Switch Mode Altoids IPOD Charger Menggunakan 3 Baterai 'AA': 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Tujuan dari proyek ini adalah untuk membangun pengisi daya Altoids tin iPod (firewire) yang efisien yang berjalan pada 3 baterai 'AA' (dapat diisi ulang). Proyek ini dimulai sebagai upaya kolaboratif dengan Sky pada desain dan konstruksi PCB, dan saya pada sirkuit dan firmware. Karena itu, desain ini tidak akan berfungsi. Ini disajikan di sini dalam semangat "konsep proyek turunan"(https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/)"????-- proyek yang menggunakan proyek lain sebagai pijakan batu untuk penyempurnaan lebih lanjut, peningkatan, atau penerapan pada masalah yang sama sekali berbeda. Komunitas DIYers tempat kita semua menjadi bagiannya benar-benar dapat melakukan beberapa hal luar biasa dengan bekerja sama sebagai sebuah komunitas. Inovasi jarang terjadi dalam ruang hampa. Langkah selanjutnya yang jelas adalah membiarkan komunitas membantu memperbaiki dan mengembangkan ide-ide yang belum siap untuk menjadi proyek yang selesai." Kami mengirimkan ini sekarang agar penggemar iPod lainnya dapat melanjutkan di tempat yang kami tinggalkan. Ada (setidaknya) dua alasan charger ini _tidak_ bekerja:1. Transistor tidak membiarkan arus yang cukup mengalir untuk mengisi penuh induktor. Pilihan lainnya adalah FET, tetapi FET membutuhkan minimal 5 volt untuk menyala sepenuhnya. Ini dibahas di bagian SMPS.2. Induktor tidak cukup besar. Pengisi daya tidak menghasilkan arus yang cukup untuk iPod. Kami tidak memiliki cara yang akurat untuk mengukur arus pengisian iPod (kecuali memotong kabel pengisian asli) sampai suku cadang kami tiba dari Mouser. Induktor yang direkomendasikan tidak cukup besar untuk proyek ini. Pengganti yang cocok mungkin adalah koil yang digunakan Nick de Smith pada MAX1771 SMPS-nya. Ini adalah kumparan 2 atau 3 amp dari digikey:(https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom)Perangkat ini dapat memberikan sedikit daya ke perangkat USB atau firewire, tetapi tidak cukup untuk mengisi daya iPod (3G). Ini AKAN memberi daya, tetapi tidak mengisi daya, iPod 3G yang benar-benar mati.

Langkah 1: Ganti Mode Altoids IPOD Charger Menggunakan 3 Baterai 'AA'

Tujuan dari proyek ini adalah untuk membangun pengisi daya Altoids tin iPod (firewire) yang efisien yang berjalan pada 3 baterai 'AA' (dapat diisi ulang). Firewire memberikan 30 volt tidak diatur. Sebuah iPod dapat menggunakan 8-30 volt DC. Untuk mendapatkan ini dari 3 baterai AA kita membutuhkan penguat tegangan. Dalam instruksi ini, catu daya mode sakelar berdasarkan mikrokontroler digunakan. Penafian standar berlaku. Tegangan tinggi….mematikan…dll. Pikirkan tentang seberapa berharga iPod Anda bagi Anda sebelum menghubungkannya ke pistol setrum kecil ini dalam kaleng. Untuk semua detail matematika dan kotor SMPS, baca konverter penambah tabung nixie yang dapat diinstruksikan: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLLANGKAHBaca terus untuk melihat bagaimana desain SMPS tabung nixie diadaptasi menjadi pengisi daya iPod….

