Chargeur IPOD Altoids en mode de commutation utilisant 3 piles 'AA': 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

L'objectif de ce projet était de construire un chargeur d'iPod (Firewire) en étain Altoids efficace qui fonctionne avec 3 piles « AA » (rechargeables). Ce projet a commencé comme un effort de collaboration avec Sky sur la conception et la construction de PCB, et moi sur le circuit et le firmware. En l'état, cette conception ne fonctionnera pas. Il est présenté ici dans l'esprit du "concept d'un projet dérivé" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/)" ????-- un projet qui utilise un autre projet comme un pas pierre pour un raffinement, une amélioration ou une application à un problème totalement différent. La communauté de bricoleurs dont nous faisons tous partie peut vraiment faire des choses incroyables en travaillant ensemble en tant que communauté. L'innovation se produit rarement dans le vide. La prochaine étape évidente est de laisser la communauté aider à affiner et à faire évoluer des idées qui ne sont pas encore prêtes à être des projets terminés." Nous soumettons ceci maintenant afin que d'autres passionnés d'iPod puissent reprendre là où nous nous sommes arrêtés. Il y a (au moins) deux raisons pour lesquelles ce chargeur _ne_ fonctionne pas: 1. Le transistor ne laisse pas passer suffisamment de courant pour charger complètement l'inducteur. L'autre option est un FET, mais un FET a besoin d'un minimum de 5 volts pour s'allumer complètement. Ceci est discuté dans la section SMPS.2. L'inducteur n'est tout simplement pas assez gros. Le chargeur ne produit pas assez de courant pour l'iPod. Nous n'avions pas de moyen précis de mesurer le courant de charge de l'iPod (sauf en coupant le câble de charge d'origine) jusqu'à ce que nos pièces arrivent de Mouser. Les inducteurs recommandés sont loin d'être assez gros pour ce projet. Une substitution appropriée pourrait être la bobine que Nick de Smith utilise sur son MAX1771 SMPS. C'est une bobine de 2 ou 3 ampères de Digikey:(https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom)Cet appareil peut fournir une petite quantité d'énergie à un périphérique USB ou Firewire, mais pas assez pour charger un iPod (3G). Il alimentera, mais ne chargera pas, un iPod 3G totalement mort.

Étape 1: Chargeur IPOD Altoids en mode de commutation utilisant 3 piles 'AA'

L'objectif de ce projet était de construire un chargeur d'iPod (Firewire) en étain Altoids efficace qui fonctionne avec 3 piles « AA » (rechargeables). Firewire délivre 30 volts non régulés. Un iPod peut utiliser 8-30 volts DC. Pour obtenir cela à partir de 3 piles AA, nous avons besoin d'un amplificateur de tension. Dans ce instructable, une alimentation à découpage basée sur un microcontrôleur est utilisée. Les clauses de non-responsabilité standard s'appliquent. Haute tension… mortelle… etc. Pensez à combien votre iPod vaut pour vous avant de le connecter à ce petit pistolet paralysant dans une boîte de conserve. /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPSLire la suite pour voir comment la conception du tube nixie SMPS a été adaptée pour être un chargeur iPod….

Une tonne de travaux antérieurs a inspiré ce projet. L'un des premiers chargeurs de bricolage utilisait une combinaison de piles 9 volts et AA pour charger un iPod via le port Firewire (fonctionne pour tous les iPod, obligatoire pour les iPod 3G): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Cette conception a le problème de décharge inégale entre les batteries. Une version mise à jour n'utilisait que des piles de 9 volts: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3La conception ci-dessous est apparue sur Make et Hackaday pendant que cette instructable était écrite. C'est une conception simple pour un chargeur USB de 5 volts (ce type ne chargera pas les iPods antérieurs, tels que le 3G). Il utilise une batterie 9 volts avec un régulateur 7805 5 volts. Un 5 volts stable est fourni, mais les 4 volts supplémentaires de la batterie sont brûlés sous forme de chaleur dans le régulateur. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSTous ces modèles ont un élément en commun: les piles 9 volts. Je pense que 9 volts sont mauviettes et chers. Lors de mes recherches pour cette instructable, j'ai noté qu'un 'Energizer' NiMH 9 volts n'est évalué qu'à 150 mAh. 'Duracell' ne fabrique pas de 9 volts rechargeables. Un « Duracell » ou « Energizer » NiMH « AA » a une puissance saine de 2 300 mAh, ou plus (jusqu'à 2 700 mAh sur les nouvelles batteries rechargeables). À la rigueur, les piles alcalines AA jetables sont disponibles partout à un prix raisonnable. L'utilisation de 3 piles 'AA' nous donne 2700 mAh à ~ 4 volts, contre 150 mAh à 9 ou 18 (2x9 volts) volts. Avec autant de puissance, nous pouvons vivre avec des pertes de commutation et une énergie supplémentaire consommée par le microcontrôleur SMPS.

