გადართვის რეჟიმი Altoids IPOD დამტენი 3 'AA' ბატარეის გამოყენებით: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ამ პროექტის მიზანი იყო ეფექტური Altoids tin iPod (firewire) დამტენი, რომელიც მუშაობს 3 (დატენვის) 'AA' ბატარეაზე. ეს პროექტი დაიწყო როგორც Sky– ის ერთობლივი ძალისხმევა PCB– ის დიზაინსა და მშენებლობაზე, მე კი მიკროსქემის და პროგრამული უზრუნველყოფის მუშაობაზე. როგორც არის, ეს დიზაინი არ იმუშავებს. ის აქ არის წარმოდგენილი "წარმოებული პროექტის კონცეფციის" სულისკვეთებით (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/) "????- პროექტი, რომელიც იყენებს სხვა პროექტს საფეხურზე ქვა შემდგომი დახვეწის, გაუმჯობესების ან სულ სხვა პრობლემის გადასაჭრელად. DIY– ების საზოგადოება, რომლის ნაწილიც ჩვენ ვართ, ნამდვილად შეუძლია რაღაც საოცარი რამ გააკეთოს ერთად, როგორც საზოგადოებამ. ინოვაცია იშვიათად ხდება ვაკუუმში. აშკარა შემდეგი ნაბიჯი არის ის, რომ საზოგადოებამ ხელი შეუწყოს იდეების დახვეწას და განვითარებას, რომლებიც ჯერ არ არის მზად პროექტების დასასრულებლად.” ჩვენ ამას ახლა წარვადგენთ ისე, რომ სხვა iPod– ის მოყვარულებმა შეძლონ წამოყვანა იქ, სადაც ჩვენ შეჩერდით. არსებობს (სულ მცირე) ორი მიზეზი, რის გამოც ეს დამტენი _ არ მუშაობს: 1. ტრანზისტორი არ უშვებს საკმარის დენს ინდუქტორის სრულად დასატენად. სხვა ვარიანტი არის FET, მაგრამ FET სჭირდება მინიმუმ 5 ვოლტი სრულად ჩართვისთვის. ეს განხილულია SMPS განყოფილებაში.2. ინდუქტორი უბრალოდ არ არის საკმარისად დიდი. დამტენი არ აწარმოებს თითქმის საკმარის დენს iPod– ისთვის. ჩვენ არ გვქონდა ზუსტი გზა iPod– ის დატენვის დენის გასაზომად (დაზოგეთ ორიგინალური დამტენი კაბელი) სანამ ჩვენი ნაწილები არ მოვიდა მაუსერიდან. რეკომენდებული ინდუქტორები არსად არის საკმარისად დიდი ამ პროექტისათვის. შესაფერისი შემცვლელი შეიძლება იყოს ნიკა დე სმიტის ხვეული თავის MAX1771 SMPS– ზე. ეს არის 2 ან 3 ამპერიანი ხვეული digikey– დან: (https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom) ამ მოწყობილობას შეუძლია მცირე რაოდენობის ენერგიის მიწოდება USB ან firewire მოწყობილობაზე, მაგრამ არასაკმარისი (3G) iPod– ის დასატენად. ეს ძალა, მაგრამ არ დააკისროს, მთლიანად მკვდარი 3G iPod.

ნაბიჯი 1: გადართეთ რეჟიმი Altoids IPOD დამტენი 3 'AA' ბატარეის გამოყენებით

ამ პროექტის მიზანი იყო ეფექტური Altoids tin iPod (firewire) დამტენი, რომელიც მუშაობს 3 (დატენვის) 'AA' ბატარეაზე. Firewire აწვდის 30 ვოლტს არარეგულირებულად. IPod– ს შეუძლია გამოიყენოს 8-30 ვოლტი DC. ამის მისაღებად 3 AA ბატარეიდან ჩვენ გვჭირდება ძაბვის გამაძლიერებელი. ამ ინსტრუქციურად გამოიყენება მიკროკონტროლერზე დაფუძნებული გადართვის რეჟიმი. ვრცელდება სტანდარტული პასუხისმგებლობის შეზღუდვები. მაღალი ძაბვა…. სასიკვდილოდ… და ა.შ. დაფიქრდით რამდენად ღირს თქვენი iPod თქვენთვის, სანამ მას დაუკავშირებთ კალის ქილაში. SMPS– ის ყველა მათემატიკური და ბინძური დეტალებისათვის წაიკითხეთ nixie tube boost converter instructionable: https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/? ALLSTEPS წაიკითხეთ იმის სანახავად, თუ როგორ იქნა ადაპტირებული ნიქსი მილის SMPS დიზაინი iPod დამტენი….