Banyak karya sebelumnya yang menginspirasi proyek ini. Salah satu pengisi daya DIY pertama menggunakan kombinasi baterai 9 volt dan AA untuk mengisi daya iPod melalui port firewire (berfungsi untuk semua iPod, wajib untuk iPod 3G):https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2Desain ini memiliki masalah debit yang tidak merata di antara baterai. Versi yang diperbarui hanya menggunakan baterai 9 volt: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3Desain di bawah ini muncul di Make dan Hackaday saat instruksi ini ditulis. Ini adalah desain sederhana untuk pengisi daya USB 5 volt (jenis ini tidak akan mengisi daya iPod sebelumnya, seperti 3G). Menggunakan baterai 9 volt dengan regulator 7805 5 volt. Stabil 5 volt disediakan, tetapi 4 volt ekstra dari baterai dibakar sebagai panas di regulator. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSSemua desain ini memiliki satu kesamaan: baterai 9 volt. Saya pikir 9 volt itu lemah dan mahal. Saat meneliti instruksi ini, saya mencatat bahwa 'Energizer' NiMH 9 volt hanya diberi nilai 150 mAh. 'Duracell' tidak menghasilkan 9 volt yang dapat diisi ulang. Sebuah 'Duracell' atau 'Energizer' NiMH 'AA' memiliki daya 2300 mAh yang sehat, atau lebih (hingga 2700 mAh peringkat pada isi ulang yang lebih baru). Dalam keadaan darurat, baterai AA alkaline sekali pakai tersedia di mana-mana dengan harga yang wajar. Menggunakan 3 baterai 'AA' menghasilkan 2700mAh pada ~ 4 volt, dibandingkan dengan 150mAh pada 9 atau 18 (2x9 volt) volt. Dengan daya sebesar ini kita dapat hidup dengan rugi-rugi switching dan energi ekstra yang dimakan oleh mikrokontroler SMPS.

