensalternativ (intern eller extern Vref). Jag älskar 8 -stifts 12F683 och använder den till allt. Ibland har jag använt den som en extern 8 Mhz extern klocka för äldre PIC. Jag önskar att Microchip skulle skicka mig ett helt rör av dem. Spänningsreferens Enheten är batteridriven. Batteriladdning och temperaturförändring leder till spänningsdrift. För att PIC ska bibehålla en inställd utspänning (12 volt) krävs en stabil spänningsreferens. Detta måste vara en mycket låg spänningsreferens så att den är effektiv över utgångsområdet från 3 AA -batterier. En 2,7 volt zenerdiod var ursprungligen planerad, men den lokala elektronikbutiken hade en 2 volt "stabistor" -diod. Den användes på samma sätt som en zenerreferens, men infogades "bakåt" (faktiskt framåt). Stabistorn verkar vara ganska sällsynt (och dyr, ~ 0,75 euro cent), så vi gjorde en andra version med en 2,5 volt referens från mikrochip (MCP1525). Om du inte har tillgång till stabistor eller Microchip (eller annan TO-92) referens kan en 2,7 volts zener användas. Spänningsåterkoppling Det finns två spänningsåterkopplingskretsar som ansluts till ADC-stiften på PIC. Den första tillåter PIC att känna av utspänning. PIC pulserar transistorn som svar på dessa mätningar och bibehåller en önskad numerisk avläsning på ADC (jag kallar detta "börvärde"). PIC mäter batterispänningen genom den andra (jag kallar denna matningsspänning eller Vsupply). Optimal induktor i tid beror på matningsspänningen. PIC-firmware läser ADC-värdet och beräknar den optimala tidpunkten för transistorn och induktorn (värdena för period/driftcykel för PWM). Det är möjligt att ange exakta värden i din PIC, men om strömförsörjningen ändras är värdena inte längre optimala. Medan batterierna minskar kommer spänningen att minska när batterierna laddas ur, vilket kräver en längre tid. Min lösning var att låta PIC beräkna allt detta och ange sina egna värden. Båda delarna utformades så att spänningsområdet ligger långt under 2,5 volt referensen. Matningsspänningen divideras med ett 100K och 22K motstånd, vilket ger 0,81 vid 4,5 volt (färska batterier) till 0,54 vid 3 volt (döda batterier). Utgången/högspänningen är uppdelad genom 100K och 10K motstånd (22K för USB -utgång). Vi eliminerade trimmermotståndet som används i nixie SMPS. Detta gör den första justeringen lite prickig, men eliminerar en stor komponent. Vid 12 volt utgång är återkopplingen cirka 1 volt. FET/SwitchFET är standard 'switch' i SMPS. FET växlar mest effektivt vid högre spänningar än de som levereras av 3 AA -batterier. En Darlington -transistor användes istället eftersom det är en strömomkopplad enhet. TIP121 har en förstärkning på minst 1000 - varje liknande transistor kan förmodligen användas. En enkel diod (1N4148) och motstånd (1K) skyddar PIC PWM -stiftet från eventuell spänning som kommer från transistorbasen. Induktor Coil Jag är ganska förtjust i C&D -effektinduktorerna som finns på Mouser. De är små och smutsiga billiga. För USB -versionen av laddaren användes en 220uH induktor (22R224C). Firewire -versionen använder en 680 uH induktor (22R684C). Dessa värden valdes genom experiment. Teoretiskt sett bör varje värdeinduktor fungera om PIC -firmware är korrekt konfigurerad. I verkligheten surrade dock spolen med värden mindre än 680uH i firewire -versionen. Detta är förmodligen relaterat till användningen av en transistor, istället för en FET, som omkopplare. Jag skulle uppskatta alla expertråd på detta område. Likriktardiod En billig super/ultra snabb 100 volt 1 amp likriktare från Mouser (se dellista) användes. Andra lågspänningslikriktare kan användas. Se till att din diod har en låg spänning framåt och snabb återhämtning (30ns verkar fungera bra). Rätt Schottky ska fungera bra, men se upp för värme, ringningar och EMI. Joe på switchlistens e -postlista föreslog: (webbplats: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Jag tror att eftersom Schottkys är snabbare och har hög korsningskapacitans som du sa, kan du få lite mer ringningar och EMI. Men det skulle vara mer effektivt. Hmm, jag undrar om du använde en 1N5820, 20v -sammanbrottet kan ersätta din Zener -diod om du behöver låg ström för din Ipod. "Ingångs-/utgångskondensatorer och ProtectionA 100uf/25v elektrolytisk ingång kondensatorn lagrar energi för induktorn. En 47uf/63v elektrolytisk och 0.1uf/50V metallfilmskondensator jämnar utspänningen. En 1 watt 5,1 volt zener placeras mellan ingångsspänningen och jord. Vid normal användning bör 3 AA aldrig ge 5,1 volt. Om användaren lyckas överdriva kortet kommer zenern att spänna matningen till 5,1 volt. Detta kommer att skydda PIC från skador - tills zenern brinner ut. Ett motstånd kan ersätta bygeln för att skapa en sann zenerspänningsregulator, men skulle vara mindre effektiv (se PCB -sektionen). För att skydda iPod: en 24 volt 1 watt zenerdiod tillsattes mellan utgången och jord. Vid normal användning bör denna diod inte göra någonting. Om något går fruktansvärt fel (utspänningen stiger till 24) bör denna diod spänna matningen med 24 volt (långt under firewire max 30 volt). Induktorn som används matar ut max ~ 0,8 watt vid 20 volt, så en 1 watts zener bör släppa ut eventuell överspänning utan att bränna ut.