ათობით წინა ნამუშევარმა შთააგონა ეს პროექტი. ერთ -ერთმა პირველმა დამტენმა გამოიყენა 9 ვოლტიანი და AA ბატარეების კომბინაცია iPod– ის დასატენად Firewire პორტის საშუალებით (მუშაობს ყველა iPod– ისთვის, სავალდებულოა 3G iPod– ებისთვის): https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2 ამ დიზაინს აქვს ბატარეებს შორის არათანაბარი გამონადენის პრობლემა. განახლებული ვერსია მხოლოდ 9 ვოლტ ბატარეას იყენებდა: https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3 ქვემოთ მოცემული დიზაინი გამოჩნდა Make and Hackaday– ზე, სანამ ეს ინსტრუქცია დაიწერა. ეს არის მარტივი დიზაინი 5 ვოლტიანი USB დამტენისთვის (ეს ტიპი არ დატენავს ადრინდელ iPod– ებს, მაგალითად 3G). იგი იყენებს 9 ვოლტ ბატარეას 7805 5 ვოლტ რეგულატორთან. უზრუნველყოფილია სტაბილური 5 ვოლტი, მაგრამ ბატარეიდან დამატებით 4 ვოლტი იწვის როგორც მარეგულირებელი სითბო. https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPS ყველა ამ დიზაინს აქვს ერთი საერთო ელემენტი: 9 ვოლტიანი ბატარეები. მე ვფიქრობ, რომ 9 ვოლტრი არის wimpy და ძვირი. კვლევისას მე ვსწავლობ, რომ "Energizer" NiMH 9 ვოლტი არის მხოლოდ 150 mAh. "Duracell" არ ქმნის მრავალჯერადი დატენვის 9 ვოლტს. 'Duracell' ან 'Energizer' NiMH 'AA' აქვს ჯანსაღი 2300 mAh სიმძლავრე, ან მეტი (2700 mAh რეიტინგი ახალ დატენვის მოწყობილობებზე). ერთი შეხედვით, ერთჯერადი ტუტე AA ბატარეები ხელმისაწვდომია ყველგან გონივრულ ფასად. 3 'AA' ბატარეის გამოყენება გვაძლევს 2700 mAh ~ 4 ვოლტზე, 150 mAh- სთან შედარებით 9 ან 18 (2x9 ვოლტი) ვოლტთან. ამხელა ენერგიით ჩვენ შეგვიძლია ვიცხოვროთ გადართვის დანაკარგებით და დამატებითი ენერგიით, რომელსაც SMPS მიკროკონტროლერი ჭამს.