Langkah 2: SMPS

Ilustrasi di bawah ini dikutip dari TB053 (catatan aplikasi yang bagus dari Microchip: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). Ini menguraikan prinsip dasar di balik SMPS. Mikrokontroler membumikan FET (Q1), memungkinkan muatan untuk membangun induktor L1. Ketika FET dimatikan, muatan mengalir melalui dioda D1 ke kapasitor C1. Vvfb adalah umpan balik pembagi tegangan yang memungkinkan mikrokontroler untuk memantau tegangan tinggi dan mengaktifkan FET sesuai kebutuhan untuk mempertahankan tegangan yang diinginkan. Kami ingin antara 8 dan 30 volt untuk mengisi iPod melalui port firewire. Mari kita rancang SMPS ini untuk output 12 volt. Ini bukan voltase yang langsung mematikan, tetapi berada dalam kisaran voltase firewire. MikrokontrolerAda beberapa solusi chip tunggal yang dapat meningkatkan tegangan dari beberapa baterai menjadi 12 (atau lebih) volt. Proyek ini TIDAK didasarkan pada salah satu dari ini. Sebagai gantinya, kami akan menggunakan mikrokontroler yang dapat diprogram dari Microchip, PIC 12F683. Ini memungkinkan kami mendesain SMPS dengan bagian-bagian kotak sampah, dan membuat kami tetap dekat dengan perangkat keras. Solusi chip tunggal akan mengaburkan sebagian besar operasi SMPS dan mempromosikan penguncian vendor. 8 pin PIC 12F682 dipilih karena ukurannya yang kecil dan biayanya (kurang dari $1). Mikrokontroler apa pun dapat digunakan (PIC/AVR) yang memiliki modulator lebar pulsa perangkat keras (PWM), dua konverter digital analog (ADC), dan opsi referensi tegangan (Vref internal atau eksternal). Saya suka 8 pin 12F683 dan menggunakannya untuk semuanya. Kadang-kadang saya telah menggunakannya sebagai sumber jam eksternal 8 Mhz presisi untuk PIC yang lebih tua. Saya berharap Microchip akan mengirimi saya satu tabung penuh. Referensi Tegangan Perangkat ini bertenaga baterai. Pengosongan baterai dan perubahan suhu akan menghasilkan penyimpangan tegangan. Agar PIC dapat mempertahankan tegangan keluaran yang ditetapkan (12 volt) diperlukan referensi tegangan yang stabil. Ini perlu menjadi referensi tegangan yang sangat rendah sehingga efektif pada rentang output dari 3 baterai AA. Dioda zener 2,7 volt pada awalnya direncanakan, tetapi toko elektronik lokal memiliki dioda "stabistor" 2 volt. Itu digunakan sama dengan referensi zener, tetapi disisipkan "mundur" (sebenarnya ke depan). Stabistor tampaknya cukup langka (dan mahal, ~0,75 sen euro), jadi kami membuat versi kedua dengan referensi 2,5 volt dari microchip (MCP1525). Jika Anda tidak memiliki akses ke referensi stabistor atau Microchip (atau TO-92 lainnya), zener 2,7 volt dapat digunakan. Umpan Balik Tegangan Ada dua rangkaian umpan balik tegangan yang terhubung ke pin ADC pada PIC. Yang pertama memungkinkan PIC untuk merasakan tegangan output. PIC memberikan pulsa transistor sebagai respons terhadap pengukuran ini, mempertahankan pembacaan numerik yang diinginkan pada ADC (saya menyebutnya 'set-point'). PIC mengukur tegangan baterai melalui detik (saya akan menyebutnya tegangan suplai atau Vsupply). Induktor optimal tepat waktu tergantung pada tegangan suplai. Firmware PIC membaca nilai ADC dan menghitung waktu optimal untuk transistor dan induktor (nilai periode/tugas siklus PWM). Dimungkinkan untuk memasukkan nilai yang tepat ke PIC Anda, tetapi jika catu daya diubah nilainya tidak lagi optimal. Saat menggunakan baterai, tegangan akan berkurang saat baterai habis, sehingga memerlukan waktu yang lebih lama. Solusi saya adalah membiarkan PIC