3 'AA' बैटरियों का उपयोग करके स्विच मोड Altoids IPOD चार्जर: 7 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

इस परियोजना का लक्ष्य एक कुशल Altoids टिन iPod (फ़ायरवायर) चार्जर का निर्माण करना था जो 3 (रिचार्जेबल) 'AA' बैटरी पर चलता है। यह परियोजना पीसीबी डिजाइन और निर्माण पर स्काई के साथ और सर्किट और फर्मवेयर पर एक सहयोगी प्रयास के रूप में शुरू हुई। वैसे भी, यह डिज़ाइन काम नहीं करेगा। इसे यहां "एक व्युत्पन्न परियोजना की अवधारणा" (https://www.instructables.com/ex/i/C2303A881DE510299AD7001143E7E506/)" की भावना में प्रस्तुत किया गया है????-- एक परियोजना जो एक कदम के रूप में किसी अन्य परियोजना का उपयोग करती है एक पूरी तरह से अलग समस्या के लिए आगे शोधन, सुधार, या आवेदन के लिए पत्थर। DIYers का समुदाय जिसका हम सभी हिस्सा हैं, वास्तव में एक समुदाय के रूप में एक साथ काम करते हुए कुछ अद्भुत चीजें कर सकते हैं। नवाचार शायद ही कभी एक वैक्यूम में होता है। स्पष्ट अगला कदम समुदाय को उन विचारों को परिष्कृत और विकसित करने में मदद करना है जो अभी तक पूर्ण परियोजनाओं के लिए तैयार नहीं हैं।" हम इसे अभी जमा करते हैं ताकि अन्य आईपोड उत्साही वहां से पिकअप कर सकें जहां हमने छोड़ा था। इस चार्जर के काम नहीं करने के (कम से कम) दो कारण हैं:1. ट्रांजिस्टर पर्याप्त धारा प्रवाह को प्रारंभ करनेवाला को पूरी तरह से चार्ज करने की अनुमति नहीं देता है। दूसरा विकल्प FET है, लेकिन FET को पूरी तरह से स्विच करने के लिए न्यूनतम 5 वोल्ट की आवश्यकता होती है। इस पर SMPS सेक्शन में चर्चा की गई है।2। प्रारंभ करनेवाला बस काफी बड़ा नहीं है। चार्जर आइपॉड के लिए लगभग पर्याप्त करंट पैदा नहीं करता है। हमारे पास आईपॉड चार्जिंग करंट (ओरिजिनल चार्जिंग केबल को काटने से बचाएं) को मापने का एक सटीक तरीका नहीं था, जब तक कि हमारे हिस्से मूसर से नहीं आ जाते। अनुशंसित प्रेरक इस परियोजना के लिए पर्याप्त रूप से कहीं भी बड़े नहीं हैं। एक उपयुक्त प्रतिस्थापन वह कॉइल हो सकता है जो निक डी स्मिथ अपने MAX1771 एसएमपीएस पर उपयोग करता है। यह डिजीकी से 2 या 3 एम्पियर का तार है:(https://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html#bom)यह डिवाइस USB या फायरवायर डिवाइस को थोड़ी मात्रा में पावर प्रदान कर सकता है, लेकिन पर्याप्त नहीं एक (3G) iPod चार्ज करने के लिए। यह पूरी तरह से मृत 3G iPod को शक्ति देगा, लेकिन चार्ज नहीं करेगा।

चरण 1: स्विच मोड Altoids 3 'AA' बैटरियों का उपयोग करके IPOD चार्जर

इस परियोजना का लक्ष्य एक कुशल Altoids टिन iPod (फ़ायरवायर) चार्जर का निर्माण करना था जो 3 (रिचार्जेबल) 'AA' बैटरी पर चलता है। फायरवायर अनियमित रूप से 30 वोल्ट की आपूर्ति करता है। एक iPod 8-30 वोल्ट DC का उपयोग कर सकता है। इसे 3 AA बैटरी से प्राप्त करने के लिए हमें एक वोल्टेज बूस्टर की आवश्यकता होती है। इस निर्देशयोग्य में एक माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक स्विच मोड बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है। मानक अस्वीकरण लागू होते हैं। उच्च वोल्टेज….घातक…आदि. टिन के डिब्बे में इस छोटी सी स्टन गन से जोड़ने से पहले इस बारे में सोचें कि आपका iPod आपके लिए कितना लायक है। SMPS के सभी गणित और गंदे विवरणों के लिए, निक्सी ट्यूब बूस्ट कन्वर्टर को निर्देश योग्य पढ़ें:https://www.instructables.com /ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPSयह देखने के लिए पढ़ें कि कैसे निक्सी ट्यूब SMPS डिज़ाइन को iPod चार्जर के रूप में अनुकूलित किया गया था…।