ნაბიჯი 2: SMPS

ქვემოთ მოყვანილი ილუსტრაცია ამოღებულია TB053– დან (სასიამოვნო ჩანაწერი მიკროჩიპიდან: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)). ის ასახავს SMPS– ის უკან არსებულ ძირითად პრინციპს. მიკროკონტროლერი ამყარებს FET- ს (Q1), რაც საშუალებას აძლევს მუხტს ჩაშენდეს ინდუქტორ L1- ში. როდესაც FET გამორთულია, მუხტი დიოდური D1– ით მიედინება კონდენსატორ C1– ში. Vvfb არის ძაბვის გამყოფი უკუკავშირი, რომელიც მიკროკონტროლერს საშუალებას აძლევს მონიტორინგი გაუწიოს მაღალ ძაბვას და გაააქტიუროს FET საჭიროებისამებრ სასურველი ძაბვის შესანარჩუნებლად. ჩვენ გვინდა, რომ 8 -დან 30 ვოლტამდე აივოდის დამუხტვა firewire პორტის საშუალებით. მოდით შევქმნათ ეს SMPS 12 ვოლტის გამომუშავებისთვის. ეს არ არის მაშინვე სასიკვდილო ძაბვა, არამედ კარგად firewire ძაბვის დიაპაზონში. არსებობს რამდენიმე ერთჯერადი ჩიპის გადაწყვეტა, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს ძაბვა რამდენიმე ბატარეიდან 12 (ან მეტი) ვოლტამდე. ეს პროექტი არ არის დაფუძნებული რომელიმე მათგანზე. ამის ნაცვლად, ჩვენ გამოვიყენებთ მიკროჩიპის პროგრამირებად მიკროკონტროლერს, PIC 12F683. ეს საშუალებას მოგვცემს დავამუშავოთ SMPS უსარგებლო ყუთის ნაწილებით და გვაახლოვებს ტექნიკასთან. ერთი ჩიპური გადაწყვეტა დაბრკოლებს SMPS– ის უმეტეს მუშაობას და ხელს შეუწყობს გამყიდველების ჩაკეტვას. 8 პინიანი PIC 12F682 შეირჩა მისი მცირე ზომისა და ღირებულებისთვის (1 დოლარზე ნაკლები). ნებისმიერი მიკროკონტროლის გამოყენება შესაძლებელია (PIC/AVR), რომელსაც აქვს აპარატურის პულსის სიგანის მოდულატორი (PWM), ორი ანალოგური ციფრული გადამყვანი (ADC) და ძაბვის მითითების ვარიანტი (შიდა ან გარე Vref). მე მიყვარს 8 პინიანი 12F683 და ვიყენებ მას ყველაფრისთვის. ზოგჯერ მე მას ვიყენებ, როგორც ზუსტი 8 მჰც გარე საათის წყაროს ძველი PIC– ებისთვის. ვისურვებდი, რომ მიკროჩიპი გამომიგზავნონ მათ მთელ მილს. ძაბვის მითითება მოწყობილობა ბატარეაზე მუშაობს. ბატარეის გამონადენი და ტემპერატურის ცვლილება გამოიწვევს ძაბვის დრიფტს. იმისათვის, რომ PIC– მ შეინარჩუნოს გამომავალი ძაბვა (12 ვოლტი) საჭიროა სტაბილური ძაბვის ცნობა. ეს უნდა იყოს ძალიან დაბალი ძაბვის მითითება, ასე რომ ის ეფექტურია 3 AA ბატარეებიდან გამოსვლის დიაპაზონში. თავდაპირველად დაგეგმილი იყო 2,7 ვოლტიანი ზენერის დიოდი, მაგრამ ადგილობრივ ელექტრონიკის მაღაზიას ჰქონდა 2 ვოლტიანი "სტაბისტორის" დიოდი. იგი იგივე გამოიყენებოდა როგორც ზენერის მითითება, მაგრამ ჩასმული იყო "უკან" (რეალურად წინ). როგორც ჩანს, სტაბისტორი საკმაოდ იშვიათია (და ძვირი, 75 0.75 ევრო ცენტი), ამიტომ ჩვენ გავაკეთეთ მეორე ვერსია მიკროჩიპის 2.5 ვოლტიანი მითითებით (MCP1525). თუ თქვენ არ გაქვთ წვდომა სტაბისტორზე ან მიკროჩიპზე (ან სხვა TO-92) მითითებაზე, შეიძლება გამოყენებულ იქნას 2.7 ვოლტიანი ზენერი. პირველი საშუალებას აძლევს PIC- ს იგრძნოს გამომავალი ძაბვა. ამ გაზომვების საპასუხოდ PIC ახდენს ტრანზისტორს და ინარჩუნებს სასურველ ციფრულ მაჩვენებელს ADC– ზე (მე ამას ვუწოდებ „მითითებულ წერტილს“). PIC ზომავს ბატარეის ძაბვას მეორეზე (მე მოვუწოდებ ამ მიწოდების ძაბვას ან Vsupply). ოპტიმალური ინდუქტორი დროულად დამოკიდებულია მიწოდების ძაბვაზე. PIC firmware კითხულობს ADC მნიშვნელობას და ითვლის ოპტიმალურ დროზე ტრანზისტორსა და ინდუქტორს (PWM პერიოდის/მოვალეობის ციკლის მნიშვნელობები). შესაძლებელია ზუსტი მნიშვნელობების შეყვანა თქვენს PIC– ში, მაგრამ თუ კვების წყარო შეიცვლება, მნიშვნელობები აღარ იქნება ოპტიმალური. ბატარეებიდან გაშვებისას, ძაბვა მცირდება ბატარეების დაცლისას, რაც მოითხოვს ხანგრძლივ დროს. ჩემი გამოსავალი იყო, რომ PIC– მ გამოთვალოს ეს ყველაფერი და დაადგინოს საკუთარი მნიშვნელობები. ორივე გამყოფი შემუშავებულია ისე, რომ ძაბვის დიაპაზონი კარგად არის 2.5 ვოლტის მითითების ქვეშ. მიწოდების ძაბვა იყოფა 100K და 22K რეზისტორით, რაც იძლევა 0.81 4.5 ვოლტზე (ახალი ბატარეები) 0.54 -მდე 3 ვოლტამდე (მკვდარი ბატარეები). გამომავალი/მაღალი ძაბვა იყოფა 100K და 10K რეზისტორებით (22K USB გამოყვანისთვის). ჩვენ აღმოვფხვრათ ტრიმერის რეზისტორი, რომელიც გამოიყენება nixie SMPS– ში. ეს საწყის კორექტირებას ოდნავ ლაქას ხდის, მაგრამ გამორიცხავს დიდ კომპონენტს. 