menghitung semua ini dan menetapkan nilainya sendiri. Kedua pembagi dirancang sedemikian rupa sehingga rentang tegangan berada di bawah referensi 2,5 volt. Tegangan suplai dibagi dengan resistor 100K dan 22K, memberikan 0,81 pada 4,5 volt (baterai baru) menjadi 0,54 pada 3 volt (baterai mati). Output/tegangan tinggi dibagi melalui resistor 100K dan 10K (22K untuk output USB). Kami menghilangkan resistor pemangkas yang digunakan di SMPS nixie. Hal ini membuat penyesuaian awal sedikit berbintik-bintik, tetapi menghilangkan komponen yang besar. Pada keluaran 12 volt, umpan baliknya kira-kira 1 volt. FET/SwitchFET adalah 'saklar' standar di SMPS. FET beralih paling efisien pada tegangan yang lebih tinggi dari yang dipasok oleh 3 baterai AA. Transistor Darlington digunakan sebagai gantinya karena merupakan perangkat yang diaktifkan saat ini. TIP121 memiliki gain 1000 minimum €“transistor serupa mungkin dapat digunakan. Sebuah dioda sederhana (1N4148) dan resistor (1K) melindungi pin PIC PWM dari tegangan yang berasal dari basis transistor. Coil Induktor Saya cukup menyukai induktor daya C&D yang tersedia di Mouser. Mereka kecil dan sangat murah. Untuk pengisi daya versi USB, induktor 220uH digunakan (22R224C). Versi firewire menggunakan induktor 680 uH (22R684C). Nilai-nilai ini dipilih melalui eksperimen. Secara teoritis, induktor nilai apa pun akan berfungsi jika firmware PIC dikonfigurasi dengan benar. Namun pada kenyataannya, koil berdengung dengan nilai kurang dari 680uH dalam versi firewire. Ini mungkin terkait dengan penggunaan transistor, bukan FET, sebagai sakelar. Saya akan sangat menghargai saran ahli di bidang ini. Dioda Penyearah Penyearah 100 volt 1 amp murah super/ultra cepat dari Mouser (lihat daftar bagian) digunakan. Penyearah tegangan rendah lainnya dapat digunakan. Pastikan dioda Anda memiliki tegangan maju yang rendah dan pemulihan yang cepat (30ns tampaknya bekerja dengan baik). Schottky yang tepat harus bekerja dengan baik, tetapi hati-hati terhadap panas, dering, dan EMI. Joe di milis switchmode menyarankan: (situs web: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "Saya pikir karena Schottky lebih cepat dan memiliki kapasitansi sambungan tinggi seperti yang Anda katakan, Anda bisa mendapatkan sedikit lebih banyak dering dan EMI. Tapi, itu akan lebih efisien. Hmm, saya ingin tahu jika Anda menggunakan 1N5820, kerusakan 20v dapat menggantikan dioda Zener Anda jika Anda memerlukan arus rendah untuk Ipod Anda. kapasitor menyimpan energi untuk induktor. Kapasitor film logam elektrolitik 47uf/63v dan 0,1uf/50V menghaluskan tegangan keluaran. Sebuah zener 1 watt 5,1 volt ditempatkan di antara tegangan input dan ground. Dalam penggunaan normal, 3 AA tidak boleh memberikan 5,1 volt. Jika pengguna berhasil memberi daya berlebih pada papan, zener akan menjepit suplai ke 5,1 volt. Ini akan melindungi PIC dari kerusakan €“hingga zener terbakar. Sebuah resistor dapat menggantikan kabel jumper untuk membuat pengatur tegangan zener yang sebenarnya, tetapi akan menjadi kurang efisien (lihat bagian PCB). Untuk melindungi iPod, dioda zener 24 volt 1 watt ditambahkan di antara output dan ground. Dalam penggunaan normal dioda ini seharusnya tidak melakukan apa-apa. Jika ada yang tidak beres (tegangan output naik menjadi 24) dioda ini harus menjepit suplai pada 24 volt (jauh di bawah max firewire 30 volt). Induktor menggunakan output maks ~0,8 watt pada 20 volt, jadi zener 1watt harus menghilangkan tegangan berlebih tanpa terbakar.

