Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Радио 2007-11.pdf
Скачиваний:
34
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
15.17 Mб
Скачать

Заряжаем батарею ноутбука от зарядного устройства мобильного телефона

Ю. ИВАНОВ, г. Минск, Белоруссия

В результате стремительного развития техники портативные компьютеры становятся все легче и миниатюрнее. Но этого нельзя сказать об их зарядных устройствах. По размерам и массе зарядное устройство уже сравнимо с самим компьюте­ ром, что причиняет значительные неудобства использования компьютера в поездках. Автору предлагаемой статьи удалось переделать легкое и малогабаритное зарядное устройство акку­ мулятора мобильного телефона для подзарядки аккумулятора ноутбука. Переделка настолько проста, что доступна даже начи­ нающим радиолюбителям. Важно, что в случае необходимости переделанное зарядное устройство также может быть использо­ вано по своему исходному назначению.

ное напряжение. Для уменьшения поро­ га ограничения тока изъят резистор R15. После этого порог снизился до 0,45 А.

Переделанное зарядное устройство за ночь заряжает даже полностью раз­ ряженный аккумулятор ноутбука.

Если необходимо сохранить прежнюю функцию устройства — зарядку аккуму­ лятора мобильного телефона, то в кор­ пус устройства устанавливают дополни­ тельный резистор R26, переключатель SA1 и разъем для соединения с мобиль­ ным телефоном Х2, как показано на рис. 2. Положение контактов переклю­ чателя SA1 показано на рис. 2 для режи­ ма зарядки аккумулятора ноутбука: выходное напряжение холостого хода 16 В поступает на разъем Х1 . Другое

о роду моей деятельности прихо­

ного устройства сводится к увеличению

дится много ездить, пользуясь ноут­

его выходного напряжения холостого

буком ASUS М5200. К сожалению, акку­

хода до 16 В, уменьшению тока ограни­

мулятор ноутбука быстро разряжается в

чения и замене выходного разъема Х1.

самый неподходящий момент. Носить с

Схема зарядного устройства и ее изме­

собой его зарядное устройство очень

нения в процессе переделки показаны

неудобно из-за очень толстых питающих

на рис. 1, позиционные обозначения

проводов, кроме того, его масса — при­

элементов соответствуют

маркировке

мерно треть от массы ноутбука (1,5 кг), а

печатной платы.

Рис. 2

Рис. 1

по объему занимает почти половину от

Для повышения выходного напряже­

положение контактов переключателя SA1

объема самого ноутбука. Поэтому при­

ния желательно увеличить число витков

соответствует режиму зарядки аккумуля­

нято решение использовать малогаба­

вторичной обмотки трансформатора Т 1 .

тора мобильного телефона. В этом слу­

ритное

зарядное

устройство для

Но оказалось, что невозможно разо­

чае параллельно резистору R25 подклю­

мобильного телефона. Выбрано и дора­

брать трансформатор, не повредив его.

чается резистор R26, сопротивление

ботано малогабаритное широко рас­

Увеличить выходное напряжение уст­

которого подбирают так, чтобы устано­

пространенное

зарядное

устройство

ройства удалось иначе: путем измене­

вить выходное

напряжение холостого

SAMSUNG модель TAD037EBE. Оно

ния режима работы параллельного ста­

хода 5 В на разъеме Х2. Для большей

имеет выходное напряжение 5 В при

билизатора IC3, что достигнуто заменой

наглядности на рис. 2 показано, что плю­

пороге ограничения тока 0,7 А, т. е. его

параллельно

соединенных

резисторов

совым для обоих разъемов является цен­

максимальная

выходная

мощность

R19 и R22 на резистор R25 большего

тральный проводник.

всего 3,5 Вт, хотя примененная микро­

сопротивления (27 кОм в экземпляре

 

 

схема TNY266P может выдавать до 10 Вт

автора), показанный утолщенными ли­

От редакции

Оксидные конденсаторы

в полностью закрытом невентилируе-

ниями. При таком методе увеличения

С6 и С7 в режиме зарядки аккумулятора

мом корпусе. Исследования аккумулято­

выходного напряжения следует иметь в

ноутбука работают на пределе допустимого

ра ноутбука показали, что его конечное

виду повышение напряжения на выход­

напряжения. Целесообразно заменить их

напряжение в

полностью

заряженном

ном транзисторе микросхемы IC1, но

другими на напряжение не менее 20 В.

