Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Urządzenie na ATXmega zasilane z akumulatorka z funkcją ładowania przez USB

Adam Ś. 07 Wrz 2014 13:18 2367 10
  • #1 07 Wrz 2014 13:18
    Adam Ś.
    Poziom 12  

    Witam. Projektuję sobie pewne urządzenie którego sercem będzie procesor z rodziny ATXmega. Z racji tego, że urządzenie to będzie w wersji przenośnej w jego obudowie chcę umieścić jakiś akumulatorek, najprawdopodobniej jakąś baterię od telefonu komórkowego. Oprócz procesora będzie też wyświetlacz LCD z nokii 6100 i slot na kartę microSD. Komponenty te będą pracować przy napięciu ok 3,3V. Zastanawiam się nad zastosowaniem jakiejś przetwornicy aby utrzymywała stałe napięcie ale chyba będzie ona zbędna. Wracając do akumulatorka to chciałbym aby był ładowany przez złącze USB. I tutaj zaczyna się problem bo nigdy nie tworzyłem takiego typu zasilania więc nie mam doświadczenia z ładowaniem akumulatorków. Czy istnieją jakieś łatwo dostępne układy ładujące taki akumulatorek z USB? Co w przypadku gdy podczas ładowania urządzenie będzie włączone, czy taki układ wytrzyma pobór prądu? Chciałbym też wyświetlać na LCD poziom naładowania baterii, czy do tego celu wystarczy za pomocą przetwornika AC sprawdzać wartość napięcia na baterii?

    0 10
  • #2 07 Wrz 2014 13:21
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Zobacz na układy z serii LTC z Lineara. Mają kilka fajnych przetwornic, zaprojektowanych właśnie do ładowania akumulatorków.

    0
  • #3 07 Wrz 2014 13:32
    nsvinc
    Poziom 35  

    Nie napisałeś jaki rodzaj akumulatora.

    Do Li-Ion/LiPo są gotowe scalaki, tanie, MCP73811 albo MCP73812. W pełni zintegrowany gotowiec.
    Gorzej z NiMH, a jeszcze gorzej z NiCd. Jest wielki problem z zintegrowanymi scalakami do ładowania ich. Nie wiem czemu nikt nie zrobi taniej prostej integry. Zatem trzeba się przewaznie bujać z obwodami na elementach dyskretnych, a jesli ma być ładowanie (bardz0)szybkie to wtedy mikrokontroler...

    Cytat:
    wystarczy za pomocą przetwornika AC sprawdzać wartość napięcia na baterii

    Li-Ion, LiPo, LiFePO tak. NiMH jeszcze w miarę (ale sam taki pomiar juz jest mało warty), NiCd już ogólnie nie...

    0
  • #4 07 Wrz 2014 14:36
    Adam Ś.
    Poziom 12  

    Dziękuję za odpowiedzi. Co do rodzaju akumulatora to zastosuję chyba jakąś baterię z telefonu typu Li-ion, gdyż są one chyba najpopularniejsze wśród baterii do telefonów. Już wiem, że będę potrzebował dodatkowo jakiś stabilizator lub przetwornicę na napięcie np. 3V, bo baterie te mogą mieć nawet 4,2V co będzie zbyt dużym napięciem dla LCD, uC i karty SD. Oprócz tego wyczytałem, że nie należy ich rozładowywać poniżej 3,2V. Wracając do układu ładującego to z tego co widzę układy MCP73811 są dostępne tylko w TME. Może jest coś bardziej dostępnego? ;P

    Mam też kilka pytań do samego układu MCP73811. Tak wygląda schemat podłączenia do baterii
    Urządzenie na ATXmega zasilane z akumulatorka z funkcją ładowania przez USB

    Rozumiem, że swoją elektronikę podpinam bezpośrednio pod baterię? Czy może coś jeszcze jest wymagane do prawidłowego działania? Z tego co zauważyłem to układ MCP73811 daje prąd 450mA, ale są też układy z prądem 500mA i 1A. Skąd mam wiedzieć który będzie odpowiedni dla mojej baterii? I czy ten układ uwzględnia pracę elektroniki podczas ładowania, tzn. czy poradzi sobie z jednoczesnym ładowaniem i zasilaniem elektroniki?