12 ვოლტზე გამომავალი კავშირი არის დაახლოებით 1 ვოლტი. FET/SwitchFET არის სტანდარტული „გადართვა“SMPS– ებში. FET– ები ყველაზე ეფექტურად გადადიან ძაბვაზე უფრო მაღალი ვიდრე 3 AA ბატარეით. მის ნაცვლად გამოიყენეს დარლინგტონის ტრანზისტორი, რადგან ეს არის მიმდინარე გადართული მოწყობილობა. TIP121– ს აქვს მინიმუმ 1000 მომატება - ნებისმიერი მსგავსი ტრანზისტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას. მარტივი დიოდი (1N4148) და რეზისტორი (1K) იცავს PIC PWM პინს ტრანზისტორიდან წამოსული ნებისმიერი ძაბვის ძაბვისგან. ინდუქტორის Coil ისინი პატარა და ჭუჭყიანი იაფია. დამტენის USB ვერსიისთვის გამოყენებულია 220uH ინდუქტორი (22R224C). Firewire ვერსია იყენებს 680 uH ინდუქტორს (22R684C). ეს ღირებულებები ექსპერიმენტის საშუალებით იქნა არჩეული. თეორიულად, ნებისმიერი მნიშვნელობის ინდუქტორი უნდა იმუშაოს, თუ PIC firmware სწორად არის კონფიგურირებული. სინამდვილეში, coil buzzed with ღირებულებების ნაკლები 680uH firewire ვერსია. ეს ალბათ დაკავშირებულია ტრანზისტორის გამოყენებასთან, FET- ის ნაცვლად, როგორც გადამრთველი. მე დიდად ვაფასებ ნებისმიერ ექსპერტ რჩევას ამ სფეროში. მაკორექტირებელი დიოდი გამოყენებულია იაფი სუპერ/ულტრა სწრაფი 100 ვოლტი 1 ამპეტი მაუსერიდან (იხ. ნაწილების სია). შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა დაბალი ძაბვის მაკორექტირებელი საშუალებები. დარწმუნდით, რომ თქვენს დიოდს აქვს დაბალი ძაბვა და სწრაფი აღდგენა (30ns კარგად მუშაობს). სწორი Schottky უნდა იმუშაოს მშვენივრად, მაგრამ ფრთხილად იყავით სითბოზე, ზარებზე და EMI- ზე. ჯო switchmode დაგზავნის სიაზე შემოგვთავაზა: (ვებგვერდი: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "მე ვფიქრობ, ვინაიდან შოტკის უფრო სწრაფია და აქვს მაღალი გამტარუნარიანობა, როგორც თქვენ ამბობდით, შეგიძლიათ ცოტა მეტი ზარი მიიღოთ. და EMI. მაგრამ, ეს უფრო ეფექტური იქნებოდა. ჰმ, მაინტერესებს იყენებდით თუ არა 1N5820, 20v ავარიას შეუძლია შეცვალოს თქვენი Zener დიოდი, თუ თქვენ გჭირდებათ დაბალი დენი თქვენი Ipod– ისთვის. "შეყვანის/გამომავალი კონდენსატორები და დაცვა კონდენსატორი ინახავს ენერგიას ინდუქტორისთვის. 47uf/63v ელექტროლიტური და 0.1uf/50V ლითონის ფილმის კონდენსატორი ასწორებს გამომავალ ძაბვას. შეყვანის ძაბვასა და მიწას შორის მოთავსებულია 1 ვატიანი 5.1 ვოლტიანი ზენერი. ნორმალური გამოყენებისას 3 AA– მა არასოდეს უნდა უზრუნველყოს 5.1 ვოლტი. თუ მომხმარებელი მოახერხებს დაფის ენერგიის გადატვირთვას, ზენერი დააკავშირებს მიწოდებას 5.1 ვოლტამდე. ეს დაიცავს PIC დაზიანებისგან - სანამ ზენერი არ დაიწვება. რეზისტენტმა შეიძლება შეცვალოს ჯუმბერის მავთული, რათა შექმნას ძაბვის ნამდვილი მარეგულირებელი, მაგრამ იქნება ნაკლებად ეფექტური (იხ. PCB განყოფილება). IPod– ის დასაცავად, გამომავალსა და მიწას შორის დაემატა 24 ვოლტი 1 ვატიანი ზენერის დიოდი. ნორმალური გამოყენებისას ამ დიოდმა არაფერი უნდა გააკეთოს. თუ რამე საშინლად არასწორედ წავა (გამომავალი ძაბვა იზრდება 24 -მდე) ამ დიოდმა უნდა შეაფერხოს მიწოდება 24 ვოლტზე (საკმაოდ მაღალია ვიდრე 30 ვოლტი firewire). ინდუქტორი იყენებდა მაქსიმალურ ~ 0.8 ვატს 20 ვოლტზე, ამიტომ 1 ვატ ზენერმა უნდა გაანადგუროს ზედმეტი ძაბვა დაწვის გარეშე.