पिछले काम के एक टन ने इस परियोजना को प्रेरित किया। पहले DIY चार्जर में से एक ने फायरवायर पोर्ट के माध्यम से एक iPod को चार्ज करने के लिए 9 वोल्ट और AA बैटरी के संयोजन का उपयोग किया (सभी iPod के लिए काम करता है, 3G iPods के लिए अनिवार्य):https://www.chrisdiclerico.com/2004/10/24 /ipod-altoids-battery-pack-v2इस डिज़ाइन में बैटरियों के बीच असमान निर्वहन की समस्या है। एक अद्यतन संस्करण में केवल 9 वोल्ट की बैटरी का उपयोग किया गया था:https://www.chrisdiclerico.com/2005/01/18/altoids-ipod-battery-pack-v3नीचे दिया गया डिज़ाइन मेक और हैकडे पर दिखाई दिया, जबकि यह निर्देश योग्य लिखा गया था। यह 5 वोल्ट USB चार्जर के लिए एक सरल डिज़ाइन है (इस प्रकार के पहले के iPods, जैसे कि 3G) चार्ज नहीं होंगे। इसमें 7805 5 वोल्ट रेगुलेटर के साथ 9 वोल्ट की बैटरी का इस्तेमाल किया गया है। एक स्थिर 5 वोल्ट प्रदान किया जाता है, लेकिन बैटरी से अतिरिक्त 4 वोल्ट को नियामक में गर्मी के रूप में जला दिया जाता है। https://www.instructables.com/ex/i/9A2B899A157310299AD7001143E7E506/?ALLSTEPSइन सभी डिजाइनों में एक सामान समान है: 9 वोल्ट की बैटरी। मुझे लगता है कि 9 वोल्ट खराब और महंगे हैं। इस निर्देश के लिए शोध करते समय मैंने नोट किया कि एक 'एनर्जाइज़र' NiMH 9 वोल्ट केवल 150 mAh का है। 'ड्यूरासेल' रिचार्जेबल 9 वोल्ट नहीं बनाता है। एक 'ड्यूरासेल' या 'एनर्जाइज़र' एनआईएमएच 'एए' में स्वस्थ 2300 एमएएच की शक्ति, या अधिक (नए रिचार्जेबल पर 2700 एमएएच रेटिंग तक) है। एक चुटकी में, डिस्पोजेबल क्षारीय एए बैटरी हर जगह उचित मूल्य पर उपलब्ध हैं। 9 या 18 (2x9 वोल्ट) वोल्ट पर 150mAh की तुलना में 3 'AA' बैटरी का उपयोग करने से हमें ~ 4 वोल्ट पर 2700mAh की बैटरी मिलती है। इतनी शक्ति के साथ हम स्विचिंग हानियों और एसएमपीएस माइक्रोकंट्रोलर द्वारा खायी जाने वाली अतिरिक्त ऊर्जा के साथ जी सकते हैं।