Steg 3: PCB

OBS! Det finns två PCB -versioner, en för en zener/stabistor spänningsreferens och en för en MCP1525 spänningsreferens. MCP -versionen är den "föredragna" versionen som kommer att uppdateras i framtiden. Endast en USB -version, med hjälp av MCP vref, gjordes. Detta var ett svårt kretskort att designa. Det finns begränsat utrymme kvar i vårt tenn efter att volymen på 3 AA -batterier har dragits av. Tennet som används är inte ett äkta altoidtenn, det är en gratis låda med myntverk som marknadsför en webbplats. Den ska vara ungefär lika stor som en altoidburk. Det fanns inga Altoids -burkar i Nederländerna. En plastbatterihållare från den lokala elektronikbutiken användes för att rymma de 3 AA -batterierna. Ledningar löddes direkt på klämmorna på den. Strömförsörjning till kretskortet genom de två bygelhålen, vilket gör batteriets placering flexibel. En bättre lösning kan vara något slags fina PCB -monterade batteriklämmor. Jag har inte hittat dessa. LED: n är böjd i 90 grader för att gå ut ur ett hål i plåten. TIP121 är också böjd i 90 grader, men inte platt !!! ** En diod och två motstånd körs under transistorn för att spara utrymme. På bilden kan du se att transistorn är böjd, men lodad så att den svävar en centimeter över komponenterna. För att undvika oavsiktliga shorts, täck detta område med varmt lim eller en gnutta av de gummiliknande klibbiga klisterpåsarna. Spänningsreferensen MCP1525 finns under TIP121 i MCP -versionen av kretskortet. Det gör en mycket effektiv distans. Tre komponenter sattes på baksidan: frikopplingskåpan för PIC och de två stora zenrarna (24 volt och 5,1 volt). Endast en bygelkabel behövs (2 för MCP-versionen). Om du inte vill köra enheten kontinuerligt, sätt en liten strömbrytare i linje med kabel från batteriet till kretskortet. En omkopplare monterades inte på kretskortet för att spara utrymme och hålla placeringen flexibel. ** Eagle har en routningsbegränsning på paketet till-220 som avbryter markplanet. Jag använde biblioteksredigeraren för att ta bort b-restrict och andra lager från TIP121-fotavtrycket. Du kan också lägga till en bygelkabel för att lösa detta problem om du, precis som jag, hatar eagle library editor. Induktorspole och modifierat till 220-fotavtryck finns i Eagle-biblioteket som ingår i projektarkivet. Deltagarlista (Mouser-artikelnummer finns för vissa delar, andra kom ur skräpboxen): Delvärde (spänningsbetyg är lägsta, större är okej) C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, $ 0.10) D1 Likriktardiod SF12 (mouser #821-SF12), $ 0.22 -eller- andra D2 1N4148 liten signaldiod (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-stifts diputtag (uttag valfritt/rekommenderas, ~ $ 1,00 totalt) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp induktorspole (mouser # 580-22R684C, $ 0,59) L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp induktorspole (mouser # 580-22R224C, $ 0.59) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Darlington-drivrutin eller liknandeR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR1 1KVP1 (mouser #579-MCP1525ITO, $ 0,55) -eller- 2,7 volt/400ma zener med 10K motstånd (R3) (zener referens version PCB) -eller- 2 volt stabistor med 10K motstånd (R3) (zener referens version PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6-stifts rätvinklig, horisontell kontakt för PCB-fäste: Kobiconn (mouser #154-FWR20, $ 1.85) -eller- EDAC (musen #587-693-006-620-003, $ 0.93)