Étape 2: SMPS

L'illustration ci-dessous est extraite de TB053 (une belle note d'application de Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Il décrit le principe de base du SMPS. Un microcontrôleur met à la terre un FET (Q1), permettant à une charge de s'accumuler dans l'inducteur L1. Lorsque le FET est éteint, la charge traverse la diode D1 dans le condensateur C1. Vvfb est un retour de diviseur de tension qui permet au microcontrôleur de surveiller la haute tension et d'activer le FET au besoin pour maintenir la tension souhaitée. Nous voulons entre 8 et 30 volts pour charger un iPod via le port firewire. Concevons ce SMPS pour une sortie 12 volts. Ce n'est pas une tension immédiatement mortelle, mais bien dans la plage de tension Firewire. MicrocontrôleurIl existe plusieurs solutions à puce unique qui peuvent augmenter la tension de quelques batteries à 12 (ou plus) volts. Ce projet n'est PAS basé sur l'un d'entre eux. À la place, nous utiliserons un microcontrôleur programmable de Microchip, le PIC 12F683. Cela nous permet de concevoir le SMPS avec des pièces détachées et de rester proche du matériel. Une solution à puce unique obscurcirait la plupart des opérations du SMPS et favoriserait le verrouillage du fournisseur. Le PIC 12F682 à 8 broches a été choisi pour sa petite taille et son coût (moins de 1 $). N'importe quel microcontrôleur peut être utilisé (PIC/AVR) doté d'un modulateur de largeur d'impulsion matériel (PWM), de deux convertisseurs analogiques numériques (ADC) et d'une option de référence de tension (Vref interne ou externe). J'adore le 12F683 à 8 broches et je l'utilise pour tout. À l'occasion, je l'ai utilisé comme source d'horloge externe de précision à 8 MHz pour les anciens PIC. Je souhaite que Microchip m'en envoie un tube entier. Référence de tensionL'appareil est alimenté par batterie. La décharge de la batterie et le changement de température entraîneront une dérive de tension. Pour que le PIC maintienne une tension de sortie définie (12 volts), une référence de tension stable est nécessaire. Cela doit être une référence de tension très basse afin qu'elle soit efficace sur la plage de sortie de 3 piles AA. Une diode Zener de 2,7 volts était initialement prévue, mais le magasin d'électronique local avait une diode "stabilisatrice" de 2 volts. Il a été utilisé de la même manière qu'une référence zener, mais inséré "en arrière" (en fait en avant). Le stabilisateur semble assez rare (et cher, ~0,75 centimes d'euro), nous avons donc réalisé une deuxième version avec une référence de 2,5 volts à partir d'une puce (MCP1525). Si vous n'avez pas accès au stabilisateur ou à la référence Microchip (ou autre TO-92), un Zener de 2,7 volts peut être utilisé. Retour de tension Il existe deux circuits de retour de tension qui se connectent aux broches ADC sur le PIC. Le premier permet au PIC de détecter la tension de sortie. Le PIC pulse le transistor en réponse à ces mesures, maintenant une lecture numérique souhaitée sur l'ADC (j'appelle cela le "point de consigne"). Le PIC mesure la tension de la batterie à travers la seconde (j'appellerai cette tension d'alimentation ou Vsupply). Le temps d'activation optimal de l'inducteur dépend de la tension d'alimentation. Le micrologiciel PIC lit la valeur ADC et calcule le temps d'activation optimal pour le transistor et l'inductance (les valeurs de période/cycle d'utilisation du PWM). Il est possible d'entrer des valeurs exactes dans votre PIC, mais si l'alimentation est modifiée les valeurs ne sont plus optimales. Lors de l'utilisation des batteries, la tension diminue au fur et à mesure que les batteries se déchargent, ce qui nécessite un temps d'activation plus long. Ma solution était de laisser le PIC calculer tout cela et définir ses propres valeurs. Les deux diviseurs ont