Langkah 3: PCB

CATATAN ada dua versi PCB, satu untuk referensi tegangan zener/stabistor, dan satu untuk referensi tegangan MCP1525. Versi MCP adalah versi "pilihan" yang akan diperbarui di masa mendatang. Hanya satu versi USB, menggunakan vref MCP, yang dibuat. Ini adalah PCB yang sulit untuk dirancang. Ada ruang terbatas yang tersisa di kaleng kami setelah volume 3 baterai AA dikurangi. Kaleng yang digunakan bukan kaleng altoids asli, ini adalah kotak permen gratis yang mempromosikan sebuah situs web. Ukurannya harus sama dengan kaleng altoid. Tidak ada kaleng Altoids yang dapat ditemukan di Belanda. Tempat baterai plastik dari toko elektronik lokal digunakan untuk menampung 3 baterai AA. Memimpin disolder langsung ke klip di atasnya. Daya disuplai ke PCB melalui dua lubang jumper, membuat penempatan baterai menjadi fleksibel. Solusi yang lebih baik mungkin semacam klip baterai yang dapat dipasang di PCB. Saya belum menemukan ini. LED ditekuk pada 90 derajat untuk keluar dari lubang di kaleng. TIP121 juga ditekuk pada 90 derajat, tetapi tidak disetel rata!!!** Sebuah dioda dan dua resistor dijalankan di bawah transistor untuk menghemat ruang. Pada gambar Anda dapat melihat bahwa transistor bengkok, tetapi disolder sedemikian rupa sehingga mengapung satu sentimeter di atas komponen. Untuk menghindari celana pendek yang tidak disengaja, tutupi area ini dengan lem panas atau sebongkah bahan perekat lengket karet itu. Referensi tegangan MCP1525 terletak di bawah TIP121 dalam versi MCP dari PCB. Itu membuat spacer yang sangat efektif. 3 komponen diletakkan di sisi belakang: tutup decoupling untuk PIC, dan dua zener besar (24 volt dan 5.1volt). Hanya satu kabel jumper yang diperlukan (2 untuk versi MCP). Kecuali jika Anda ingin menjalankan perangkat secara terus-menerus, letakkan sakelar kecil sejajar dengan kabel dari daya baterai ke papan sirkuit. Sakelar tidak dipasang pada PCB untuk menghemat ruang dan menjaga penempatan tetap fleksibel.**Eagle memiliki pembatasan perutean pada paket ke-220 yang mengganggu bidang tanah. Saya menggunakan editor perpustakaan untuk menghapus b-restrict dan lapisan lain dari jejak TIP121. Anda juga dapat menambahkan kabel jumper untuk mengatasi masalah ini jika Anda, seperti saya, membenci editor perpustakaan elang. Kumparan induktor dan jejak kaki yang dimodifikasi ke-220 ada di perpustakaan Eagle yang termasuk dalam arsip proyek. Daftar bagian (Nomor bagian mouse disediakan untuk beberapa bagian, yang lain keluar dari kotak sampah): Nilai Bagian (peringkat tegangan minimum, lebih besar tidak apa-apa)C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, $0.10)D1 Rectifier Diode SF12 (mouser #821-SF12), $0.22 -atau- lainnyaD2 1N4148 dioda sinyal kecil (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 & soket celup 8 pin (soket opsional/disarankan, ~$1,00 total) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0,25 amp kumparan induktor (mouser # 580-22R684C, $0,59)L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp kumparan induktor (mouser # 580-22R224C, $0.59)LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Driver Darlington atau sejenisnyaR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVREF1 Microchip versi MCP1525 (mouser #579-MCP1525ITO, $0.55) -atau- 2,7 volt/400ma zener dengan resistor 10K (R3) (versi referensi zener PCB) -atau- 2 volt stabistor dengan resistor 10K (R3) (versi referensi zener PCB)X1 Firewire/ IEEE1394 6 pin sudut kanan, konektor pemasangan PCB horizontal: Kobiconn (mouser #154-FWR20, $1,85) -atau- EDAC (mouser #587-693-006-620-003, $0,93)