состоянии при токе зарядки 0,5 А и нор­

эксплуатация

устройства

в течение

 

 

 

 

мальной

температуре не

превышает

нескольких месяцев доказала, что тран­

 

 

15... 15,5 В. Поэтому

переделка заряд-

зистор хорошо выдерживает повышен-

Редактор — М. Евсиков, графика — М. Евсиков

Источник питания с микроконтроллерным управлением

Б.БАРАБАШ, г. Калининград

Предлагаемый

источник

питания (ИП) предназначен для пита­

ния

различных

устройств

стабильным напряжением от 0,1 до

25,5

В.

Он имеет режим

ограничения выходного

тока, значение

которого

можно

устанавливать в пределах от 0,1

до 2,55 А, что

дает возможность проводить зарядку аккумуляторов различных типов. Имеются 50 ячеек памяти, в которые можно записывать информацию о наиболее часто используемых настройках. Источник питания удобно использовать в лабораторных условиях при налаживании и проверке различной радиоэлектронной аппа­ ратуры.

состоит из четырех функцио ­

О с н о в ой узла управления, схема кото­

нальных узлов:

у п р а в л е н и я ,

р о г о п о к а з а н а

н а р и с . 1 ,

с л у ж и т

с и л о в о г о , и н д и к а ц и и и

клавиатуры .

микроконтроллер

DD2. После

подачи

п и т а ю щ е г о н а п р я ж е н и я м и к р о к о н ­ троллер считывает из EEPROM DD1

АТ24С02А данные по адресам 0 и

1

и

записывает их в р е г и с т р ы

DD4 и

DD5

с о о т в е т с т в е н н о . Р е г и с т р

DD4

с о в ­

м е с т н о с

р е з и с т о р а м и

R19 — R26

и

R47—R54 образует первый цифроана-

л о г о в ы й

п р е о б р а з о в а т е л ь (ЦАП),

с

п о м о щ ь ю к о т о р о г о о с у щ е с т в л я е т с я управление выходным н а п р я ж е н и е м ИП. Регистр DD5 и резисторы R27 — R34, R55 — R61 с о с т а в л я ю т в т о р о й ЦАП, который совместно с компарато ­

р о м

DA1.2 и т р а н з и с т о р а м и

VT2, VT4,

VT5 обеспечивает ограничение выход­

ного тока .

 

С силового узла на инвертирующий

вход

к о м п а р а т о р а DA1.2

поступает

н а п р я ж е н и е , п р о п о р ц и о н а л ь н о е в ы ­ ходному току ИП. Когда это напряже­ ние сравняется с напряжением, уста­ новленным на выходе второго ЦАП, на выходе компаратора DA1.2 появится низкий уровень, транзистор VT1 откро ­ ется и будет светить светодиод H L 1 , сигнализируя о превышении тока. Од-

Рис. 2

Рис. 3

новременно закрывается транзистор VT4 и открывается т р а н з и с т о р VT5, шунтируя выход первого ЦАП, что и приводит к ограничению выходного то­ ка. Если установлено значение макси ­ мального тока, равное нулю, на выходе

Р3.1 (вывод

11) м и к р о к о н т р о л л е р а

DD2 установится н и з к и й уровень,

транзистор VT2 закроется и система

ограничения

выходного тока будет

отключена

 

Третий ЦАП, собранный на регистре DD6 и резисторах R35—R42, R63 — R70, совместно с компаратором DA1.1 образует аналого-цифровой преобра­ зователь для и з м е р е н и я выходного тока ИП. Детектор снижения напряже­ ния DD3 удерживает микроконтроллер DD2 в исходном состоянии до дости ­

жения напряжением

питания значения

4,5 В.

 

В с и л о в о м узле,

схема к о т о р о г о

показана на рис. 2,

применена двух-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис.

4 ) — н а двенад­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цати

кнопках

SB1 —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SB12, с п о м о щ ь ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которых

и

осуществ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ляется

управление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИП. На ЖКИ HG1 ото­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бражаются

 

значения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выходного

 

напряже ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния,

тока,

 

а

также

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значение

максималь­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ного тока и номер про­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

граммы,

 

если

 

она

 

 

 

 

 

 

 

 

 

активизирована.