été conçus pour que la plage de tensions soit bien en dessous de la référence de 2,5 volts. La tension d'alimentation est divisée par une résistance de 100K et 22K, donnant 0,81 à 4,5 volts (batteries neuves) à 0,54 à 3 volts (batteries mortes). La sortie/haute tension est divisée par des résistances de 100K et 10K (22K pour la sortie USB). Nous avons éliminé la résistance de réglage utilisée dans le nixie SMPS. Cela rend le réglage initial un peu irrégulier, mais élimine un composant important. A une sortie de 12 volts, la rétroaction est d'environ 1 volt. Les FET/SwitchFET sont le « commutateur » standard dans les SMPS. Les FET commutent le plus efficacement à des tensions supérieures à celles fournies par 3 piles AA. Un transistor Darlington a été utilisé à la place car il s'agit d'un dispositif à commutation de courant. Le TIP121 a un gain de 1000 minimum - n'importe quel transistor similaire peut probablement être utilisé. Une simple diode (1N4148) et une résistance (1K) protègent la broche PIC PWM de toute tension parasite provenant de la base du transistor. Bobine d'inductanceJ'aime beaucoup les inductances de puissance C&D disponibles chez Mouser. Ils sont petits et bon marché. Pour la version USB du chargeur, une inductance 220uH a été utilisée (22R224C). La version firewire utilise une inductance 680 uH (22R684C). Ces valeurs ont été choisies par expérimentation. Théoriquement, n'importe quelle inductance de valeur devrait fonctionner si le micrologiciel PIC est configuré correctement. En réalité, cependant, la bobine bourdonnait avec des valeurs inférieures à 680uH dans la version firewire. Ceci est probablement lié à l'utilisation d'un transistor, au lieu d'un FET, comme commutateur. J'apprécierais grandement tout conseil d'expert dans ce domaine. Diode de redressement Un redresseur super/ultra rapide 100 volts 1 amp bon marché de Mouser (voir la liste des pièces) a été utilisé. D'autres redresseurs basse tension peuvent être utilisés. Assurez-vous que votre diode a une tension directe faible et une récupération rapide (30 ns semble bien fonctionner). Le bon Schottky devrait très bien fonctionner, mais faites attention à la chaleur, à la sonnerie et aux interférences électromagnétiques. Joe sur la liste de diffusion switchmode a suggéré: (site Web: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) « Je pense que puisque les Schottky sont plus rapides et ont une capacité de jonction élevée comme vous le disiez, vous pourriez obtenir un peu plus de sonneries et EMI. Mais, ce serait plus efficace. Hmm, je me demande si vous avez utilisé un 1N5820, la panne 20v pourrait remplacer votre diode Zener si vous avez besoin d'un faible courant pour votre Ipod. le condensateur stocke l'énergie pour l'inducteur. Un condensateur électrolytique de 47 uf/63 v et un film métallique de 0,1 uf/50 V lissent la tension de sortie. Un Zener de 1 watt 5,1 volts est placé entre la tension d'entrée et la terre. En utilisation normale, 3 AA ne devraient jamais fournir 5,1 volts. Si l'utilisateur parvient à suralimenter la carte, le Zener bloquera l'alimentation à 5,1 volts. Cela protégera le PIC des dommages – jusqu'à ce que le Zener brûle. Une résistance pourrait remplacer le cavalier pour faire un vrai régulateur de tension zener, mais serait moins efficace (voir la section PCB). Pour protéger l'iPod, une diode zener 24 volts 1 watt a été ajoutée entre la sortie et la masse. En utilisation normale cette diode ne devrait rien faire. Si quelque chose se passe horriblement mal (la tension de sortie monte à 24), cette diode devrait bloquer l'alimentation à 24 volts (bien en dessous du Firewire max de 30 volts). L'inducteur utilisé produit au maximum ~ 0,8 watts à 20 volts, donc un zener de 1 watt devrait dissiper tout excès de tension sans s'éteindre.