Steg 4: FIRMWARE

FIRMWARE Fullständiga detaljer om SMPS -firmware beskrivs i nixie SMPS -instruktionen. För alla matematiska och smutsiga detaljer om SMPS, läs min nixie tube boost -omvandlare instruerbar: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Firmware är skriven i MikroBasic, kompilatorn är gratis för program upp till 2K (https://www.mikroe.com/). Om du behöver en PIC -programmerare, överväg att mitt förbättrade JDM2 -programmerarkort också finns på instruktörer (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Basic firmware -drift: 1. När strömförsörjningen startar PIC.2. PIC fördröjs i 1 sekund för att låta spänningar stabiliseras.3. PIC läser matningsspänningsåterkopplingen och beräknar optimal driftcykel och periodvärden.4. PIC loggar värdena för ADC -avläsning, driftscykel och period till EEPROM. Detta möjliggör viss felsökning och hjälper till att diagnostisera katastrofala fel. EEPROM -adressen 0 är skrivpekaren. En 4 bytes logg sparas varje gång SMPS startas (om). De första 2 byten är ADC hög/låg, tredje byte är lägre 8 bitar av arbetscykelvärde, fjärde byte är periodvärdet. Totalt 50 kalibreringar (200 byte) loggas innan skrivpekaren rullar över och börjar igen vid EEPROM-adress 1. Den senaste loggen kommer att finnas vid pekaren-4. Dessa kan läsas ur chipet med en PIC -programmerare. De övre 55 byten lämnas lediga för framtida förbättringar. 5. PIC går in i oändlig slinga - högspänningsåterkopplingsvärde mäts. Om det är under det önskade värdet laddas PWM -driftscykelregistren med det beräknade värdet - OBS: de två nedre bitarna är viktiga och måste laddas in i CPP1CON, de övre 8 bitarna går in i CRP1L. Om återkopplingen överstiger det önskade värdet, laddar PIC: n driftcykelregistren med 0. Detta är ett "pulshopp" -system. Jag bestämde mig för pulshopp av två skäl: 1) vid så höga frekvenser finns det inte mycket arbetsbredd att spela med (0-107 i vårt exempel, mycket mindre vid högre matningsspänningar), och 2) frekvensmodulering är möjlig, och ger mycket mer utrymme för justering (35-255 i vårt exempel), men ENDAST PAKT ÄR DUBBELT BUFFERAT I HARDWARE. Att ändra frekvensen medan PWM fungerar kan ha "konstiga" effekter. Ändringar: Firmware får några uppdateringar från nixie tube SMPS -versionen. 1. Stiftanslutningarna ändras. En LED elimineras, en enda LED -indikator används. Pin out visas på bilden. Beskrivningar i rött är standard PIC -pin -tilldelningar som inte kan ändras. 2. Den analoga digitala omvandlaren hänvisas nu till en extern spänning på stift 6, snarare än matningsspänningen.3 När batterierna töms kommer matningsspänningen att förändras. Den nya firmware tar en matning av matningsspänningen varannan minut och uppdaterar inställningarna för pulsbreddsmodulator. Denna "omkalibrering" håller induktorn igång effektivt när batterierna laddas ur. 4. Intern oscillator inställd på 4 MHz, en säker driftshastighet till cirka 2,5 volt. Fast loggning så inget behöver ställas in i EEPROM för att starta vid position 1 på en ny PIC. Lättare att förstå för nybörjare. 6 Induktorns urladdningstid (off-time) beräknas nu i firmware. Den tidigare multiplikatorn (en tredjedel i tid) är otillräcklig för så små ökningar. Det enda sättet att bibehålla effektiviteten under hela batteriladdningen var att förlänga firmware för att beräkna den verkliga avstängningen. Modifieringarna är experimentella, men har sedan dess införlivats i den slutliga firmware. Från TB053 hittar vi off-time-ekvationen: 0 = ((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Mangle detta till: fall_time = L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) där: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak är a i firmware (se avsnittet om firmware). Volts_in är redan beräknad för att bestämma induktorn i tid. Volts_out är en känd konstant (5/USB eller 12/Firewire). Detta bör fungera för alla positiva värden för V_out-V_in. Om du får negativa värden har du större problem! Alla ekvationer beräknas i hjälpkalkylarket som ingår i NIXIE smps instruerbart. Följande rad har lagts till i konstantavsnittet i den fasta programvaran som beskrivs i KALIBRERINGSSTEG: const v_out som byte = 5 'utspänning för att bestämma avstängningstid