    0
  • #5 07 Wrz 2014 14:58
    nsvinc
    Poziom 35  

    Cytat:
    MCP73811 są dostępne tylko w TME

    Jesli coś jest dostępne w TME, to jest bardzo dobra dostępność. Na nich można polegać nawet planując masową produkcję.

    Cytat:
    Oprócz tego wyczytałem, że nie należy ich rozładowywać poniżej 3,2V

    Dlatego twój układ musi rozpoznać, że bateria osiąga te 3.2V i się wtedy wyłączyć (przejść do trybu standby lub cos w tym stylu), a dodatkowo nie pozwolić się włączyć dopoki napięcie nie wzrośnie. To już jest temat na mikroklocka aby uzył ADC lub komparatorów i narzucał zachowanie się układu.
    Ale na jednym komparatorze dyskretnym i jednym P-MOSFETcie tez mozna; wtedy wyłączenie i blokada włączenia jest niezalezne od tego, co robi procek.

    Cytat:
    Już wiem, że będę potrzebował dodatkowo jakiś stabilizator lub przetwornicę na napięcie np. 3V

    MCP1601. I miliard innych regulatorów z serii micropower DC-DC od tysiaca innych producentów...

    Cytat:
    Rozumiem, że swoją elektronikę podpinam bezpośrednio pod baterię?

    Mozesz. Ale wtedy, gdy ładujesz baterię, część prądu ktory jest przeznaczony do ładowania baterii będzie zzerana przez twoj układ; więc bateria będzie się ładować wolniej. O ile wolniej, to zależy ile prądu będzie pobierać twoj układ.

    Cytat:
    I czy ten układ uwzględnia pracę elektroniki podczas ładowania, tzn. czy poradzi sobie z jednoczesnym ładowaniem i zasilaniem elektroniki?

    Wszystko mu jedno, on po prostu stabilizuje swój prąd wyjściowy; więc nie zobaczy roznicy czy jest do niego podłączona sama bateria, czy bateria+inny układ...

    Cytat:
    Czy może coś jeszcze jest wymagane do prawidłowego działania?

    Nie

    Cytat:
    układ MCP73811 daje prąd 450mA, ale są też układy z prądem 500mA i 1A.

    To zalezy. Jesli chcesz byc kompatybilny z standardami USB, to 500mA to max. Jeśli ci wszystko jedno, to nie obchodzi cie wydajnosc zasilania, a tylko to, na ile szaleńczo chcesz ładować baterie. Dla bezpieczenstwa własnego, i innych uzytkownikow twojego urządzenia, lepiej nie przekraczaj prądu 0.25C...
    No i w MCP73811 prąd ustawiasz pinem PROG. Przeczytaj ze zrozumieniem datasheet.

    0
  • #6 11 Wrz 2014 00:14
    Adam Ś.
    Poziom 12  

    Ok zaprojektowałem sobie po części układ zasilania. Korzystałem z schematu pewnej płytki testowej z Xmegą na pokładzie (http://www.tme.eu/pl/Document/72e4e2f36d74867c432fd9167a5e2c39/mikroe755.pdf strona 9). Oto co mi wyszło Urządzenie na ATXmega zasilane z akumulatorka z funkcją ładowania przez USB

    Mam jeszcze klika problemów:

    1. Czym zastąpić DMP2160UW, bo nawet tego tranzystora nie ma w TME. Najlepiej gdyby to był też w wersji SMD.

    2. Czym zastąpić diodę PMEG3010ER bo też nie ma w TME ;P

    3. W niebieskiej sekcji podpisanej jako stabilizator zgodnie ze schematem płytki testowej jest stabilizator LD29080DT33 którego też oczywiście nie ma w TME. Z dokumentacji wynika że ma Dropout na poziomie 700mV przy prądzie 800mV. Ja też potrzebowałbym jakiś stabilizator 500-800mA z podobnie niskim dropout, tak aby wykorzystać jak najbardziej baterię. Szukałem takich ale znalazłem na niskie prądu ok. 100mA. Przetwornica DC-DC z tego co wiem też ma dropout najmniejszy jaki widziałem to było coś koło 500mV

    0
  • #7 11 Wrz 2014 11:08
    nsvinc
    Poziom 35  

    W ogole TME nie ma PMOSFETa w obudowie SOT-323... z PMEGiem podobnie.