Étape 3: PCB

REMARQUE il existe deux versions de PCB, une pour une référence de tension zener/stabistor et une pour une référence de tension MCP1525. La version MCP est la version "préférée" qui sera mise à jour à l'avenir. Une seule version USB, utilisant le MCP vref, a été réalisée. Il s'agissait d'un PCB difficile à concevoir. Il reste peu d'espace dans notre boîte une fois le volume de 3 piles AA déduit. La boîte utilisée n'est pas une véritable boîte altoids, c'est une boîte de bonbons à la menthe gratuite faisant la promotion d'un site Web. Il devrait être à peu près de la même taille qu'une boîte altoids. Il n'y avait pas de boîtes Altoids aux Pays-Bas. Un porte-piles en plastique du magasin d'électronique local a été utilisé pour contenir les 3 piles AA. Les fils ont été soudés directement sur les clips. L'alimentation est fournie au PCB par les deux trous de cavalier, ce qui rend le placement de la batterie flexible. Une meilleure solution pourrait être une sorte de jolis clips de batterie montables sur PCB. Je ne les ai pas trouvés. La LED est pliée à 90 degrés pour sortir un trou dans l'étain. Le TIP121 est également plié à 90 degrés, mais pas mis à plat !!!** Une diode et deux résistances sont placées sous le transistor pour économiser de l'espace. Sur la photo, vous pouvez voir que le transistor est plié, mais soudé de telle sorte qu'il flotte d'un centimètre au-dessus des composants. Pour éviter les shorts accidentels, couvrez cette zone avec de la colle chaude ou un morceau de cette substance collante caoutchouteuse. La référence de tension MCP1525 est située sous le TIP121 dans la version MCP du PCB. Il fait un espaceur très efficace. 3 composants ont été placés à l'arrière: le capuchon de découplage pour le PIC, et les deux gros zeners (24 volts et 5,1 volts). Un seul fil de liaison est nécessaire (2 pour la version MCP). À moins que vous ne vouliez faire fonctionner l'appareil en continu, placez un petit interrupteur en ligne avec le fil de la batterie au circuit imprimé. Un commutateur n'a pas été monté sur le PCB pour économiser de l'espace et garder le placement flexible. ** Eagle a une restriction de routage sur le package to-220 qui interrompt le plan de masse. J'ai utilisé l'éditeur de bibliothèque pour supprimer le b-restrict et d'autres couches de l'empreinte TIP121. Vous pouvez également ajouter un cavalier pour résoudre ce problème si, comme moi, vous détestez l'éditeur de bibliothèque eagle. La bobine d'inductance et l'empreinte modifiée à-220 se trouvent dans la bibliothèque Eagle incluse dans les archives du projet. Liste des pièces (numéro de pièce Mouse fourni pour certaines pièces, d'autres sont sortis de la boîte à déchets):Valeur de la pièce (les tensions nominales sont minimales, plus grandes sont acceptables)C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (souris #140-XRL63V47, $0.10)D1 Diode de redressement SF12 (souris #821-SF12), $0.22 -ou- autresD2 1N4148 petite diode de signal (souris #78 -1N4148, 0,03 $ D3 (Firewire) 24 volts Zener/1 W (souris n°512-1N4749A, 0,09 $) D3 (USB) 5,6 volts Zener/1 W (souris n°78-1N4734A, 0,07 $)D4 5,1 volts Zener/1W (mouser # 78-1N4733A, 0,07 $ PIC1 PIC 12F683 et prise DIP 8 broches (prise en option/recommandée, ~ 1,00 $ au total) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp bobine d'induction (mouser # 580-22R684C, 0,59 $) L1 (USB) 22R224C Bobine d'inductance 220uH/0,49 amp (souris # 580-22R224C, 0,59 $) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Pilote Darlington ou similaireR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVCPREF1 PCB version MMC (souris #579-MCP1525ITO, 0,55 $) -ou- Zener 2,7 volts/400ma avec résistance 10K (R3) (PCB version référence Zener) -ou- Stabilisateur 2 volts avec résistance 10K (R3) (PCB version référence Zener)X1 Firewire/ Connecteur IEEE1394 à 6 broches à angle droit, montage horizontal sur carte: Kobiconn (souris #154-FWR20, 1,85 $) -ou- EDAC (souris #587-693-006-620-003, 0,93 $)