Langkah 4: PERANGKAT LUNAK

FIRMWAREDetail lengkap dari firmware SMPS diuraikan dalam instruksi SMPS nixie. Untuk semua detail matematika dan kotor SMP, bacalah konverter penambah tabung nixie saya yang dapat diinstruksikan:(https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS)Firmware ditulis dalam MikroBasic, kompilernya gratis untuk program hingga 2K (https://www.mikroe.com/). Jika Anda memerlukan programmer PIC, pertimbangkan papan programmer JDM2 saya yang disempurnakan juga diposting di instruksi (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS). Operasi firmware dasar: 1. Ketika daya diterapkan, PIC dimulai.2. PIC menunda selama 1 detik untuk memungkinkan voltase stabil.3. PIC membaca umpan balik voltase suplai dan menghitung siklus kerja optimal dan nilai periode.4. PIC mencatat pembacaan ADC, siklus kerja, dan nilai periode ke EEPROM. Ini memungkinkan beberapa pemecahan masalah dan membantu mendiagnosis kegagalan bencana. Alamat EEPROM 0 adalah penunjuk tulis. Satu log 4 byte disimpan setiap kali SMPS (kembali) dimulai. 2 byte pertama adalah ADC tinggi/rendah, byte ketiga lebih rendah 8 bit nilai siklus tugas, byte keempat adalah nilai periode. Sebanyak 50 kalibrasi (200 byte) dicatat sebelum penunjuk tulis bergulir dan dimulai lagi di alamat EEPROM 1. Log terbaru akan ditempatkan di penunjuk-4. Ini dapat dibaca dari chip menggunakan programmer PIC. 55 byte atas dibiarkan bebas untuk perangkat tambahan di masa mendatang.5. PIC memasuki loop tak berujung - nilai umpan balik tegangan tinggi diukur. Jika di bawah nilai yang diinginkan, register siklus tugas PWM dimuat dengan nilai yang dihitung - CATATAN: dua bit bawah penting dan harus dimuat ke CPP1CON, 8 bit atas masuk ke CRP1L. Jika umpan balik di atas nilai yang diinginkan, PIC memuat register siklus tugas dengan 0. Ini adalah sistem 'lompatan pulsa'. Saya memutuskan untuk melewatkan pulsa karena dua alasan: 1) pada frekuensi tinggi seperti itu tidak ada banyak lebar tugas untuk dimainkan (0-107 dalam contoh kami, apalagi pada tegangan suplai yang lebih tinggi), dan 2) modulasi frekuensi dimungkinkan, dan memberikan lebih banyak ruang untuk penyesuaian (35-255 dalam contoh kita), tetapi HANYA TUGAS YANG DIPAKAI GANDA DI PERANGKAT KERAS. Mengubah frekuensi saat PWM beroperasi dapat memiliki efek 'aneh'. Perubahan: Firmware mendapat beberapa pembaruan dari versi SMPS tabung nixie. 1. Sambungan pin diubah. Satu LED dihilangkan, satu indikator led digunakan. Pin out ditunjukkan pada gambar. Deskripsi dalam warna merah adalah penetapan pin PIC default yang tidak dapat diubah. 2. Konverter digital analog sekarang direferensikan ke tegangan eksternal pada pin 6, bukan tegangan suplai.3. Saat baterai terkuras, tegangan suplai akan berubah. Firmware baru melakukan pengukuran tegangan suplai setiap beberapa menit dan memperbarui pengaturan modulator lebar pulsa. Ini "kalibrasi ulang" membuat induktor beroperasi secara efisien saat baterai habis.4. Osilator internal diatur ke 4 MHz, kecepatan operasi yang aman sekitar 2,5 volt.5. Logging tetap sehingga tidak ada yang perlu diatur di EEPROM untuk memulai pada posisi 1 PIC baru. Lebih mudah dipahami untuk pemula.6. Waktu pengosongan induktor (off-time) sekarang dihitung dalam firmware. Pengganda sebelumnya (sepertiga tepat waktu) tidak memadai untuk peningkatan kecil seperti itu. Satu-satunya cara untuk menjaga efisiensi selama pengosongan baterai adalah dengan memperpanjang firmware untuk menghitung waktu mati yang sebenarnya. Modifikasi bersifat eksperimental, tetapi sejak itu telah dimasukkan ke dalam firmware final. Dari TB053 kita menemukan persamaan off-time: 0=((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + coil_amps Potong ini menjadi: fall_time= L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) di mana: L_Ipeak=coil_uH*coil_ampsL_Ipeak adalah konstanta di firmware (lihat bagian firmware). Volts_in sudah dihitung untuk menentukan induktor tepat waktu. Volts_out adalah konstanta yang diketahui (5/USB atau 12/Firewire). Ini harus bekerja untuk semua nilai positif dari V_out-V_in. Jika Anda mendapatkan nilai negatif, Anda memiliki masalah yang lebih besar! Semua persamaan dihitung dalam spreadsheet pembantu yang disertakan dengan instruksi NIXIE smps. Baris berikut ditambahkan ke bagian konstanta dari firmware yang dijelaskan dalam langkah KALIBRASI: const v_out as byte=5 'tegangan output untuk menentukan waktu mati