Steg 5: KALIBRERING

Flera kalibreringssteg hjälper dig att få ut det mesta av laddaren. Dina mätvärden kan ersätta mina värden och kompileras till firmware. Dessa steg är valfria (förutom spänningsreferens), men hjälper dig att få ut det mesta av din strömförsörjning. IPod-laddarens kalkylblad hjälper dig att utföra kalibreringarna. Konst v_out som byte = 12 'utspänning för att bestämma avstängningstid, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref som float = 2,5' 2,5 för MCP1525, 1,72 för min stabistor, ~ 2,7 för en zener.const supply_ratio som float = 5.54 'leveransförhållandemultiplikator, kalibrera för bättre noggrannhet osc_freq som float = 4' oscillatorfrekvenskonst L_Ipeak som float = 170 'coil uH * coil ampere kontinuerlig (680 * 0.25 = 170, runda ner) const fb_värde som word = 447 'börvärde för utspänning Dessa värden finns högst upp i firmware -koden. Hitta värdena och ställ in enligt följande: V_outDetta är den utspänning vi vill uppnå. Denna variabel kommer INTE att ändra utspänningen på egen hand. Detta värde används för att bestämma hur lång tid induktorn behöver för att ladda ur helt. Det är en förbättring av USB -firmware som överfördes till firewire -versionen. Ange 12, det vill säga vår firewires målspänning (eller 5 för USB). Se firmware: ändringar: steg 6 för fullständig information om detta tillägg. v_refDetta är spänningsreferensen för ADC. Detta behövs för att bestämma den faktiska matningsspänningen och beräkna induktorspolens laddningstid. Ange 2,5 för MCP1525, eller mät den exakta spänningen. För en zener- eller stabistorreferens, mät den exakta spänningen: 1. UTAN PIC INSERTED - Anslut en kabel från jord (uttag PIN8) till uttagstapp 5. Detta förhindrar att induktorn och transistorn upphettas medan strömmen är på, men PIC är inte isatt. 2 Sätt i batterier/slå på strömmen. 3. Använd en multimeter för att mäta spänningen mellan PIC -spänningsreferensstiftet (uttag PIN6) och jord (uttagstift 8). Mitt exakta värde var 1,7 volt för stabistorn och 2,5 volt för MSP1525. 4. Ange detta värde som v_ref -konstanten i firmware.supply_ratio Matningsspänningsdelaren består av ett 100K och 22K motstånd. Teoretiskt bör återkopplingen vara lika med matningsspänningen dividerad med 5,58 (se tabell 1. Nätverksberäkningar för matningsspänning). I praktiken har motstånd olika toleranser och är inte exakta värden. För att hitta det exakta återkopplingsförhållandet: 4. Mät matningsspänningen (matning V) mellan kontaktstift 1 och jord (uttagstift 8), eller mellan batteripolerna. och jordad (sockelstift 8).6 Dela Supply V med SFB V för att få ett exakt förhållande. Du kan också använda "Tabell 2. Återkoppling av kalibrering av matningsspänning".7. Ange detta värde som matning_FB -konstanten i firmware.osc_freqGenom oscillatorns frekvens. Den 12F683 interna 8Mhz -oscillatorn divideras med 2, en säker driftshastighet till cirka 2,5 volt. 8. Ange ett värde på 4. L_IpeakMultiplicera induktorspolen uH med maximala kontinuerliga ampere för att få detta värde. I exemplet är 22r684C en 680uH -spole med ett betyg på 0,25 ampere kontinuerligt. 680*0,25 = 170 (runda till lägre heltal om det behövs). Genom att multiplicera värdet här elimineras en 32 -bitars flytande punktvariabel och beräkning som annars skulle behöva göras på PIC. Detta värde beräknas i "Tabell 3: Spolberäkningar".9. Multiplicera induktorspolen uH med de maximala kontinuerliga ampere: 680uH spole med en rating på 0,25 ampere kontinuerlig = 170 (använd nästa lägsta heltal - 170).10. Ange detta värde som L_Ipeak -konstanten i fastvaran. Fb_värde Detta är det faktiska heltalsvärdet som PIC kommer att använda för att avgöra om högspänningsutgången är över eller under önskad nivå. Vi måste beräkna detta eftersom vi inte har ett trimmermotstånd för finjustering. 11. Använd tabell 4 för att bestämma förhållandet mellan utgångs- och återkopplingsspänning. (11.0) 12. Ange sedan detta förhållande och din exakta spänningsreferens i "Tabell 5. Högspänningsåterkoppling ADC Set Value" för att bestämma fb_värdet. (447 med en 2,5 volt referens). 13. Testa utspänningen efter att du har programmerat PIC. Du kan behöva göra mindre justeringar av återställningsvärdet och kompilera om firmware tills du får exakt 12 volt utgång. På grund av denna kalibrering bör transistorn och induktorn aldrig bli varma. Du bör inte heller höra ett ringsignal från induktorspolen. Båda dessa villkor indikerar ett kalibreringsfel. Kontrollera dataloggen i EEPROM för att avgöra var ditt problem kan vara.