Étape 4: FIRMWARE

FIRMWARELes détails complets du firmware SMPS sont décrits dans le nixie SMPS instructable. Pour tous les détails mathématiques et sales de SMPS, lisez mon convertisseur nixie tube boost instructable: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) Le firmware est écrit en MikroBasic, le compilateur est gratuit pour programmes jusqu'à 2K (https://www.mikroe.com/). Si vous avez besoin d'un programmeur PIC, pensez à ma carte de programmation JDM2 améliorée également publiée sur instructables (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Fonctionnement de base du micrologiciel:1. Lorsque l'alimentation est appliquée, le PIC démarre.2. PIC retarde de 1 seconde pour permettre aux tensions de se stabiliser.3. PIC lit le retour de tension d'alimentation et calcule le cycle de service optimal et les valeurs de période.4. PIC enregistre la lecture ADC, le cycle de service et les valeurs de période dans l'EEPROM. Cela permet un dépannage et aide à diagnostiquer les pannes catastrophiques. L'adresse EEPROM 0 est le pointeur d'écriture. Un journal de 4 octets est enregistré chaque fois que le SMPS est (re)démarré. Les 2 premiers octets sont ADC haut/bas, le troisième octet est inférieur à 8 bits de la valeur du cycle de service, le quatrième octet est la valeur de période. Un total de 50 étalonnages (200 octets) est enregistré avant que le pointeur d'écriture ne se retourne et ne redémarre à l'adresse EEPROM 1. Le journal le plus récent sera situé au pointeur-4. Ceux-ci peuvent être lus à partir de la puce à l'aide d'un programmeur PIC. Les 55 octets supérieurs sont laissés libres pour des améliorations futures.5. PIC entre en boucle sans fin - la valeur de retour haute tension est mesurée. S'il est inférieur à la valeur souhaitée, les registres de cycle de service PWM sont chargés avec la valeur calculée - REMARQUE: les deux bits inférieurs sont importants et doivent être chargés dans CPP1CON, les 8 bits supérieurs entrent dans CRP1L. Si le retour est supérieur à la valeur souhaitée, le PIC charge les registres de cycle de service avec 0. Il s'agit d'un système de « saut d'impulsion ». J'ai choisi le saut d'impulsion pour deux raisons: 1) à des fréquences aussi élevées, il n'y a pas beaucoup de largeur de service avec laquelle jouer (0-107 dans notre exemple, beaucoup moins à des tensions d'alimentation plus élevées), et 2) la modulation de fréquence est possible, et donne beaucoup plus de place pour l'ajustement (35-255 dans notre exemple), mais SEUL DUTY EST DOUBLE TAMPON DANS LE MATÉRIEL. Changer la fréquence pendant que le PWM fonctionne peut avoir des effets « étranges ». 1. Les connexions des broches sont modifiées. Une LED est éliminée, un seul indicateur LED est utilisé. L'épinglage est montré dans l'image. Les descriptions en rouge sont les affectations de broches PIC par défaut qui ne peuvent pas être modifiées. 2. Le convertisseur analogique-numérique est maintenant référencé à une tension externe sur la broche 6, plutôt qu'à la tension d'alimentation.3. Au fur et à mesure que les batteries se déchargent, la tension d'alimentation changera. Le nouveau firmware prend une mesure de la tension d'alimentation toutes les quelques minutes et met à jour les paramètres du modulateur de largeur d'impulsion. Ce "réétalonnage" permet à l'inducteur de fonctionner efficacement lorsque les batteries se déchargent.4. Oscillateur interne réglé sur 4 MHz, une vitesse de fonctionnement sûre à environ 2,5 volts. un nouveau PIC. Plus facile à saisir pour les débutants. 6. Le temps de décharge de l'inducteur (temps d'arrêt) est maintenant calculé dans le micrologiciel. Le multiplicateur précédent (un tiers à temps) est insuffisant pour de si petits boosts. La seule façon de maintenir l'efficacité tout au long de la décharge de la batterie était d'étendre le micrologiciel pour calculer le véritable temps d'arrêt. Les modifications sont expérimentales, mais ont depuis été intégrées dans le firmware final. À partir de TB053, nous trouvons l'équation de temps d'arrêt: 0=((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Modifiez ceci en: fall_time= L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) où: L_Ipeak=coil_uH*coil_ampsL_Ipeak est une constante déjà utilisée dans le firmware (voir la section firmware). Volts_in est déjà calculé pour déterminer le temps d'activation de l'inducteur. Volts_out est une constante connue (5/USB ou 12/Firewire). Cela devrait fonctionner pour toutes les valeurs positives de V_out-V_in. Si vous obtenez des valeurs négatives, vous avez de plus gros problèmes ! Toutes les équations sont calculées dans la feuille de calcul d'aide incluse avec l'instructable NIXIE smps.