Langkah 5: KALIBRASI

Beberapa langkah kalibrasi akan membantu Anda memaksimalkan pengisi daya. Nilai terukur Anda dapat menggantikan nilai saya dan dikompilasi ke dalam firmware. Langkah-langkah ini opsional (kecuali referensi tegangan), tetapi akan membantu Anda mendapatkan hasil maksimal dari catu daya Anda. Spreadsheet pengisi daya ipod akan membantu Anda melakukan kalibrasi.const v_out sebagai byte=12 'tegangan keluaran untuk menentukan waktu mati, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float=2.5 '2.5 untuk MCP1525, 1.72 untuk stabistor saya, ~2.7 untuk a zener.const supply_ratio as float=5.54 'supply ratio multiplier, kalibrasi untuk akurasi yang lebih baikconst osc_freq as float=4 'oscillator frequencyconst L_Ipeak as float=170 'coil uH * coil amp continuous (680*0.25=170, round down)const fb_value as word=447 'output voltage set pointNilai ini dapat ditemukan di bagian atas kode firmware. Temukan nilainya dan atur sebagai berikut:V_outIni adalah tegangan output yang ingin kita capai. Variabel ini TIDAK akan mengubah tegangan output dengan sendirinya. Nilai ini digunakan untuk menentukan jumlah waktu yang dibutuhkan induktor untuk melepaskan sepenuhnya. Ini adalah peningkatan yang dibuat untuk firmware USB yang di-porting ke versi firewire. Masukkan 12, itu adalah tegangan target firewire kami (atau 5 untuk USB). Lihat Firmware:Changes:Step6 untuk detail lengkap penambahan ini. v_refIni adalah referensi tegangan ADC. Ini diperlukan untuk menentukan tegangan suplai aktual dan menghitung waktu pengisian kumparan induktor. Masukkan 2.5 untuk MCP1525, atau ukur voltase yang tepat. Untuk referensi zener atau stabistor, ukur tegangan yang tepat:1. TANPA PIC DIMASUKKAN - Hubungkan kabel dari ground (Socket PIN8) ke soket pin 5. Ini mencegah induktor dan transistor dari pemanasan saat power menyala, tapi PIC tidak terpasang.2. Masukkan baterai/hidupkan daya.3. Menggunakan multimeter mengukur tegangan antara pin referensi tegangan PIC (pin6 soket) dan ground (pin8 soket). Nilai pasti saya adalah 1,7 volt untuk stabistor, dan 2,5 volt untuk MSP1525. 4. Masukkan nilai ini sebagai konstanta v_ref dalam firmware.supply_ratioPembagi tegangan suplai terdiri dari resistor 100K dan 22K. Secara teoritis umpan balik harus sama dengan tegangan suplai dibagi 5,58 (lihat Tabel 1. Perhitungan Jaringan Umpan Balik Tegangan Suplai). Dalam praktiknya, resistor memiliki berbagai toleransi dan bukan nilai eksak. Untuk menemukan rasio umpan balik yang tepat:4. Ukur tegangan suplai (Supply V) antara soket pin 1 dan ground (pin soket 8), atau antara terminal baterai.5. Ukur tegangan umpan balik suplai (SFB V) antara soket pin 3 dan ground (socket pin 8).6. Bagi Supply V dengan SFB V untuk mendapatkan rasio yang tepat. Anda juga dapat menggunakan "Tabel 2. Kalibrasi Umpan Balik Tegangan Pasokan".7. Masukkan nilai ini sebagai konstanta supply_FB di firmware.osc_freqCukup frekuensi osilator. Osilator internal 8Mhz 12F683 dibagi 2, kecepatan operasi yang aman hingga sekitar 2,5 volt. 8. Masukkan nilai 4. L_IpeakKalikan kumparan induktor uH dengan ampli kontinu maksimum untuk mendapatkan nilai ini. Dalam contoh 22r684C adalah koil 680uH dengan peringkat 0,25 amp kontinu. 680*0.25=170 (bulatkan ke bilangan bulat lebih rendah jika diperlukan). Mengalikan nilai di sini menghilangkan satu variabel floating point 32 bit dan perhitungan yang seharusnya dilakukan pada PIC. Nilai ini dihitung dalam "Tabel 3: Perhitungan Coil".9. Kalikan kumparan induktor uH dengan amp kontinu maksimum: koil 680uH dengan peringkat 0,25 amp kontinu =170 (gunakan bilangan bulat terendah berikutnya –170).10. Masukkan nilai ini sebagai konstanta L_Ipeak di firmware.fb_valueIni adalah nilai integer aktual yang akan digunakan PIC untuk menentukan apakah output tegangan tinggi di atas atau di bawah level yang diinginkan. Kita perlu menghitung ini karena kita tidak memiliki resistor pemangkas untuk penyesuaian halus. 11. Gunakan Tabel 4 untuk menentukan rasio antara tegangan keluaran dan umpan balik. (11.0)12. Selanjutnya, masukkan rasio ini dan referensi tegangan tepat Anda di "Tabel 5. Nilai Set ADC Umpan Balik Tegangan Tinggi" untuk menentukan fb_value. (447 dengan referensi 2,5 volt). 13. Setelah Anda memprogram PIC, uji tegangan output. Anda mungkin perlu melakukan sedikit penyesuaian pada nilai set umpan balik dan mengkompilasi ulang firmware sampai Anda mendapatkan output 12 volt tepat. Karena kalibrasi ini, transistor dan induktor tidak boleh menjadi hangat. Anda juga tidak boleh mendengar suara dering dari kumparan induktor. Kedua kondisi ini menunjukkan kesalahan kalibrasi. Periksa log data di EEPROM untuk membantu menentukan di mana masalah Anda mungkin.