चरण 2: एसएमपीएस

नीचे दिया गया उदाहरण TB053 (माइक्रोचिप से एक अच्छा एप्लिकेशन नोट: (https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91053b.pdf)) से लिया गया है। यह एसएमपीएस के पीछे मूल सिद्धांत की रूपरेखा तैयार करता है। एक माइक्रोकंट्रोलर एक FET (Q1) को आधार बनाता है, जिससे चार्ज को प्रारंभ करनेवाला L1 में बनाया जा सकता है। जब FET को बंद कर दिया जाता है, तो चार्ज डायोड D1 से कैपेसिटर C1 में प्रवाहित होता है। Vvfb एक वोल्टेज डिवाइडर फीडबैक है जो माइक्रोकंट्रोलर को उच्च वोल्टेज की निगरानी करने और वांछित वोल्टेज को बनाए रखने के लिए FET को सक्रिय करने की अनुमति देता है। हम चाहते हैं कि 8 से 30 वोल्ट के बीच फायरवायर पोर्ट के माध्यम से आइपॉड चार्ज किया जाए। आइए इस एसएमपीएस को 12 वोल्ट आउटपुट के लिए डिज़ाइन करें। यह तुरंत घातक वोल्टेज नहीं है, बल्कि फायरवायर वोल्टेज रेंज के भीतर है। माइक्रोकंट्रोलर कई एकल चिप समाधान हैं जो कुछ बैटरी से वोल्टेज को 12 (या अधिक) वोल्ट तक बढ़ा सकते हैं। यह परियोजना इनमें से किसी एक पर आधारित नहीं है। इसके बजाय, हम माइक्रोचिप, PIC 12F683 से प्रोग्राम करने योग्य माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करेंगे। यह हमें एसएमपीएस को जंक-बॉक्स भागों के साथ डिजाइन करने देता है, और हमें हार्डवेयर के करीब रखता है। एक एकल चिप समाधान एसएमपीएस के अधिकांश संचालन को बाधित करेगा और विक्रेता लॉक-इन को बढ़ावा देगा। 8 पिन PIC 12F682 को इसके छोटे आकार और लागत ($ 1 से कम) के लिए चुना गया था। किसी भी माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया जा सकता है (PIC/AVR) जिसमें एक हार्डवेयर पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर (PWM), दो एनालॉग डिजिटल कन्वर्टर्स (ADC), और एक वोल्टेज संदर्भ विकल्प (आंतरिक या बाहरी Vref) होता है। मुझे 8 पिन 12F683 पसंद है और इसे हर चीज के लिए इस्तेमाल करते हैं। अवसर पर मैंने इसे पुराने PIC के लिए सटीक 8 मेगाहर्ट्ज बाहरी घड़ी स्रोत के रूप में उपयोग किया है। मेरी इच्छा है कि माइक्रोचिप मुझे उनमें से एक पूरी ट्यूब भेजे। वोल्टेज संदर्भ डिवाइस बैटरी चालित है। बैटरी डिस्चार्ज और तापमान परिवर्तन के परिणामस्वरूप वोल्टेज बहाव होगा। पीआईसी के लिए एक सेट आउटपुट वोल्टेज (12 वोल्ट) बनाए रखने के लिए एक स्थिर वोल्टेज संदर्भ की आवश्यकता होती है। यह एक बहुत कम वोल्टेज संदर्भ होना चाहिए, इसलिए यह 3 एए बैटरी से आउटपुट की सीमा पर प्रभावी है। मूल रूप से 2.7 वोल्ट जेनर डायोड की योजना बनाई गई थी, लेकिन स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक्स की दुकान में 2 वोल्ट "स्टैबिस्टर" डायोड था। इसका उपयोग जेनर संदर्भ के समान ही किया गया था, लेकिन "बैकवर्ड" (वास्तव में आगे) डाला गया था। स्टैबिस्टर काफी दुर्लभ (और महंगा, ~ 0.75 यूरो सेंट) लगता है, इसलिए हमने माइक्रोचिप (MCP1525) से 2.5 वोल्ट के संदर्भ के साथ दूसरा संस्करण बनाया। यदि आपके पास स्टैबिस्टर या माइक्रोचिप (या अन्य TO-92) संदर्भ तक पहुंच नहीं है, तो 2.7 वोल्ट जेनर का उपयोग किया जा सकता है। वोल्टेज फीडबैक दो वोल्टेज फीडबैक सर्किट हैं जो पीआईसी पर एडीसी पिन से जुड़ते हैं। पहला पीआईसी को आउटपुट वोल्टेज को समझने की अनुमति देता है। PIC इन मापों के जवाब में ट्रांजिस्टर को पल्स करता है, ADC पर एक वांछित संख्यात्मक रीडिंग बनाए रखता है (मैं इसे 'सेट-पॉइंट' कहता हूं)। PIC दूसरे के माध्यम से बैटरी वोल्टेज को मापता है (मैं इसे आपूर्ति वोल्टेज या Vsupply कहूंगा)। इष्टतम प्रारंभ करनेवाला समय पर आपूर्ति वोल्टेज पर निर्भर करता है। PIC फर्मवेयर ADC मान पढ़ता है और ट्रांजिस्टर और प्रारंभ करनेवाला (PWM की अवधि / कर्तव्य चक्र मान) के लिए इष्टतम समय पर गणना करता है। आपके पीआईसी में सटीक मान दर्ज करना संभव है, लेकिन अगर बिजली की आपूर्ति बदल जाती है तो मान अब इष्टतम नहीं हैं। बैटरी से चलने के दौरान, बैटरी के डिस्चार्ज होने पर वोल्टेज कम हो जाएगा, जिससे लंबे समय तक चलने की आवश्यकता होगी। मेरा समाधान यह था कि पीआईसी को इस सब की गणना करने और अपने स्वयं के मूल्य निर्धारित करने दें। दोनों डिवाइडर को डिजाइन किया गया था ताकि वोल्टेज की सीमा 2.5 वोल्ट के संदर्भ में अच्छी तरह से हो। आपूर्ति वोल्टेज को 100K और 22K रोकनेवाला द्वारा विभाजित किया जाता है, जो 0.81 को 4.5 वोल्ट (ताजा बैटरी) से 0.54 3 वोल्ट (मृत बैटरी) पर देता है। आउटपुट/हाई वोल्टेज को 100K और 10K रेसिस्टर्स (USB आउटपुट के लिए 22K) के माध्यम से विभाजित किया गया है। हमने निक्सी एसएमपीएस में इस्तेमाल होने वाले ट्रिमर रेसिस्टर को खत्म कर दिया। यह प्रारंभिक समायोजन को थोड़ा धब्बेदार बनाता है, लेकिन एक बड़े घटक को समाप्त करता है। 