Étape 5: CALIBRAGE

Plusieurs étapes d'étalonnage vous aideront à tirer le meilleur parti du chargeur. Vos valeurs mesurées peuvent remplacer mes valeurs et être compilées dans le firmware. Ces étapes sont facultatives (sauf référence de tension), mais vous aideront à tirer le meilleur parti de votre alimentation. La feuille de calcul du chargeur ipod vous aidera à effectuer les calibrations.const v_out comme byte=12 'tension de sortie pour déterminer le temps d'arrêt, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float=2.5' 2.5 pour MCP1525, 1.72 pour mon stabilisateur, ~2.7 pour un zener.const supply_ratio as float=5.54 'multiplicateur de rapport d'alimentation, calibrer pour une meilleure précisionconst osc_freq as float=4' fréquence de l'oscillateurconst L_Ipeak as float=170' coil uH * coil amps continu (680*0.25=170, round down)const fb_value as word=447 'point de consigne de la tension de sortieCes valeurs se trouvent en haut du code du firmware. Trouvez les valeurs et définissez comme suit: V_outC'est la tension de sortie que nous voulons atteindre. Cette variable ne changera PAS la tension de sortie par elle-même. Cette valeur est utilisée pour déterminer le temps nécessaire à l'inducteur pour se décharger complètement. Il s'agit d'une amélioration apportée au firmware USB qui a été porté sur la version firewire. Entrez 12, c'est notre tension cible Firewire (ou 5 pour USB). Voir Firmware:Changes:Step6 pour plus de détails sur cet ajout. v_refIl s'agit de la référence de tension de l'ADC. Ceci est nécessaire pour déterminer la tension d'alimentation réelle et calculer le temps de charge de la bobine d'inductance. Entrez 2,5 pour le MCP1525 ou mesurez la tension exacte. Pour une référence Zener ou Stabistor, mesurez la tension exacte: 1. SANS LA PIC INSÉRÉE - Connectez un fil de la terre (broche femelle 8) à la broche femelle 5. Cela empêche l'inducteur et le transistor de chauffer pendant que l'alimentation est allumée, mais PIC est non inséré.2. Insérez les piles/mettez sous tension.3. À l'aide d'un multimètre, mesurez la tension entre la broche de référence de tension PIC (broche femelle 6) et la masse (broche femelle 8). Ma valeur exacte était de 1,7 volts pour le stabilisateur et de 2,5 volts pour le MSP1525. 4. Entrez cette valeur comme constante v_ref dans le firmware.supply_ratioLe diviseur de tension d'alimentation se compose d'une résistance de 100K et de 22K. Théoriquement, la rétroaction doit être égale à la tension d'alimentation divisée par 5,58 (voir le Tableau 1. Calculs du réseau de rétroaction de la tension d'alimentation). En pratique, les résistances ont différentes tolérances et ne sont pas des valeurs exactes. Pour trouver le rapport de retour exact:4. Mesurez la tension d'alimentation (Supply V) entre la broche 1 de la prise et la masse (broche 8 de la prise) ou entre les bornes de la batterie.5. Mesurez la tension de retour d'alimentation (SFB V) entre la broche 3 de la prise et la masse (broche femelle 8). 6. Divisez l'alimentation V par SFB V pour obtenir un rapport exact. Vous pouvez également utiliser le "Tableau 2. Calibration du retour de tension d'alimentation".7. Entrez cette valeur comme constante supply_FB dans le firmware.osc_freqSimplement la fréquence de l'oscillateur. L'oscillateur interne 12F683 8Mhz est divisé par 2, une vitesse de fonctionnement sûre à environ 2,5 volts. 8. Entrez une valeur de 4. L_IpeakMultipliez la bobine d'inductance uH par les ampères continus maximum pour obtenir cette valeur. Dans l'exemple, le 22r684C est une bobine de 680uH avec une valeur nominale de 0,25 ampères en continu. 680*0.25=170 (arrondir à l'entier inférieur si nécessaire). Multiplier la valeur ici élimine une variable à virgule flottante de 32 bits et un calcul qui devrait autrement être effectué sur le PIC. Cette valeur est calculée dans le « Tableau 3: Calculs de la bobine ». Entrez cette valeur comme constante L_Ipeak dans le firmware.fb_valueCeci est la valeur entière réelle que le PIC utilisera pour déterminer si la sortie haute tension est supérieure ou inférieure au niveau souhaité. Nous devons calculer cela car nous n'avons pas de résistance de réglage pour un réglage fin. 11. Utilisez le tableau 4 pour déterminer le rapport entre la tension de sortie et la tension de retour. (11.0)12. Ensuite, entrez ce rapport et votre référence de tension exacte dans le « Tableau 5. Valeur de consigne du CAN à retour haute tension » pour déterminer la valeur fb_value. (447 avec une référence de 2,5 volts). 13. Après avoir programmé le PIC, testez la tension de sortie. Vous devrez peut-être apporter des ajustements mineurs à la valeur de consigne de retour et recompiler le micrologiciel jusqu'à ce que vous obteniez une sortie de 12 volts exactement. En raison de cet étalonnage, le transistor et l'inducteur ne devraient jamais chauffer. Vous ne devriez pas non plus entendre une sonnerie provenant de la bobine d'induction. Ces deux conditions indiquent une erreur d'étalonnage. Vérifiez le journal des données dans l'EEPROM pour vous aider à déterminer où pourrait être votre problème.