Langkah 6: PENGUJIAN

Ada firmware untuk PIC 16F737 dan aplikasi VB kecil yang dapat digunakan untuk mencatat pengukuran tegangan selama masa pakai baterai. 16F737 harus terhubung ke port serial PC dengan MAX203. Setiap 60 detik tegangan suplai, tegangan output, dan tegangan referensi dapat dicatat ke PC. Grafik yang bagus dapat dibuat menunjukkan setiap tegangan melalui waktu pengisian. Ini tidak pernah digunakan karena pengisi daya tidak pernah berfungsi. Semuanya diverifikasi untuk bekerja. Firmware uji, dan program visual basic kecil untuk mencatat output, disertakan dalam arsip proyek. Aku akan meninggalkan kabel untuk Anda.

Langkah 7: VARIASI: USB

Versi USB dimungkinkan dengan beberapa modifikasi. Pengisian daya USB bukanlah pilihan untuk iPod 3G yang tersedia untuk pengujian. USB memasok 5,25-4,75 volt, target kami adalah 5 volt. Berikut adalah perubahan yang perlu dilakukan:1. Tukar pada konektor tipe 'A' USB (mouser #571-7876161, $0.85)2. Ubah pembagi resistor tegangan keluaran (ubah R2 (10K) menjadi 22K).3. Ubah output protection zener (D3) menjadi 5,6 volt 1 watt (mouser #78-1N4734A, $0,07). Sebuah zener 5,1 volt akan lebih tepat, tetapi zener memiliki kesalahan seperti resistor. Jika kita mencoba untuk mencapai target 5 volt dan zener 5,1 volt kita memiliki kesalahan 10% di sisi rendah, semua upaya kita akan terbakar di zener.4. Ubah kumparan induktor (L1) ke 220uH, 0.49amp (mouser # 580 -22R224C, $0,59). Masukkan konstanta kalibrasi baru, sesuai dengan bagian kalibrasi: Atur V_out ke 5 volt. Langkah 8&9: L_Ipeak=220*0.49=107,8=107 (bulatkan ke bilangan bulat terendah berikutnya, jika diperlukan).5. Ubah titik setel output, hitung ulang Tabel 4 dan Tabel 5 di spreadsheet. Tabel 4 - masukkan 5 volt sebagai output dan ganti resistor 10K dengan 22K (sesuai langkah 2). Kami menemukan bahwa pada output 5 volt, dengan jaringan pembagi 100K/22K, umpan balik (E1) akan menjadi 0,9 volt. Selanjutnya, lakukan perubahan pada referensi tegangan pada Tabel 5, dan temukan titik setel ADC. Dengan referensi 2,5 volt (MCP1525) setpoint adalah 369.6. Contoh konstanta untuk versi USB:const v_out as byte=5 'tegangan output untuk menentukan off-time, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref as float=2.5 '2.5 untuk MCP1525, 1.72 untuk stabistor saya, ~2.7 untuk zener.const supply_ratio as float=5.54 'supply ratio multiplier, kalibrasi untuk akurasi yang lebih baikconst osc_freq as float=4 'oscillator frequencyconst L_Ipeak as float=107 'coil uH * coil amps continuous (220*0.49= 107, bulatkan ke bawah)const fb_value as word=369 'output voltage set pointFirmware dan PCB untuk versi USB disertakan dalam arsip proyek. Hanya versi referensi tegangan MCP yang dikonversi ke USB.