Вы­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходное

напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изменяют

дискретно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по 1 и 0,1 В нажатием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на кнопки

SB5,

SB6,

Рис. 4

 

 

 

 

 

 

 

SB9, SB 10, а значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимального тока —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по 0,1 и 0,01 А, нажи­

ступенчатая

стабилизация

напряже ­

мая на кнопки SB1 — SB4 либо нажи­

ния,

п о д р о б н о

описанная

в

статье

мая на кнопку SB12 и вводя необходи­

С. Муралева "Простой лабораторный

мые числовые

значения,

следуя

ин ­

источник

питания"

("Радио",

2003,

с т р у к ц и я м , п о я в л я ю щ и м с я

на

ЖК

№ 3, с. 24). ОУ DA1

и ШИ контроллер

индикаторе.

 

 

 

 

 

 

 

DA3 поддерживают напряжение между

После каждого изменения настроек

коллектором и эмиттером транзистора

п р о и з в о д и т с я

их з а п и с ь

в

EEPROM

VT1, равное 3 В, которое можно регу­

DD1 (см . рис. 1), поэтому после вклю­

лировать резистором R6. На ОУ DA6 и

чения ИП восстанавливаются значе­

с о с т а в н о м

т р а н з и с т о р е VT2

собран

ния, установленные перед его выклю­

усилитель с

коэффициентом

передачи

чением. Доступ к запрограммирован ­

5 , 1 , который усиливает напряжение,

ным значениям производится нажати­

подаваемое с первого ЦАП узла управ­

ем на к н о п к и

SB7, S B 1 1 .

 

П р о г р а м ­

ления. На ОУ DA7 собран усилитель

мирование ячеек памяти производится

напряжения, которое снимается с дат­

с л е д у ю щ и м о б р а з о м :

нажатиями

на

чика тока — резистора R18. Усиленное

кнопки SB7, SB11 выбирают неисполь­

напряжение поступает на АЦП в узле

зуемый номер

программы,

нажимают

управления

для измерения

выходного

на кнопку SB12 и вводят значения

тока, а также на инвертирующий вход

напряжения и м а к с и м а л ь н о г о

тока .

компаратора DA1.2 того же узла.

Затем нажимают на кнопку SB8 и под­

Узел индикации (рис. 3) собран на

тверждают запись повторным нажати­

ЖКИ HG1 с двумя строками по 16 с и м ­

ем на кнопку SB8 или отменяют ее

волов

в

к а ж д о й ,

а

узел клавиатуры

нажатием на любую другую кнопку.

 

К а ж д ое нажатие с о п р о в о ж д а е т с я звуковым сигналом, подаваемым дина ­ мической головкой ВА1 Режим ограни ­ чения выходного тока сопровождается свечением светодиода HL1, при этом знак "U=" на ЖК индикаторе, периоди ­ чески меняется на знак " U < " . Если необходим выходной ток, превышаю­ щий 2,55 А, устанавливают значение

максимального тока "0,00". При этом отключается система ограничения вы­ ходного тока и следует соблюдать осто­

рожность, не

д о п у с к а я з а м ы к а н и й

выхода

ИП.

 

К о н

с т р у к ц ия

и д е т а л и . Большин ­

ство

деталей каждого из узлов, кроме

узла

и н д и к а ц и и , с м о н т и р о в а н ы на

"своей" печатной плате. Чертеж печат­

ной платы узла управления показан на рис. 5, изготовлена она из двусторон -

не фольгированного

стеклотекстолита

толщиной 1,5...2 м м .

Применены ок­

сидные конденсаторы К50-35 или и м ­

портные,

С 6 ,

С7

— К 1 0 - 1 7 ,

К Д - 1 ,

о с т а л ь н ы е

— К 1 0 - 1 7 в

для

п о в е р х ­

н о с т н о г о

м о н т а ж а ,

постоянные

р е з и ­

с т о р ы R11 — R18 — р е з и с т о р н а я с б о р ­

ка НР - 1 - 4 - 8М (9A472J),

м о ж н о также

п р и м е н и т ь

р е з и с т о р ы

МЛТ,

 

С2 - 23

м о щ н о с т ь ю

0,125

Вт, у с т а н о в и в их

п е р п е н д и к у л я р н о

плате, о с т а л ь н ы е

р е з и с т о р ы

РН1-12

т а к ж е

для

поверхностного

монтажа

т и п о р а з м е ­

ров 1206 или 0805 . Кварцевый р е з о н а ­ тор — HC-49U, РГ05, РК169 на частоту 8... 12 МГц. Д и н а м и ч е с к а я головка — любая малогабаритная с о п р о т и в л е н и ­ ем 10...50 О м .