12 वोल्ट आउटपुट पर फीडबैक लगभग 1 वोल्ट है। FET/SwitchFETs SMPS में मानक 'स्विच' हैं। FETs 3 AA बैटरियों द्वारा आपूर्ति किए गए वोल्टेज से अधिक वोल्टेज पर सबसे अधिक कुशलता से स्विच करते हैं। इसके बजाय एक डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया था क्योंकि यह एक करंट स्विच्ड डिवाइस है। TIP121 में १००० न्यूनतम € का लाभ होता है, किसी भी समान ट्रांजिस्टर का शायद उपयोग किया जा सकता है। एक साधारण डायोड (1N4148) और रेसिस्टर (1K) PIC PWM पिन को ट्रांजिस्टर बेस से आने वाले किसी भी आवारा वोल्टेज से बचाते हैं। इंडक्टर कॉइलI को मूसर में उपलब्ध सी एंड डी पावर इंडक्टर्स का काफी शौक है। वे छोटे और गंदगी सस्ते हैं। चार्जर के USB संस्करण के लिए 220uH प्रारंभ करनेवाला (22R224C) का उपयोग किया गया था। फायरवायर संस्करण एक 680 uH प्रारंभ करनेवाला (22R684C) का उपयोग करता है। इन मूल्यों को प्रयोग के माध्यम से चुना गया था। सैद्धांतिक रूप से, किसी भी मूल्य प्रारंभ करनेवाला को काम करना चाहिए यदि PIC फर्मवेयर ठीक से कॉन्फ़िगर किया गया है। हकीकत में, हालांकि, फायरवायर संस्करण में कॉइल ६८०uH से कम मूल्यों से गूंजता है। यह संभवतः स्विच के रूप में FET के बजाय ट्रांजिस्टर के उपयोग से संबंधित है। मैं इस क्षेत्र में किसी भी विशेषज्ञ की सलाह की बहुत सराहना करूंगा। रेक्टिफायर डायोड मूसर से सस्ते सुपर/अल्ट्रा फास्ट 100 वोल्ट 1 amp रेक्टिफायर (भाग सूची देखें) का उपयोग किया गया था। अन्य कम वोल्टेज रेक्टिफायर का उपयोग किया जा सकता है। सुनिश्चित करें कि आपके डायोड में कम फॉरवर्ड वोल्टेज और तेजी से रिकवरी है (30ns अच्छी तरह से काम करता प्रतीत होता है)। सही Schottky को बढ़िया काम करना चाहिए, लेकिन गर्मी, बजने और EMI पर ध्यान दें। स्विचमोड मेलिंग सूची पर जो ने सुझाव दिया: (वेबसाइट: https://groups.yahoo.com/group/switchmode/) "मुझे लगता है कि चूंकि शोट्की तेज हैं और उच्च जंक्शन समाई है जैसे आप कह रहे थे, आप थोड़ा और बज सकते हैं और ईएमआई। लेकिन, यह अधिक कुशल होगा। हम्म, मुझे आश्चर्य है कि यदि आपने 1N5820 का उपयोग किया है, तो 20v ब्रेकडाउन आपके जेनर डायोड को बदल सकता है यदि आपको अपने आइपॉड के लिए कम करंट की आवश्यकता होती है। "इनपुट/आउटपुट कैपेसिटर और प्रोटेक्शनए 100uf/25v इलेक्ट्रोलाइटिक इनपुट संधारित्र प्रारंभ करनेवाला के लिए ऊर्जा संग्रहीत करता है। एक 47uf/63v इलेक्ट्रोलाइटिक और 0.1uf/50V धातु फिल्म संधारित्र आउटपुट वोल्टेज को सुचारू करता है। इनपुट वोल्टेज और ग्राउंड के बीच एक 1 वाट 5.1 वोल्ट जेनर रखा गया है। सामान्य उपयोग में 3 एए को कभी भी 5.1 वोल्ट प्रदान नहीं करना चाहिए। यदि उपयोगकर्ता बोर्ड को ओवर पावर करने का प्रबंधन करता है, तो जेनर आपूर्ति को 5.1 वोल्ट पर क्लैंप कर देगा। यह पीआईसी को तब तक नुकसान से बचाएगा जब तक कि जेनर जल न जाए। एक रेसिस्टर जम्पर वायर को बदलकर एक वास्तविक जेनर वोल्टेज रेगुलेटर बना सकता है, लेकिन यह कम कुशल होगा (पीसीबी सेक्शन देखें)। आईपॉड की सुरक्षा के लिए, आउटपुट और ग्राउंड के बीच एक 24 वोल्ट 1 वाट का जेनर डायोड जोड़ा गया था। सामान्य उपयोग में इस डायोड को कुछ नहीं करना चाहिए। अगर कुछ गलत हो जाता है (आउटपुट वोल्टेज 24 तक बढ़ जाता है) तो इस डायोड को 24 वोल्ट (फायरवायर अधिकतम 30 वोल्ट से नीचे) पर आपूर्ति को दबाना चाहिए। प्रारंभ करनेवाला ने 20 वोल्ट पर अधिकतम ~ 0.8 वाट का उत्पादन किया, इसलिए 1 वाट के जेनर को बिना जलाए किसी भी अतिरिक्त वोल्टेज को नष्ट कर देना चाहिए।