ნაბიჯი 3: PCB

შენიშვნა არსებობს ორი PCB ვერსია, ერთი ზენერის/სტაბისტორის ძაბვის მითითებისთვის და ერთი MCP1525 ძაბვის მითითებისთვის. MCP ვერსია არის "სასურველი" ვერსია, რომელიც განახლდება მომავალში. გაკეთდა მხოლოდ ერთი USB ვერსია, MCP vref– ის გამოყენებით. ეს იყო რთული PCB შემუშავება. მას შემდეგ, რაც 3 AA ბატარეის მოცულობა გამოაკლდება ჩვენს კალის ნაწილში არის შეზღუდული სივრცე. გამოყენებული კალის არ არის ნამდვილი ალტოიდების კალის, ეს არის პიტნის უფასო ყუთი, რომელიც ხელს უწყობს ვებსაიტს. ის უნდა იყოს დაახლოებით იგივე ზომის, როგორც ალტოიდების კალის. ნიდერლანდებში ალტოიდების ქილა არ იყო ნაპოვნი. პლასტიკური ბატარეის დამჭერი ადგილობრივი ელექტრონიკის მაღაზიიდან გამოიყენეს 3 AA ბატარეის შესანახად. ტყვიები პირდაპირ იჭერდა მასზე დამჭერებს. დენი მიეწოდება PCB– ს ორი მხტუნავის ხვრელის საშუალებით, რაც ბატარეის მოქნილობას ხდის. უკეთესი გამოსავალი შეიძლება იყოს ერთგვარი ლამაზი PCB დასაყენებელი ბატარეის სამაგრები. მე არ ვიპოვე ეს. LED არის გადახრილი 90 გრადუსზე, რომ გამოვიდეს კალის ხვრელი. TIP121 ასევე მოხრილია 90 გრადუსზე, მაგრამ არ არის დაყენებული !!! ** დიოდი და ორი რეზისტორი გადის ტრანზისტორში სივრცის დაზოგვის მიზნით. სურათზე ხედავთ, რომ ტრანზისტორი მოხრილია, მაგრამ ისეა შეკრული, რომ ის ერთი სანტიმეტრით მიედინება კომპონენტებზე. შემთხვევითი შორტების თავიდან ასაცილებლად, დაფარეთ ეს ადგილი ცხელი წებოთი ან იმ რეზინის წებოთი. MCP1525 ძაბვის მითითება მდებარეობს TIP121– ის ქვეშ, PCB– ის MCP ვერსიაში. ის ქმნის ძალიან ეფექტურ გამყოფს. 3 კომპონენტი დაიდო უკანა მხარეს: PIC– ის დაშლის ქუდი და ორი დიდი ზენერი (24 ვოლტი და 5.1 ვოლტი). საჭიროა მხოლოდ ერთი ჯუმბერის მავთული (2 MCP ვერსიისთვის). თუ არ გსურთ მოწყობილობის უწყვეტი გაშვება, ბატარეის სიმძლავრიდან მიკროსქემის დაფაზე მიამაგრეთ პატარა გადამრთველი მავთულხლართში. PCB– ზე არ იყო დამონტაჟებული გადამრთველი სივრცის დაზოგვისა და მოქნილობის შესანარჩუნებლად. ** არწივს აქვს შეზღუდვა 220 – ის პაკეტზე, რომელიც წყვეტს მიწის ზედაპირს. ბიბლიოთეკის რედაქტორი გამოვიყენე b-limit და სხვა ფენები TIP121 ნაკვალევიდან. თქვენ ასევე შეგიძლიათ დაამატოთ ჯამპერის მავთული ამ პრობლემის გადასაჭრელად, თუ თქვენ, ისევე როგორც მე, გძულს არწივის ბიბლიოთეკის რედაქტორი. ინდუქტორის გრაგნილი და შეცვლილი 220-მდე ნაკვთები არის არწივის ბიბლიოთეკაში, რომელიც შედის პროექტის არქივში. ნაწილების სია (ნაწილების მაუზერის ნომერი გათვალისწინებულია, ზოგი გამოვიდა უსარგებლო ყუთიდან): ნაწილის ღირებულება (ძაბვის რეიტინგები მინიმალურია, უფრო დიდი ნორმალურია)) C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (mouser #140-XRL63V47, $ 0.10) D1 მაკორექტირებელი დიოდი SF12 (mouser #821-SF12), 0.22 $-ან სხვა D2 1N4148 მცირე სიგნალის დიოდი (mouser #78 -1N4148, $ 0.03) D3 (Firewire) 24 ვოლტი ზენერი/1 W (მაუსი #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 pin dip socket (სოკეტი სურვილისამებრ/რეკომენდირებული, ~ 1.00 $ სულ) L1 (Firewire) 22R684C 680uH/0.25 amp inductor coil (mouser # 580-22R684C, 0.59 $) L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp ინდუქტორი coil (mouser # 580-22R224C, $ 0.59) LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 Darlington driver or similarR1 100KR2 (Firewire) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KRP1 (mouser #579-MCP1525ITO, $ 0.55) -ან- 2.7 ვოლტი/400 მ ზენერი 10K რეზისტორით (R3) (ზენერის საცნობარო ვერსია PCB) ან 2 ვოლტიანი სტაბისტორი 10K რეზისტორით (R3) (ზენერის საცნობარო ვერსია PCB) X1 Firewire/ IEEE1394 6 პინიანი სწორი კუთხე, ჰორიზონტალური PCB სამონტაჟო კონექტორი: Kobiconn (mouser #154-FWR20, $ 1.85) -ან- EDAC (mouser #587-693-006-620-003, $ 0.93)

