Модификация цепей питания Revo
Недавнее приобретение планшета на Android, и первичные эмоции и надежды, связанные с ним, заставили на время отказаться от использования Psion-их КПК. Но все-таки замена так и не стала полноценной. Да, на планшете приятно читать книги, шустро листается PDF любой сложности, есть интернет, есть навигация и крутые 3х мерные игры.
Но он не удобен в использовании "на ходу", особенно неудобен для оперативного ввода данных. В общем, так или иначе, меня опять потянуло к Revo. Но вот незадача, моя машинка упорно умирает от батарейного глюка. Задачи с его лечением стоят уже очень давно. В этот раз решено все-таки избавиться раз и на всегда от каких-либо проблем по питанию Revo.
Ориентируюсь я на Li-Ion аккумуляторы. С ними намного проще работать и контролировать степень разряда. Но надо переворачивать с ног на голову работу внутренних цепей питания в Revo.
Во-первых: напряжение на выходе Li-Ion от 4.2В в заряженном состоянии, затем оно пропорционально разряду падает до 2.8В, что является уже практически нулем, при данном уровне желательно как можно быстрее поставить аккумулятор на зарядку.
С самой зарядкой аккумуляторов все просто: можно взять простейший MAX1555 с минимальной обвязкой. Можно использовать 2 банки 10440 в параллельном включении (что допустимо для новых одинаково заряженных банок одной партии), Он же будет сигнализировать о процессе заряда (красный светодиод).
Но дальше сложнее, надо:
- Добиться питания всех внутренних цепей от одного напряжения. Предполагается преобразовывать напряжение Li-Ion батареи в 2.5В (штатное напряжение 2х ААА-аккумуляторов) и запитывать на месте штатного аккумулятора. Планируется использовать DC-DC преобразователь TPS62230.
- Обмануть внутренние цепи контроля заряда-разряда. В данном случае простейший вариант: пускай машинка думает, что всегда питается от внешнего источника. В данном режиме не срабатывают какие-либо защиты, фактически вся разрядная логика находится в некотором спящем состоянии.
- Т.к. машинка будет думать, что всегда заряжается, требуется какая-то иная индикация степени заряда аккумулятора. Для сигнализаци реального заряда и степени разряда можно использовать светодиоды, имеющиеся на Revo.
Первую версию сразу встраивать внутрь не планирую, на ней хочется для начала проверить все идеи и выбранные решения. Смущает вариант заставить думать Revo что она постоянно стоит на зарядке: отпадают профили питания, так что желательно будет все же оставить возможность распознавать питание от встроенного источника и от внешнего.
Модификации машинки
В процессе исследования...
Схема согласования
Схема согласования состоит из 3х составных частей:
- Зарядка для Li-ion батареи
- Преобразователь питания на 2.5В
- Контроллер индикации уровня заряда
В принципе, индикация требуется только для удобства: функционировать можно и без нее. Однако, в данном случае нет никакого способа узнать уровень заряда батареи.
Схема зарядки собрана на простейшем контроллере заряда MAX1555, позволяет заряжать машинку от источника питания 5В, в том числе от USB-шины.
К счастью удалось найти малогабаритный преобразователь с минимальной обвязкой - это TPS62230. При этом он оказался очень дешевым, всего 14 рублей в рознице.
Контроллер индикации собран на ATtiny13A в корпусе SO-8. Пины распределены следующим образом:
| Pin | Функция |
| 1 | Напряжение питания. |
| 2 | Внешний источник. |
| 3 | Светодиод 1. |
| 4 | Светодиод 2 (потенциально). |
| 5 | Сигнал-индикатор включения. |
| 6 | RESET |
| 7 | Питание |
| 8 | Земля |
Так же из особенностей: индикация красного светодиода завязана одновременно на контроллере заряда и на контроллере индикации. Режимы выбраны специфически и не мешают друг другу.
Итоговая схема всей модификации:
Сама схема - это еще половина дела. Следующим этапом требуется встроить ее внутрь и подсоединить ко всем подготовленным ранее точкам.
Данную плату требуется сделать минимального размера. Идеально, под размер платы питания (небольшой платки в Revo, на которой находится ИК-модуль, разъем питания и разъем аккумулятора). Как вариант, можно сделать данную плату заменяющей штатную. В данном случае, есть возможность немного увеличить ее размеры.
Для аккумулятора логично использовать штатный блок. Единственная разница: банки соединяются параллельно, поэтому их предпочтительно размещать встречно, к примеру, по схеме +--+. Банки типоразмера 10440 я нашел только аккумуляторы с защитой. Защиту из них требуется извлечь. Мало того, это немного уменьшает их в длину (по 1-2 мм с каждого аккумулятора).
При параллельном соединении аккумуляторов, следует выбирать одинаковые банки (идеально из одной партии, т.е. покупать сразу парой). Для начала по-хорошему желательно соединить их через токо-ограничительный резистор на 10-100Ом и оставить в таком состоянии на некоторое время. После этого уже можно запараллелить банки. С другой стороны, если вольтметр покажет расхождение напряжений не больше нескольких сотых вольта, можно соединять сразу: токи между банок не достигнут критичных значений.
После рассмотрения различных вариантов компоновки, пришел к выводу, что зарядку и преобразователь требуется разместить у платы питания, максимально близко к аккумулятору, а вот микроконтроллер на самой материнке. Для последнего, можно задействовать штатное посадочное место для контроллера заряда Ni-MH аккумулятора BQ20хх, т.к. микроконтроллер в таком же корпусе SO-8. Только надо не забыть перерезать все подходящие туда дорожки.
Ссылки
- Даташит на MAX1555
- Даташит на TPS62230
- Прошивка для ATtiny13A (не готова)
- Шаблон платы для печати и изготовления по ЛУТ (не готов)