Steg 6: TESTNING

Det finns en firmware för en PIC 16F737 och en liten VB -applikation som kan användas för att logga spänningsmätningar under batteriernas livslängd. 16F737 bör anslutas till en PC -seriell port med en MAX203. Var 60: e sekund kan matningsspänning, utgångsspänning och referensspänning loggas till datorn. En fin graf kan göras som visar varje spänning genom laddningstiden. Detta användes aldrig eftersom laddaren aldrig fungerade. Allt är verifierat för att fungera. Testprogramvaran och ett litet visuellt grundprogram för att logga utdata ingår i projektarkivet. Jag lämnar ledningarna till dig.

Steg 7: VARIATIONER: USB

En USB -version är möjlig med några få ändringar. USB -laddning är inte ett alternativ för 3G -iPod som är tillgänglig för testning. USB levererar 5,25-4,75 volt, vårt mål är 5 volt. Här är de ändringar som behöver göras: 1. Byt in en USB-kontakt av A-typ (mouser #571-7876161, 0,85 $) 2. Ändra utspänningsmotståndsdelaren (ändra R2 (10K) till 22K).3. Ändra utgångsskyddet zener (D3) till 5,6 volt 1 watt (mouser #78-1N4734A, $ 0,07). En 5,1 volt zener skulle vara mer exakt, men zeners har fel som motstånd. Om vi försöker träffa ett 5 volts mål och vår 5,1 volt zener har 10% fel på den låga sidan kommer alla våra ansträngningar att brinna upp i zenern. 4 Ändra induktorspole (L1) till 220uH, 0,49 amp (mouser # 580 -22R224C, $ 0,59). Ange nya kalibreringskonstanter enligt kalibreringsavsnittet: Ställ in V_out på 5 volt. Steg 8 & 9: L_Ipeak = 220*0,49 = 107,8 = 107 (runda till nästa lägsta heltal, om det behövs).5 Ändra utgångsbörvärdet, beräkna om tabell 4 och tabell 5 i kalkylarket. Tabell 4 - ange 5 volt som utgång och ersätt 10K -motståndet med 22K (enligt steg 2). Vi finner att vid 5 volt utgång, med ett 100K/22K divideringsnät, kommer feedback (E1) att vara 0,9 volt. Gör sedan en ändring av spänningsreferensen i tabell 5 och hitta ADC -börvärdet. Med en 2,5 volt referens (MCP1525) är börvärdet 369,6. Exempelkonstanter för USB-version: const v_out som byte = 5 'utspänning för att bestämma avstängningstid, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref som float = 2,5' 2,5 för MCP1525, 1,72 för min stabistor, ~ 2,7 för en zener.const supply_ratio som float = 5,54 'leveransförhållandemultiplikator, kalibrera för bättre noggrannhet osc_freq som float = 4' oscillatorfrekvenskonstant L_Ipeak som float = 107 'coil uH * coil ampere kontinuerlig (220 * 0,49 = 107, runda ner) const fb_value as word = 369 'utgångsspänning börvärde Firmware och PCB för USB -versionen ingår i projektarkivet. Endast MCP -spänningsreferensversionen konverterades till USB.