ნაბიჯი 4: FIRMWARE

FIRMWARE SMPS firmware– ის სრული დეტალები მოცემულია nixie SMPS– ის ინსტრუქციებში. SMPS– ის ყველა მათემატიკური და ბინძური დეტალისთვის წაიკითხეთ ჩემი nixie tube boost converter instructionable: (https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS) firmware არის დაწერილი MikroBasic, შემდგენელი უფასოდ. პროგრამები 2K– მდე (https://www.mikroe.com/). თუ გჭირდებათ PIC პროგრამისტი, განიხილეთ ჩემი გაძლიერებული JDM2 პროგრამისტის დაფა ასევე გამოქვეყნებულია ინსტრუქციებში (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /? ALLSTEPS). ძირითადი firmware ოპერაცია: 1. როდესაც ძალა გამოიყენება PIC იწყება. 2. PIC აყოვნებს 1 წამს ძაბვების სტაბილიზაციას.. PIC აწერს ADC კითხვას, მოვალეობის ციკლს და პერიოდის მნიშვნელობებს EEPROM– ში. ეს საშუალებას იძლევა გარკვეული სირთულეების გადაღება და ეხმარება კატასტროფული წარუმატებლობის დიაგნოზირებაში. EEPROM მისამართი 0 არის ჩაწერის მაჩვენებელი. ერთი 4 ბაიტიანი ჟურნალი ინახება ყოველ ჯერზე, როდესაც SMPS (ხელახლა) იწყება. პირველი 2 ბაიტი არის ADC მაღალი/დაბალი, მესამე ბაიტი არის ქვედა 8 ბიტიანი მოვალეობის ციკლის მნიშვნელობა, მეოთხე ბაიტი არის პერიოდის მნიშვნელობა. სულ 50 კალიბრაცია (200 ბაიტი) არის ჩაწერილი სანამ დაწერილი მაჩვენებელი გადაბრუნდება და კვლავ დაიწყება EEPROM მისამართზე 1. უახლესი ჟურნალი განთავსდება მაჩვენებელ -4-ში. მათი წაკითხვა შესაძლებელია ჩიპიდან PIC პროგრამისტის გამოყენებით. ზედა 55 ბაიტი თავისუფალია მომავალი გაფართოებისთვის. 5. PIC შედის გაუთავებელ მარყუჟში - იზომება მაღალი ძაბვის უკუკავშირის მნიშვნელობა. თუ ის სასურველი მნიშვნელობის ქვემოთაა, PWM სამუშაო ციკლის რეგისტრები იტვირთება გამოთვლილი მნიშვნელობით - შენიშვნა: ქვედა ორი ბიტი მნიშვნელოვანია და უნდა იყოს ჩატვირთული CPP1CON– ში, ზედა 8 ბიტი შედის CRP1L– ში. თუ გამოხმაურება აღემატება სასურველ მნიშვნელობას, PIC იტვირთება მოვალეობის ციკლის რეგისტრატორებით 0. ეს არის "პულსის გამოტოვების" სისტემა. მე გადავწყვიტე პულსის გამოტოვება ორი მიზეზის გამო: 1) ასეთ მაღალ სიხშირეებზე არ არის ბევრი სათამაშო სიგანე (ჩვენს მაგალითში 0-107, გაცილებით ნაკლები მიწოდების უფრო მაღალი ძაბვის დროს) და 2) შესაძლებელია სიხშირის მოდულაცია, და გაცილებით მეტ ადგილს იძლევა კორექტირებისთვის (ჩვენს მაგალითში 35-255), მაგრამ მხოლოდ მოვალეობა ორმაგად არის დაცული მძიმე ტექნიკაში. PWM– ის მუშაობის დროს სიხშირის შეცვლას შეიძლება ჰქონდეს „უცნაური“ეფექტები. ცვლილებები: firmware იღებს რამდენიმე განახლებას nixie tube SMPS ვერსიიდან. 1. შეიცვალა pin კავშირები. ერთი LED არის აღმოფხვრილი, ერთი led მაჩვენებელი გამოიყენება. Pin out ნაჩვენებია სურათზე. წითელი აღწერილობები არის ნაგულისხმევი PIC პინინგის დავალებები, რომელთა შეცვლა შეუძლებელია. 2. ანალოგური ციფრული გადამყვანი ახლა მითითებულია გარე ძაბვაზე პინ 6 -ზე, ვიდრე მიწოდების ძაბვა. 3. როგორც ბატარეები იშლება, მიწოდების ძაბვა შეიცვლება. ახალი firmware იღებს მიწოდების ძაბვის გაზომვას ყოველ რამდენიმე წუთში და განაახლებს პულსის სიგანის მოდულატორის პარამეტრებს. ეს "ხელახალი კალიბრაცია" ინდუქტორს ეფექტურად ინარჩუნებს, როგორც ბატარეები. 4. შიდა ოსცილატორი დაყენებულია 4 მჰც -ზე, უსაფრთხო მუშაობის სიჩქარეა დაახლოებით 2.5 ვოლტ. 5. ფიქსირებული ხე, ასე რომ არაფერია საჭირო EEPROM- ში დაყენება 1 პოზიციაზე ახალი PIC. დამწყებთათვის უფრო ადვილი აღსაქმელია. 6. ინდუქტორის განმუხტვის დრო (უმოქმედო) ახლა გამოითვლება firmware- ში. წინა მულტიპლიკატორი (ერთ მესამედზე დროულად) არაადეკვატურია ასეთი მცირე გაძლიერებისათვის. ბატარეის განმუხტვისას ეფექტურობის შენარჩუნების ერთადერთი გზა იყო პროგრამული უზრუნველყოფის გაფართოება, რათა გამოთვლილიყო ნამდვილი გამორთული დრო. ცვლილებები ექსპერიმენტულია, მაგრამ მას შემდეგ შეტანილია საბოლოო firmware- ში. TB053– დან ჩვენ ვპოულობთ დროის განტოლებას: 0 = ((ვოლტი_ინ-ვოლტი_ში)/ხვეული_უჰ)*შემოდგომის დრო + კოჭის_ამპები აურიეთ ეს: შემოდგომის დრო = L_Ipeak/(ვოლტი_ზე-ვოლტი_ში), სადაც: L_Ipeak = coil_uH*coil_ampsL_Ipeak უკვე გამოიყენება firmware- ში (იხ. firmware განყოფილება). Volts_in უკვე გამოითვლება ინდუქტორის დროულად განსაზღვრისათვის. Volts_out არის ცნობილი მუდმივი (5/USB ან 12/Firewire). ეს უნდა იმუშაოს V_out-V_in– ის ყველა დადებით მნიშვნელობაზე. თუ თქვენ მიიღებთ უარყოფით ღირებულებებს, თქვენ გაქვთ უფრო დიდი პრობლემები! ყველა განტოლება გამოითვლება დამხმარე ცხრილში, რომელიც შედის NIXIE smps ინსტრუქციულად. შემდეგი ხაზი დაემატა CALIBRATION ნაბიჯში აღწერილი firmware– ის მუდმივ ნაწილს: const v_out როგორც ბაიტი = 5 'გამომავალი ძაბვა დროის განსაზღვრის