Étape 6: TESTER

Il existe un firmware pour un PIC 16F737 et une petite application VB qui peut être utilisée pour enregistrer les mesures de tension sur la durée de vie des batteries. Le 16F737 doit être connecté à un port série PC avec un MAX203. Toutes les 60 secondes, la tension d'alimentation, la tension de sortie et la tension de référence peuvent être enregistrées sur le PC. Un beau graphique peut être fait montrant chaque tension à travers le temps de charge. Cela n'a jamais été utilisé car le chargeur n'a jamais été fonctionnel. Tout est vérifié pour fonctionner. Le micrologiciel de test et un petit programme de base visuel pour enregistrer la sortie sont inclus dans l'archive du projet. Je vous laisse le câblage.

Étape 7: VARIATIONS: USB

Une version USB est possible avec quelques modifications. Le chargement USB n'est pas une option pour l'iPod 3G disponible pour les tests. L'USB fournit 5,25 à 4,75 volts, notre objectif est de 5 volts. Voici les modifications qui doivent être apportées: 1. Échangez un connecteur de type USB 'A' (souris #571-7876161, 0,85 $) 2. Changez le diviseur de résistance de tension de sortie (changez R2 (10K) en 22K). Changez la protection de sortie Zener (D3) à 5,6 volts 1 watt (souris # 78-1N4734A, 0,07 $). Un zener de 5,1 volts serait plus exact, mais les zeners ont des erreurs comme les résistances. Si nous essayons d'atteindre une cible de 5 volts et que notre zener de 5,1 volts a une erreur de 10% sur le côté bas, tous nos efforts seront consumés dans le zener. -22R224C, 0,59 $). Entrez de nouvelles constantes d'étalonnage, conformément à la section d'étalonnage: définissez V_out sur 5 volts. Étape 8&9: L_Ipeak=220*0.49=107.8=107 (arrondir à l'entier le plus bas suivant, si nécessaire).5. Modifier le point de consigne de sortie, recalculer les tableaux 4 et 5 dans la feuille de calcul. Tableau 4 - entrez 5 volts comme sortie et remplacez la résistance 10K par 22K (comme à l'étape 2). Nous constatons qu'à une sortie de 5 volts, avec un réseau diviseur 100K/22K, le retour (E1) sera de 0,9 volt. Ensuite, apportez toute modification à la référence de tension dans le tableau 5 et recherchez le point de consigne ADC. Avec une référence de 2,5 volts (MCP1525), le point de consigne est de 369,6. Exemples de constantes pour la version USB: const v_out as byte=5' tension de sortie pour déterminer le temps d'arrêt, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float=2.5' 2.5 pour MCP1525, 1.72 pour mon stabilisateur, ~2,7 pour un zener.const supply_ratio as float=5.54' multiplicateur de rapport d'alimentation, calibrer pour une meilleure précisionconst osc_freq as float=4'oscillator Frequencyconst L_Ipeak as float=107'coil uH * coil amps continu (220*0.49= 107, arrondir à l'inférieur)const fb_value as word=369 'point de consigne de tension de sortie Le firmware et le PCB pour la version USB sont inclus dans l'archive du projet. Seule la version de référence de tension MCP a été convertie en USB.