चरण 3: पीसीबी

ध्यान दें कि पीसीबी के दो संस्करण हैं, एक जेनर/स्टैबिस्टर वोल्टेज संदर्भ के लिए, और एक MCP1525 वोल्टेज संदर्भ के लिए। एमसीपी संस्करण "पसंदीदा" संस्करण है जिसे भविष्य में अपडेट किया जाएगा। MCP vref का उपयोग करते हुए केवल एक USB संस्करण बनाया गया था। यह डिज़ाइन करने के लिए एक कठिन PCB था। 3 AA बैटरियों का आयतन काट लेने के बाद हमारे टिन में सीमित जगह बची है। इस्तेमाल किया गया टिन असली अल्टोइड टिन नहीं है, यह एक वेबसाइट को बढ़ावा देने वाले टकसालों का एक निःशुल्क बॉक्स है। यह लगभग एक अल्टोइड टिन के समान आकार का होना चाहिए। नीदरलैंड में कोई Altoids टिन नहीं मिला। स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक्स दुकान से एक प्लास्टिक बैटरी धारक का उपयोग 3 AA बैटरी रखने के लिए किया गया था। लीड्स को सीधे उस पर क्लिप में मिलाया गया था। पीसीबी को दो जम्पर होल के माध्यम से बिजली की आपूर्ति की जाती है, जिससे बैटरी प्लेसमेंट लचीला हो जाता है। एक बेहतर समाधान किसी प्रकार की अच्छी पीसीबी माउंट करने योग्य बैटरी क्लिप हो सकता है। मुझे ये नहीं मिले। टिन में एक छेद बाहर जाने के लिए एलईडी 90 डिग्री पर मुड़ी हुई है। TIP121 भी 90 डिग्री पर मुड़ा हुआ है, लेकिन फ्लैट सेट नहीं है!!!** स्थान बचाने के लिए ट्रांजिस्टर के नीचे एक डायोड और दो प्रतिरोधक चलाए जाते हैं। तस्वीर में आप देख सकते हैं कि ट्रांजिस्टर मुड़ा हुआ है, लेकिन इस तरह मिलाप किया गया है कि यह घटकों पर एक सेंटीमीटर तैरता है। आकस्मिक शॉर्ट्स से बचने के लिए, इस क्षेत्र को गर्म गोंद या उस रबरयुक्त स्टिकी टैकल सामान के एक हिस्से के साथ कवर करें। MCP1525 वोल्टेज संदर्भ पीसीबी के MCP संस्करण में TIP121 के अंतर्गत स्थित है। यह एक बहुत ही प्रभावी स्पेसर बनाता है। 3 घटकों को पीछे की तरफ रखा गया था: पीआईसी के लिए डिकूपिंग कैप, और दो बड़े जेनर (24 वोल्ट और 5.1 वोल्ट)। केवल एक जम्पर तार की जरूरत है (एमसीपी संस्करण के लिए 2)। जब तक आप डिवाइस को लगातार चलाना नहीं चाहते हैं, बैटरी पावर से सर्किट बोर्ड तक तार के साथ एक छोटा स्विच इन-लाइन लगाएं। जगह बचाने और प्लेसमेंट को लचीला बनाए रखने के लिए पीसीबी पर स्विच नहीं लगाया गया था। **ईगल के पास टू-220 पैकेज पर रूटिंग प्रतिबंध है जो ग्राउंड प्लेन को बाधित करता है। मैंने TIP121 पदचिह्न से b-प्रतिबंध और अन्य परतों को हटाने के लिए पुस्तकालय संपादक का उपयोग किया। आप इस समस्या को हल करने के लिए एक जम्पर वायर भी जोड़ सकते हैं यदि आप, मेरी तरह, ईगल लाइब्रेरी एडिटर से नफरत करते हैं। प्रोजेक्ट आर्काइव में शामिल ईगल लाइब्रेरी में इंडक्टर कॉइल और संशोधित-220 पदचिह्न हैं। भाग सूची (कुछ हिस्सों के लिए प्रदान किया गया माउस भाग संख्या, अन्य जंक बॉक्स से बाहर आया): भाग मान (वोल्टेज रेटिंग न्यूनतम हैं, बड़ा ठीक है)C1 0.1uF/10VC2 100uF/25VC3 0.1uF/50VC4 47uF/63V (माउसर #140-XRL63V47, $0.10)D1 रेक्टीफायर डायोड SF12 (माउसर #821-SF12), $0.22 -या- अन्यD2 1N4148 छोटा सिग्नल डायोड (माउसर #78 -1N4148, $0.03) D3 (फायरवायर) 24 वोल्ट जेनर/1 W (माउसर #512-1N4749A, $0.09)D3 (USB) 5.6 वोल्ट जेनर/1 W (माउसर #78-1N4734A, $0.07)D4 5.1 वोल्ट जेनर/1W (मूसर #78-1N4733A, $0.07)IC1 PIC 12F683 और 8 पिन डिप सॉकेट (सॉकेट वैकल्पिक/अनुशंसित, ~$1.00 कुल) L1 (फायरवायर) 22R684C 680uH/0.25 amp प्रारंभ करनेवाला कॉइल (माउसर # 580-22R684C, $0.59)L1 (USB) 22R224C 220uH/0.49amp प्रारंभ करनेवाला कुंडल (माउसर # 580-22R224C, $0.59)LED1 5mm LEDQ1 TIP-121 डार्लिंगटन ड्राइवर या समानR1 100KR2 (फायरवायर) 10KR2 (USB) 22KR3 100KR4 22KR6 330 OHMR7 10KR8 1KVREF1 (माइक्रोचिप MCP1525) (माउसर #५७९-एमसीपी१५२५आईटीओ, $०.५५) -या- २.७ वोल्ट/४००एमए जेनर १०के रेसिस्टर (आर३) (जेनर रेफरेंस वर्जन पीसीबी) के साथ-या- २ वोल्ट स्टैबिस्टर विद १०के रेसिस्टर (आर३) (जेनर रेफरेंस वर्जन पीसीबी)एक्स१ फायरवायर/ IEEE1394 6 पिन समकोण, क्षैतिज PCB माउंट कनेक्टर: Kobiconn (माउसर #154-FWR20, $1.85) -या- EDAC (माउसर #587-693-006-620-003, $0.93)