ნაბიჯი 5: კალიბრაცია

დაკალიბრების რამდენიმე ნაბიჯი დაგეხმარებათ მაქსიმალურად მიიღოთ დამტენიდან. თქვენს გაზომილ მნიშვნელობებს შეუძლიათ შეცვალონ ჩემი ღირებულებები და იყოს დაინსტალირებული firmware- ში. ეს ნაბიჯები არჩევითია (ძაბვის მითითების გარდა), მაგრამ დაგეხმარებათ მაქსიმალურად მიიღოთ თქვენი კვების წყაროდან. აიპოდის დამტენი ცხრილი დაგეხმარებათ კალიბრაციის შესრულებაში. ააშენეთ v_out როგორც ბაიტი = 12 'გამომავალი ძაბვა დროულად განსაზღვრისათვის, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref როგორც float = 2.5' 2.5 MCP1525, 1.72 ჩემი სტაბისტორისთვის, ~ 2.7 for zener.consturn_ratio as float = 5.54 'მიწოდების კოეფიციენტის მულტიპლიკატორი, კალიბრაცია უკეთესი სიზუსტისთვის osc_freq კონსტრუქცია float = 4' oscillator სიხშირე კონსტრუქცია L_ მეტყველება როგორც float = 170 'coil uH * coil amps berdewam (680 * 0.25 = 170, round down) const fb_value as სიტყვა = 447 'გამომავალი ძაბვის მითითებული წერტილი ეს მნიშვნელობები შეგიძლიათ იხილოთ firmware კოდის ზედა ნაწილში. იპოვეთ მნიშვნელობები და დააყენეთ შემდეგნაირად: V_out ეს არის გამომავალი ძაბვა, რომლის მიღწევაც გვინდა. ეს ცვლადი არ შეცვლის გამომავალ ძაბვას თავისთავად. ეს მნიშვნელობა გამოიყენება იმის დასადგენად, თუ რა დრო სჭირდება ინდუქტორი სრულად განმუხტვას. ეს არის USB firmware- ის გაფართოება, რომელიც გადატანილია firewire ვერსიაზე. შეიყვანეთ 12, ეს არის ჩვენი firewire სამიზნე ძაბვა (ან 5 USB- სთვის). იხილეთ Firmware: ცვლილებები: ნაბიჯი 6 ამ დამატების სრული დეტალებისთვის. ეს არის ADC ძაბვის მითითება. ეს საჭიროა ფაქტობრივი მიწოდების ძაბვის დასადგენად და ინდუქტორის კოჭის დატენვის დროის გამოსათვლელად. შეიყვანეთ 2.5 MCP1525– ისთვის, ან გაზომეთ ზუსტი ძაბვა. ზენერის ან სტაბისტორის მითითებისთვის, გაზომეთ ზუსტი ძაბვა: 1. სურათის გარეშე ჩასმული - შეაერთეთ მავთული მიწიდან (სოკეტი PIN8) სოკეტის პინ 5. ეს ხელს უშლის ინდუქტორსა და ტრანზისტორს გათბობისას, სანამ დენი ჩართულია, მაგრამ PIC არის არ არის ჩასმული. 2. ჩადეთ ბატარეები/ჩართეთ ძალა. 3. მულტიმეტრის გამოყენებით გაზომეთ ძაბვა PIC ძაბვის საცნობარო პინს (სოკეტი PIN6) და მიწას (სოკეტი pin8). ჩემი ზუსტი მნიშვნელობა იყო 1.7 ვოლტი სტაბისტორისთვის და 2.5 ვოლტი MSP1525– ისთვის. 4. შეიყვანეთ ეს მნიშვნელობა როგორც v_ref მუდმივი firmware.supply_ratio მიწოდების ძაბვის გამყოფი შედგება 100K და 22K რეზისტორისგან. თეორიულად უკუკავშირი უნდა უდრიდეს მიწოდების ძაბვას გაყოფილი 5.58 -ზე (იხ. ცხრილი 1. მიწოდების ძაბვის კავშირის ქსელის გამოთვლები). პრაქტიკაში, რეზისტორებს აქვთ სხვადასხვა ტოლერანტობა და არ არის ზუსტი მნიშვნელობები. ზუსტი უკუკავშირის თანაფარდობის საპოვნელად: 4. გაზომეთ მიწოდების ძაბვა (მომარაგების V) სოკეტის პინ 1 -სა და მიწას შორის (სოკეტი pin 8), ან ბატარეის ტერმინალებს შორის. 5. გაზომეთ მიწოდების უკუკავშირის ძაბვა (SFB V) სოკეტს შორის 3 და საფუძველი (სოკეტი pin 8).6. ზუსტი თანაფარდობის მისაღებად გაყავით V მიწოდება SFB V- ით. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ "ცხრილი 2. მიწოდების ძაბვის კავშირის კალიბრაცია".7. შეიყვანეთ ეს მნიშვნელობა, როგორც მიწოდების_ FB მუდმივი firmware.osc_freq უბრალოდ ოსცილატორის სიხშირე. 12F683 შიდა 8Mhz ოსცილატორი იყოფა 2 -ით, უსაფრთხო მუშაობის სიჩქარე დაახლოებით 2.5 ვოლტამდე. 8. შეიყვანეთ მნიშვნელობა 4. L_Ipeak ამ მნიშვნელობის მისაღებად გამრავლდით ინდუქტორის ხვეული uH მაქსიმალური უწყვეტი ამპერით. მაგალითში 22r684C არის 680uH კოჭა, რომლის რეიტინგია 0.25 ამპერი უწყვეტი. 680*0.25 = 170 (საჭიროების შემთხვევაში რაუნდი ქვედა რიცხვამდე). აქ მნიშვნელობის გამრავლება გამორიცხავს 32 ბიტიანი მცურავი წერტილის ცვლადს და გამოთვლას, რომელიც სხვაგვარად უნდა მოხდეს PIC– ზე. ეს მნიშვნელობა გამოითვლება "ცხრილი 3: კოჭის გამოთვლები".9. გაამრავლეთ ინდუქტორული კოჭა uH მაქსიმალური უწყვეტი ამპერით: 680uH კოჭა 0.25 ამპერიანი უწყვეტი = 170 (გამოიყენეთ შემდეგი ყველაზე დაბალი რიცხვი â € “170“.10. შეიყვანეთ ეს მნიშვნელობა, როგორც L_Ipeak მუდმივი firmware.fb_value ეს არის რეალური მთელი რიცხვითი მნიშვნელობა, რომელსაც PIC გამოიყენებს იმის დასადგენად, არის თუ არა მაღალი ძაბვის გამომუშავება სასურველ დონეზე ზემოთ ან ქვემოთ. ჩვენ უნდა გამოვთვალოთ ეს, რადგან ჩვენ არ გვაქვს საპარსები რეზისტორი წვრილ მორგებაზე. 11. გამოსაყენებელ და უკუკავშირის ძაბვას შორის თანაფარდობის დასადგენად გამოიყენეთ ცხრილი 4. (11.0) 12. შემდეგი, შეიყვანეთ ეს თანაფარდობა და თქვენი ზუსტი ძაბვის მითითება "ცხრილი 5. მაღალი ძაბვის კავშირი ADC Set Value" fb_value მნიშვნელობის დასადგენად. (447 2.5 ვოლტიანი მითითებით). 13. PIC– ის დაპროგრამების შემდეგ, შეამოწმეთ გამომავალი ძაბვა. შეიძლება დაგჭირდეთ უკუკავშირის მნიშვნელობის მცირე კორექტირება და გადააკეთოთ firmware, სანამ არ მიიღებთ ზუსტად 12 ვოლტის გამომუშავებას. ამ კალიბრაციის გამო, ტრანზისტორი და ინდუქტორი არასოდეს უნდა გახდეს თბილი. ასევე არ უნდა მოისმინოთ ზარის ხმა ინდუქტორის ხვეულიდან. ორივე ეს პირობა მიუთითებს კალიბრაციის შეცდომაზე. შეამოწმეთ მონაცემთა შესვლა EEPROM– ში, რათა დაადგინოთ, სად შეიძლება იყოს თქვენი პრობლემა.