Резисторы в ЦАП могут быть других номиналов, важно, чтобы подключенные к выходам регистров и к общему прово­ ду имели сопротивление в два раза больше остальных. Например, если применить резисторы R19—R26, R47 по 20 кОм, то номинал резисторов R48— R54 — 10 кОм . Микросхема LM393AN з а м е н и м а на м и к р о с х е м ы LM393A, LM393N в корпусе DIP-8. Микросхему АТ24С02А можно заменить на микро ­ схему AT24C02AN в корпусе SO-8, для этого на плате предусмотрены соответ­ ствующие контактные площадки.

Детали силовой части монтируют на печатной плате из двусторонне фольги­ рованного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 6. Постоянные резисторы R1, R4, R5, R7 — МЛТ, С2-23,

остальные —

РН1-12 т и п о р а з м е р а

1206, кроме

R18 — он т и п о р а з м е р а

2 5 1 2 , п о д с т р о е ч н ы е р е з и с т о р ы — С П 5 - 2 В . Р е з и с т о р R16 п р и к л е е н к плате и соединен с контактными пло­ щ а д к а м и м о н т а ж н ы м и п р о в о д а м и . Оксидные конденсаторы К50 - 35 или импортные, СЗ, С10, С11 — К10 - 17, остальные — К10-17в для поверхност­ ного монтажа.

Д р о с с е л ь L1 намотан п р о в о д о м ПЭВ-2 1,0 на магнитопроводе типораз ­ мера 24x12x6 из феррита 2000НМС с воздушным з а з о р о м 0,3 м м , намотка — до заполнения (два слоя). Трансфор­ матор Т1 — с габаритной мощностью не менее 100 Вт, обмотка II (перемен ­ ное напряжение 28 В) должна быть намотана проводом с д и а м е т р о м не менее 1,5 м м , обмотка III (переменное напряжение 8... 10 В) — проводом диа ­ метром 0,2...0,3 м м .

Узел индикатора собран без печат­ ной платы. Резистор R1 установлен методом навесного монтажа, соедине ­ ния с гнездом XS1 сделаны монтажны­

м и п р о в о д а м и

или ш л е й ф о м .

Ж К И

AC-162YBE

можно

заменить

на

любой

д р у г о й р у с и ф и ц и р о в а н н ы й

16x2 на

о с н о в е контроллеров KS0066U или

HD44780.

Обязательно следует

уточ­

нить назначение выводов 1 и 2, "переполюсовка" напряжения питания пагуб­ на для этих изделий. Чертеж платы узла клавиатуры показан на рис. 7, изго ­ товлена она из односторонне фольги­ рованного стеклотекстолита, и в ней п р и м е н е н ы м и н и а т ю р н ы е к н о п к и с д л и н н ы м и толкателями, н а п р и м е р ПКн159.

Корпус ИП изготовлен из П-образ­

монтируют узел индикатора и плату

вить дополнительный конденсатор СЗ'

ной крышки и основания корпуса отс­

клавиатуры,

сетевой

выключатель

е м к о с т ь ю

0,1 м к Ф .

Подключают

к

лужившего компьютера формата AT, их

питания, светодиод и выходные гнезда

выходу ИП нагрузку — резистор сопро ­

обрезают до требуемого размера. Зад­

(рис.

9 ) . Для межплатных соединений

тивлением около 10 Ом и мощностью

нюю стенку основания удаляют, оста­

применены шлейфы с соответствую­

10 Вт и параллельно ему — вольтметр

вив по краям уголки, к которым крепят

щим числом проводов.

 

 

 

п о с т о я н н о г о т о к а .

Р е з и с т о р о м R11

теплоотвод, выполненный из дюралю­

 

Налаживание начинают с установ­

уравнивают

показания

вольтметра

и

миния толщиной 3 мм (рис. 8). Транс­

ки

р е з и с т о р о м

R1

 

на

плате

узла

ЖКИ ИП, при необходимости подби ­

форматор Т 1 , платы узлов управления

управления

необходимой

контрастно ­

рают резистор R15.