    Szukaj tu: pl.rs-online.com

    Cytat:
    Przetwornica DC-DC z tego co wiem też ma dropout najmniejszy jaki widziałem to było coś koło 500mV

    Ale ten dropout z czegoś innego wynika, niz w przypadku LDO. Dropout w LDO idzie w ciepło, a w DC-DC nie, a wynika tylko z limitu wypełnienia PWMa tranzystora...

    0
  • #8 11 Wrz 2014 14:34
    Kamil 1
    Poziom 16  

    Co do stabilizatora to ostatnio natrafiłem w TME na LM3940IMP-3.3 z dropoutem wynoszącym coś koło 500mV przy 1A!

    0
  • #9 12 Wrz 2014 08:44
    kchpl
    Poziom 14  

    Witam
    Ja używam takiego zestawu:
    jako ładowarka USB/z ładowarki (np do telefonów) MSP73833
    Urządzenie na ATXmega zasilane z akumulatorka z funkcją ładowania przez USB

    natomiast jako zasilanie między innymi Xmegi MAX1672 - przetwornica step-up/down 3,3Vlub5V z podtrzymaniem z uP i włączaniem z przycisku
    Urządzenie na ATXmega zasilane z akumulatorka z funkcją ładowania przez USB

    a co do nierozładowania baterii za bardzo to ja stosuje pakiety z zabudowanymi zabezpieczeniami
    http://www.tme.eu/pl/katalog/#search=cgr&s_fi...curacy&s_order=DESC&id_category=100076&page=1

    0
  • #10 12 Wrz 2014 15:24
    Adam Ś.
    Poziom 12  

    Co do diody PMEG3010ER to znalazłem w TME inny zamiennik o symbolu LL5817 w obudowie SMD, powinien być dobry. Co do tranzystora w TME jest IRLML6402, też powinien być dobry.

    Co do układu ładowania to przerzucę się jednak na MSP73833, wydaje się lepszy pod każdym względem ;P Gorzej z układem stabilizującym napięcie, MAX1672 wygląda fajnie ale strasznie drogi (w TME 16zł netto). Soją drogą to z tego co zauważyłem to jest to przetwornica step-up/down. Nie miałem do czynienia jeszcze z przetwornicami ale z tego co wiem to układ ten na wyjście da 3.3V bez względu na to czy na wejściu jest napięcie większe od 3.3V, czy mniejsze. Zastanawia mnie fakt co się stanie gdy napięcie na wejściu będzie równe 3.3V (lub w pobliżu)? Dalej na wyjściu będzie 3.3V?

    0
  • #11 13 Mar 2015 21:59
    jacynka84
    Poziom 26  

    Ja użyłem tego MCP73811 , i jest ok, do tego jedna wtyczka micro/mini USB do PDI jak i ładowania, super rozwiązanie. Niestety nie wystarczy jeden stabilizator TPS76933 bo napięcie przy poborze ok 90mA ze 100 dopuszczalnych spada z 3,3 do ok 3-,3,15V, przy baterii o zapięciu końcowym 3,55V ale to i tak bardzo dobry wynik. Osobiście nie ogarniam czemu ludzie nazywają coś takiego jak 1117 low droput, przecież napięcie LDO ma aż ok 1,2V!
    Polecam do tego wspomniany TPS769xx jak i TC1185, oba bardzo niski spadek napięcia LDO, ok 100-200mV, czyli praktycznie idealnie.

    0