ნაბიჯი 6: ტესტირება

არსებობს firmware PIC 16F737 და მცირე VB პროგრამა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ძაბვის გაზომვისთვის ბატარეების სიცოცხლის განმავლობაში. 16F737 უნდა იყოს დაკავშირებული კომპიუტერის სერიულ პორტთან MAX203– ით. ყოველ 60 წამში მიწოდების ძაბვა, გამომავალი ძაბვა და საცნობარო ძაბვა შეიძლება შევიდეს კომპიუტერში. შეიძლება გაკეთდეს ლამაზი გრაფიკი, რომელიც აჩვენებს თითოეულ ძაბვას დატენვის დროს. ეს არასოდეს გამოუყენებიათ, რადგან დამტენი არასოდეს იყო ფუნქციონალური. ყველაფერი დადასტურებულია რომ მუშაობს. სატესტო პროგრამული უზრუნველყოფა და მცირე ვიზუალური ძირითადი პროგრამა გამომავალი მონაცემების შესასვლელად, შედის პროექტის არქივში. გაყვანილობას შენ დაგტოვებ.

ნაბიჯი 7: ვარიაციები: USB

USB ვერსია შესაძლებელია რამდენიმე ცვლილებით. USB დატენვა არ არის ტესტირებისთვის ხელმისაწვდომი 3G iPod– ის ვარიანტი. USB ამარაგებს 5,25-4,75 ვოლტს, ჩვენი სამიზნეა 5 ვოლტი. აქ არის ცვლილებები, რომლებიც უნდა განხორციელდეს: 1. გადაიტანეთ USB 'A' ტიპის კონექტორში (mouser #571-7876161, $ 0.85) 2. შეცვალეთ გამომავალი ძაბვის რეზისტორის გამყოფი (შეცვალეთ R2 (10K) 22K).3. შეცვალეთ გამომავალი დაცვის ზენერი (D3) 5,6 ვოლტ 1 ვატამდე (მაუსერი #78-1N4734A, $ 0,07). 5.1 ვოლტიანი ზენერი უფრო ზუსტი იქნება, მაგრამ ზენერებს აქვთ შეცდომა რეზისტორების მსგავსად. თუ ჩვენ ვცდილობთ 5 ვოლტის სამიზნეზე დარტყმას და ჩვენს 5.1 ვოლტ ზენერს აქვს 10% შეცდომა დაბალ მხარეზე, ყველა ჩვენი ძალისხმევა დაიწვება ზენერში. 4. შეცვალეთ ინდუქტორის კოჭა (L1) 220uH, 0.49amp (mouser # 580 -22R224C, $ 0.59). შეიყვანეთ კალიბრაციის ახალი მუდმივები, დაკალიბრების ნაწილის მიხედვით: დააყენეთ V_out 5 ვოლტზე. ნაბიჯი 8 და 9: L_Ipeak = 220*0.49 = 107.8 = 107 (საჭიროების შემთხვევაში მომდევნო ყველაზე დაბალ რიცხვზე).5. შეცვალეთ გამომავალი ნაკრების წერტილი, გადაანგარიშეთ ცხრილი 4 და ცხრილი 5 ცხრილში. ცხრილი 4 - გამოწერეთ 5 ვოლტი გამომავალი და შეცვალეთ 10K რეზისტორი 22K (ნაბიჯი 2 -ის მიხედვით). ჩვენ ვხვდებით, რომ 5 ვოლტის გამომუშავებაზე, 100K/22K გამყოფი ქსელით, უკუკავშირი (E1) იქნება 0.9 ვოლტი. შემდეგი, ნებისმიერი ცვლილება შეიტანეთ ძაბვის მითითებაში ცხრილში 5 და იპოვეთ ADC მითითებული წერტილი. 2.5 ვოლტიანი მითითებით (MCP1525) მითითებული წერტილი არის 369.6. ნიმუშის კონსტანტები USB ვერსიისთვის: const v_out როგორც ბაიტი = 5 'გამომავალი ძაბვა დროის განსაზღვრისათვის, 5 USB, 12 Firewireconst v_ref როგორც float = 2.5' 2.5 MCP1525, 1.72 ჩემი სტაბისტორისთვის, ~ 2.7 ზენერისთვის. მიაწოდეთ მიწოდება_რატი როგორც float = 5.54 'მიწოდების კოეფიციენტის მულტიპლიკატორი, კალიბრაცია უკეთესი სიზუსტისთვის osc_freq როგორც float = 4' oscillator სიხშირე კონსტრუქცია L_peak როგორც float = 107 'coil uH * coil amps უწყვეტი (220 * 0.49 = 107, მრგვალი ქვემოთ) const fb_value as word = 369 'გამომავალი ძაბვის მითითებული წერტილი Firmware და PCB USB ვერსიისთვის შედის პროექტის არქივში. მხოლოდ MCP ძაბვის საცნობარო ვერსია გადაკეთდა USB- ში.