चरण 4: फर्मवेयर

FIRMWARESMPS फर्मवेयर का पूरा विवरण निक्सी SMPS इंस्ट्रक्शनल में उल्लिखित है। SMPS के सभी गणित और गंदे विवरणों के लिए, मेरा निक्सी ट्यूब बूस्ट कन्वर्टर इंस्ट्रक्शनल पढ़ें:(https://www.instructables.com/ex/i/B59D3AD4E2CE10288F99001143E7E506/?ALLSTEPS)फर्मवेयर मिक्रोबेसिक में लिखा गया है, कंपाइलर इसके लिए मुफ्त है 2K (https://www.mikroe.com/) तक के कार्यक्रम। यदि आपको PIC प्रोग्रामर की आवश्यकता है, तो मेरे एन्हांस्ड JDM2 प्रोग्रामर बोर्ड पर भी विचार करें, जो इंस्ट्रक्शंस पर भी पोस्ट किया गया है (https://www.instructables.com/ex/i/6D80A0F6DA311028931A001143E7E506 /?ALLSTEPS)। मूल फर्मवेयर ऑपरेशन: 1. जब बिजली लागू होती है तो पीआईसी शुरू होता है। वोल्टेज को स्थिर करने की अनुमति देने के लिए पीआईसी 1 सेकंड के लिए देरी करता है। 3. पीआईसी आपूर्ति वोल्टेज प्रतिक्रिया पढ़ता है और इष्टतम कर्तव्य चक्र और अवधि मूल्यों की गणना करता है।4. PIC EEPROM में ADC रीडिंग, ड्यूटी साइकल और पीरियड वैल्यू को लॉग करता है। यह कुछ परेशानी की शूटिंग की अनुमति देता है और भयावह विफलताओं का निदान करने में मदद करता है। EEPROM पता 0 लेखन सूचक है। हर बार एसएमपीएस (पुनः) शुरू होने पर एक 4 बाइट लॉग सहेजा जाता है। पहले 2 बाइट एडीसी उच्च/निम्न हैं, तीसरा बाइट कम 8 बिट कर्तव्य चक्र मान है, चौथा बाइट अवधि मान है। कुल ५० अंशांकन (२०० बाइट्स) को राइट पॉइंटर के रोल करने से पहले लॉग किया जाता है और EEPROM पते पर फिर से शुरू होता है। सबसे हालिया लॉग पॉइंटर -4 पर स्थित होगा। इन्हें PIC प्रोग्रामर का उपयोग करके चिप से पढ़ा जा सकता है। भविष्य के संवर्द्धन के लिए ऊपरी 55 बाइट्स मुक्त छोड़ दिए जाते हैं। 5. PIC अंतहीन लूप में प्रवेश करता है - उच्च वोल्टेज प्रतिक्रिया मूल्य मापा जाता है। यदि यह वांछित मूल्य से नीचे है तो पीडब्लूएम कर्तव्य चक्र रजिस्टरों परिकलित मूल्य के साथ लोड किया जाता है - नोट: निचले दो बिट महत्वपूर्ण हैं और सीपीपी1सीओएन में लोड किए जाने चाहिए, ऊपरी 8 बिट सीआरपी1एल में जाते हैं। यदि फीडबैक वांछित मूल्य से ऊपर है, तो पीआईसी कर्तव्य चक्र रजिस्टरों को 0 से लोड करता है। यह एक 'पल्स स्किप' प्रणाली है। मैंने दो कारणों से पल्स स्किप का फैसला किया: 1) ऐसी उच्च आवृत्तियों पर खेलने के लिए बहुत अधिक कर्तव्य चौड़ाई नहीं है (हमारे उदाहरण में 0-107, उच्च आपूर्ति वोल्टेज पर बहुत कम), और 2) आवृत्ति मॉड्यूलेशन संभव है, और समायोजन के लिए बहुत अधिक जगह देता है (हमारे उदाहरण में 35-255), लेकिन केवल ड्यूटी हार्डवेयर में डबल बफर है। PWM के संचालन के दौरान आवृत्ति बदलने से 'अजीब' प्रभाव हो सकते हैं। परिवर्तन: फर्मवेयर को निक्सी ट्यूब SMPS संस्करण से कुछ अपडेट मिलते हैं। 1. पिन कनेक्शन बदल दिए गए हैं। एक एलईडी समाप्त हो जाती है, एक एकल एलईडी संकेतक का उपयोग किया जाता है। पिन आउट छवि में दिखाया गया है। लाल रंग में विवरण डिफ़ॉल्ट PIC पिन असाइनमेंट हैं जिन्हें बदला नहीं जा सकता है। 2. एनालॉग डिजिटल कनवर्टर को अब आपूर्ति वोल्टेज के बजाय पिन 6 पर बाहरी वोल्टेज के लिए संदर्भित किया जाता है। 3. जैसे ही बैटरी खत्म होती है, आपूर्ति वोल्टेज बदल जाएगा। नया फर्मवेयर हर कुछ मिनट में आपूर्ति वोल्टेज माप लेता है और पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर सेटिंग्स को अपडेट करता है। यह "रीकैलिब्रेशन" प्रारंभ करनेवाला को बैटरी डिस्चार्ज के रूप में कुशलता से संचालित करता है। 4. आंतरिक थरथरानवाला 4 मेगाहर्ट्ज पर सेट, एक सुरक्षित ऑपरेटिंग गति लगभग 2.5 वोल्ट। 5. फिक्स्ड लॉगिंग इसलिए स्थिति 1 पर शुरू करने के लिए EEPROM में कुछ भी सेट करने की आवश्यकता नहीं है एक ताजा तस्वीर। नौसिखियों के लिए समझने में आसान। 6. इंडक्टर डिस्चार्ज टाइम (ऑफ-टाइम) की गणना अब फर्मवेयर में की जाती है। पिछला गुणक (एक तिहाई समय पर) इस तरह के छोटे बूस्ट के लिए अपर्याप्त है। पूरे बैटरी डिस्चार्ज के दौरान दक्षता बनाए रखने का एकमात्र तरीका फर्मवेयर का विस्तार करना था ताकि सही ऑफ-टाइम की गणना की जा सके। संशोधन प्रयोगात्मक हैं, लेकिन तब से अंतिम फर्मवेयर में शामिल किए गए हैं। TB053 से हम ऑफ-टाइम समीकरण पाते हैं: 0=(((volts_in-volts_out)/coil_uH)*fall_time + कॉइल_एम्प्स इसे इस तरह से मिलाएं: Fall_time= L_Ipeak/(Volts_out-Volts_in) जहां: L_Ipeak=coil_uH*coil_ampsL_Ipeak पहले से ही इस्तेमाल किया जाने वाला स्थिरांक है फर्मवेयर में (फर्मवेयर अनुभाग देखें)। वोल्ट_इन की गणना पहले से ही प्रारंभ करनेवाला को समय पर निर्धारित करने के लिए की जाती है। Volts_out एक ज्ञात स्थिरांक (5/USB या 12/फ़ायरवायर) है। यह V_out-V_in के सभी सकारात्मक मानों के लिए कार्य करना चाहिए। यदि आपको नकारात्मक मूल्य मिलते हैं, तो आपको बड़ी परेशानी होती है! सभी समीकरणों की गणना सहायक स्प्रेडशीट में की जाती है जिसमें NIXIE smps निर्देशयोग्य शामिल है। निम्नलिखित पंक्ति को कैलिब्रेशन चरण में वर्णित फर्मवेयर के स्थिरांक अनुभाग में जोड़ा गया था: कॉन्स्ट v_out बाइट = 5 'आउटपुट वोल्टेज के रूप में ऑफ-टाइम निर्धारित करने के लिए

चरण 5: अंशांकन

कई कैलिब्रेशन चरण आपको चार्जर का अधिकतम लाभ उठाने में मदद करेंगे। आपके मापा मूल्य मेरे मूल्यों को प्रतिस्थापित कर सकते हैं और फर्मवेयर में संकलित किए जा सकते हैं। ये चरण वैकल्पिक हैं (वोल्टेज संदर्भ को छोड़कर), लेकिन आपकी बिजली आपूर्ति का अधिकतम लाभ उठाने में आपकी सहायता करेंगे। आइपॉड चार्जर स्प्रेडशीट आपको कैलिब्रेशन करने में मदद करेगी। फ्लोट = 5.54 'आपूर्ति अनुपात गुणक के रूप में zener.const आपूर्ति_अनुपात, बेहतर सटीकता के लिए जांचना osc_freq के रूप में फ्लोट = 4' थरथरानवाला आवृत्ति के रूप में L_Ipeak फ्लोट = 170 'कॉइल यूएच * कॉइल एएमपीएस निरंतर (680 * 0.25 = 170, राउंड डाउन) स्थिरांक fb_value के रूप में शब्द = 447 'आउटपुट वोल्टेज सेट पॉइंट ये मान फ़र्मवेयर कोड के शीर्ष पर पाए जा सकते हैं। मान खोजें और निम्नानुसार सेट करें:V_outयह वह आउटपुट वोल्टेज है जिसे हम प्राप्त करना चाहते हैं। यह चर आउटपुट वोल्टेज को अपने आप नहीं बदलेगा। इस मान का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि प्रारंभ करनेवाला को पूरी तरह से निर्वहन करने के लिए कितना समय चाहिए। यह USB फर्मवेयर में किया गया एक एन्हांसमेंट है जिसे फायरवायर संस्करण में पोर्ट किया गया था। 12 दर्ज करें, यह हमारा फायरवायर लक्ष्य वोल्टेज है (या यूएसबी के लिए 5)। इस अतिरिक्त के पूर्ण विवरण के लिए फर्मवेयर: परिवर्तन: चरण 6 देखें। v_refयह एडीसी का वोल्टेज संदर्भ है। वास्तविक आपूर्ति वोल्टेज को निर्धारित करने और प्रारंभ करनेवाला कॉइल चार्ज समय की गणना करने के लिए इसकी आवश्यकता होती है। MCP1525 के लिए 2.5 दर्ज करें, या सटीक वोल्टेज मापें। जेनर या स्टैबिस्टर संदर्भ के लिए, सटीक वोल्टेज को मापें: 1. बिना PIC INSERTED - एक तार को जमीन (सॉकेट पिन8) से सॉकेट पिन से कनेक्ट करें। यह बिजली चालू होने पर प्रारंभ करनेवाला और ट्रांजिस्टर को गर्म होने से रोकता है, लेकिन PIC है नहीं डाला गया। 2. बैटरी डालें / बिजली चालू करें। 3. मल्टीमीटर का उपयोग करके पीआईसी वोल्टेज संदर्भ पिन (सॉकेट पिन 6) और जमीन (सॉकेट पिन 8) के बीच वोल्टेज को मापें। मेरा सटीक मान स्टैबिस्टर के लिए 1.7 वोल्ट और एमएसपी1525 के लिए 2.5 वोल्ट था। 4. इस मान को फर्मवेयर में v_ref स्थिरांक के रूप में दर्ज करें। आपूर्ति_अनुपात आपूर्ति वोल्टेज विभक्त में 100K और 22K रोकनेवाला होता है। सैद्धांतिक रूप से फीडबैक 5.58 से विभाजित आपूर्ति वोल्टेज के बराबर होना चाहिए (तालिका 1 देखें। आपूर्ति वोल्टेज फीडबैक नेटवर्क गणना)। व्यवहार में, प्रतिरोधों में विभिन्न सहनशीलताएँ होती हैं और वे सटीक मान नहीं होते हैं। सटीक प्रतिक्रिया अनुपात खोजने के लिए: 4. सॉकेट पिन 1 और ग्राउंड (सॉकेट पिन 8), या बैटरी टर्मिनलों के बीच आपूर्ति वोल्टेज (आपूर्ति वी) को मापें। 5. सॉकेट पिन 3 के बीच आपूर्ति प्रतिक्रिया वोल्टेज (एसएफबी वी) को मापें। और जमीन (सॉकेट पिन 8).6. आपूर्ति V को SFB V से विभाजित करके सटीक अनुपात प्राप्त करें। आप "तालिका 2। आपूर्ति वोल्टेज फीडबैक कैलिब्रेशन" का भी उपयोग कर सकते हैं। 7. इस मान को फर्मवेयर में आपूर्ति_एफबी स्थिरांक के रूप में दर्ज करें। osc_freqबस थरथरानवाला आवृत्ति। 12F683 आंतरिक 8Mhz थरथरानवाला 2 से विभाजित है, एक सुरक्षित संचालन गति लगभग 2.5 वोल्ट है। 8. इस मान को प्राप्त करने के लिए अधिकतम निरंतर amps द्वारा 4. L_Ipeak को प्रारंभ करनेवाला कॉइल uH गुणा करें। उदाहरण में 22r684C एक 680uH कॉइल है जिसकी रेटिंग 0.25 एम्पीयर निरंतर है। ६८०*०.२५ = १७० (यदि आवश्यक हो तो गोल से निचले पूर्णांक तक)। यहां मान को गुणा करने से एक 32 बिट फ्लोटिंग पॉइंट वेरिएबल और गणना समाप्त हो जाती है जो अन्यथा पीआईसी पर की जानी चाहिए। इस मान की गणना "तालिका 3: कुंडल गणना" में की जाती है। 9। प्रारंभ करनेवाला कॉइल यूएच को अधिकतम निरंतर एएमपीएस से गुणा करें: 680uH कॉइल 0.25 एएमपीएस निरंतर = 170 की रेटिंग के साथ (अगले निम्नतम पूर्णांक का उपयोग करें - 170)।10। इस मान को फर्मवेयर में L_Ipeak स्थिरांक के रूप में दर्ज करें।fb_valueयह वास्तविक पूर्णांक मान है जो PIC यह निर्धारित करने के लिए उपयोग करेगा कि उच्च वोल्टेज आउटपुट वांछित स्तर से ऊपर या नीचे है या नहीं। हमें इसकी गणना करने की आवश्यकता है क्योंकि हमारे पास ठीक समायोजन के लिए ट्रिमर रोकनेवाला नहीं है। 11. आउटपुट और फीडबैक वोल्टेज के बीच अनुपात निर्धारित करने के लिए तालिका 4 का उपयोग करें। (११.०) १२। अगला, इस अनुपात और अपने सटीक वोल्टेज संदर्भ को "तालिका 5 में दर्ज करें। उच्च वोल्टेज प्रतिक्रिया एडीसी सेट मान" fb_value निर्धारित करने के लिए। (४४७ २.५ वोल्ट संदर्भ के साथ)। 13. पीआईसी प्रोग्राम करने के बाद, आउटपुट वोल्टेज का परीक्षण करें। आपको फीडबैक सेट मान में मामूली समायोजन करने और फ़र्मवेयर को तब तक पुन: संकलित करने की आवश्यकता हो सकती है जब तक कि आपको ठीक 12 वोल्ट का आउटपुट न मिल जाए। इस अंशांकन के कारण, ट्रांजिस्टर और प्रारंभ करनेवाला कभी गर्म नहीं होना चाहिए। न ही आपको प्रारंभ करनेवाला कुंडल से बजने वाली ध्वनि सुननी चाहिए। ये दोनों स्थितियां अंशांकन त्रुटि का संकेत देती हैं। आपकी समस्या कहाँ हो सकती है, यह निर्धारित करने में सहायता के लिए EEPROM में डेटा लॉग की जाँच करें।

चरण 6: परीक्षण

PIC 16F737 के लिए एक फर्मवेयर और एक छोटा VB एप्लिकेशन है जिसका उपयोग बैटरी के जीवन पर वोल्टेज माप को लॉग करने के लिए किया जा सकता है। 16F737 को MAX203 के साथ पीसी सीरियल पोर्ट से जोड़ा जाना चाहिए। हर 60 सेकंड में आपूर्ति वोल्टेज, आउटपुट वोल्टेज और संदर्भ वोल्टेज को पीसी में लॉग किया जा सकता है। चार्ज समय के माध्यम से प्रत्येक वोल्टेज को दिखाते हुए एक अच्छा ग्राफ बनाया जा सकता है। इसका उपयोग कभी नहीं किया गया था क्योंकि चार्जर कभी काम नहीं करता था। काम करने के लिए सब कुछ सत्यापित है। परीक्षण फर्मवेयर, और आउटपुट लॉग करने के लिए एक छोटा दृश्य बुनियादी कार्यक्रम, परियोजना संग्रह में शामिल हैं। मैं आप पर वायरिंग छोड़ दूँगा।

चरण 7: विविधताएं: यूएसबी

कुछ संशोधनों के साथ USB संस्करण संभव है। परीक्षण के लिए उपलब्ध 3G iPod के लिए USB चार्जिंग एक विकल्प नहीं है। USB 5.25-4.75 वोल्ट की आपूर्ति करता है, हमारा लक्ष्य 5 वोल्ट है। यहां बदलाव किए जाने की जरूरत है: 1. यूएसबी 'ए' टाइप कनेक्टर में स्वैप करें (माउसर #571-7876161, $0.85)2। आउटपुट वोल्टेज रेसिस्टर डिवाइडर को बदलें (R2 (10K) को 22K में बदलें)।3। आउटपुट प्रोटेक्शन जेनर (D3) को 5.6 वोल्ट 1 वाट (माउसर #78-1N4734A, $0.07) में बदलें। 5.1 वोल्ट का जेनर अधिक सटीक होगा, लेकिन जेनर में प्रतिरोधों की तरह त्रुटि होती है। यदि हम 5 वोल्ट के लक्ष्य को हिट करने का प्रयास करते हैं और हमारे 5.1 वोल्ट जेनर में निचले हिस्से में 10% त्रुटि है, तो हमारे सभी प्रयास जेनर में जल जाएंगे। 4. प्रारंभ करनेवाला कॉइल (L1) को 220uH, 0.49amp (माउसर # 580) में बदलें। -22R224C, $0.59)। अंशांकन अनुभाग के अनुसार नए अंशांकन स्थिरांक दर्ज करें: V_out को 5 वोल्ट पर सेट करें। चरण 8 और 9: L_Ipeak=220*0.49=107.8=107 (यदि आवश्यक हो तो अगले निम्नतम पूर्णांक के लिए गोल)।5.आउटपुट सेट बिंदु को संशोधित करें, स्प्रेडशीट में तालिका 4 और तालिका 5 की पुनर्गणना करें। तालिका 4 - आउटपुट के रूप में 5 वोल्ट दर्ज करें और 10K रोकनेवाला को 22K (चरण 2 के अनुसार) से बदलें। हम पाते हैं कि 5 वोल्ट आउटपुट पर, 100K/22K डिवाइडर नेटवर्क के साथ, फीडबैक (E1) 0.9 वोल्ट होगा। इसके बाद, तालिका 5 में वोल्टेज संदर्भ में कोई भी परिवर्तन करें, और एडीसी सेट बिंदु खोजें। २.५ वोल्ट संदर्भ (एमसीपी१५२५) के साथ सेटपॉइंट ३६९.६ है। यूएसबी संस्करण के लिए नमूना स्थिरांक: बाइट के रूप में स्थिरांक v_out = ५ 'आउटपुट वोल्टेज ऑफ-टाइम निर्धारित करने के लिए, ५ यूएसबी, १२ फायरवायरकॉन्स्ट v_ref फ्लोट के रूप में = २.५ '2.5 एमसीपी १५२५ के लिए, १.७२ मेरे स्टैबिस्टर के लिए, ~ 2.7 एक जेनर के लिए। फ़्लोट = 5.54 'आपूर्ति अनुपात गुणक के रूप में आपूर्ति_ अनुपात, बेहतर सटीकता के लिए कैलिब्रेट करें, फ्लोट के रूप में osc_freq के रूप में = 4' ऑसिलेटर फ़्रीक्वेंसी कॉन्स्ट L_Ipeak के रूप में फ्लोट = 107 'कॉइल यूएच * कॉइल एम्प्स निरंतर (220 * 0.49 =) १०७, राउंड डाउन) const fb_value as word=३६९ 'आउटपुट वोल्टेज सेट पॉइंटफर्मवेयर और USB संस्करण के लिए PCB को प्रोजेक्ट आर्काइव में शामिल किया गया है। केवल एमसीपी वोल्टेज संदर्भ संस्करण को यूएसबी में परिवर्तित किया गया था।