 

 

 

и силового устанавливают на основа­

сти ЖК индикатора HG1 . Резистором

Нагрузку

отключают

и

резистором

ние корпуса

М и к р о с х е м ы DA4,

DA5

R6

в

с и л о в о м

узле

у с т а н а в л и в а ю т

R16 устанавливают

нулевые показания

крепят к теплоотводу непосредствен­

напряжение 3 В между коллектором и

измерителя тока на Ж К И . Затем под­

но, а транзисторы VT1, VT2 — через

э м и т т е р о м транзистора VT2. При этом

ключают нагрузку с соединенным по­

теплопродящие и з о л и р у ю щ и е п р о ­

напряжение

на

входе

стабилизатора

следовательно образцовым амперме ­

кладки, при этом следует применить

DA4 должно быть 20...25 В, при необ­

тром и р е з и с т о р о м R12 уравнивают

теплопроводящую пасту.

 

х о д и м о с т и

п о д б и р а ю т

р е з и с т о р

R7.

показания

Ж К И ИП и

о б р а з ц о в о г о

Передняя

панель изготовлена

из

Если

ОУ DA1, DA3

будут

склонны к

амперметра. Конденсатор С14 устана­

пластмассы

толщиной 2 м м , на

нее

с а м о в о з б у ж д е н и ю ,

следует устано ­

вливают, если показания

измерителя

тока неустойчивы. Подбором конден ­

BASCOM — 8051 и может быть м о д и ф и ­

с а т о р а

С13

д о б и в а ю т с я у с т р а н е н и я

цирована. Демонстрационную

версию

а к у с т и ч е с к и х

шумов

д р о с с е л я

L1 в

B A S C O M — 8 0 5 1

м о ж н о скачать по

р е ж и м е о г р а н и ч е н и я

т о к а , е м к о с т ь

адресу < www . mcselec . com >, она по ­

этого конденсатора может быть в пре ­

зволяет

создавать п р о г р а м м ы

объе­

делах от 1 до 100 м к Ф .

 

 

 

м о м до 4 Кбайт.

 

 

 

 

От

двухступенчатой

стабилизации

 

 

 

 

 

 

н а п р я ж е н и я

в с и л о в о м

узле

м о ж н о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отказаться,

исключив

элементы DA1,

От

редакции,

Программа

микрокон­

 

DA3, VT1, VD3, L 1 , R1—R6, R8 и с о е д и ­

троллера источника питания находится на

 

нив плюсовые выводы

конденсаторов

нашем

FTP-сервере

по адресу

<ftp://

 

С2 и С9. Но тогда необходимо позабо ­

ftp.radio.ru/pub/2007/11/IBPsoft.zip>.

 

титься о надежном отводе тепла от

 

 

 

 

 

 

транзистора

VT2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р о г р а м м а для м и к р о к о н т р о л л е р а

Редактор — И. Нечаев, графика

— И. Нечаев,

н а п и с а н а

на

я з ы к е

BASIC в

с р е д е

 

 

фото

— автора

а страницах журнала можно найти немало публикаций о регуляторах мощности — и простых, с переменным резистором, и более сложных цифро­ вых. Ниже пойдет речь о симбиозе ре­ гулятора мощности с переменным ре­

зистором [1] и цифрового [2, 3 ] . Регулятор с переменным резисто­

ром в качестве регулирующего органа прост в изготовлении и не требует на­ лаживания, но пользоваться им не всег­ да удобно и не так комфортно, как кно­ почным . Цифровой регулятор более удобен в эксплуатации, хотя и сложнее в изготовлении. В частности, он требует налаживания под конкретную нагрузку (из-за различия в тепловой инерцион­ ности), которое для неподготовленного радиолюбителя может стать довольно продолжительным, ведь многим хочет­ ся, чтобы регулирование происходило по определенному закону. Например, в регуляторе [2] изменить шаг регулиро­ вания без изменения числа шагов прак­ тически невозможно.

Исходя из этого, я разработал вари­

ант к о м б и н и р о в а н н о г о

регулятора

мощности с кнопочным

управлением,

обладающего гибкостью установки ша­ га Регулирование мощности происхо­ дит путем изменения числа периодов сетевого напряжения, поступающих на нагрузку. Это означает, что регулятор при работе п р а к т и ч е с к и не с о з д а е т помех, так как коммутирование нагруз­ ки происходит в момент равенства зна­ чения сетевого напряжения нулю, но непригоден для управления яркостью ламп накаливания из-за того, что они будут заметно мигать.

Регулятор позволяет изменять мощ ­ ность в пределах восьми предустанов­ ленных значений в интервале 70... 100 % от потребляемой нагрузкой, при этом нижнее значение может быть уменьше­ но практически до нуля. Относительное значение устанавливаемой мощности (от 0 до 7) отображает семиэлементный светодиодный индикатор. Предусмот­ рена возможность оперативного отклю­

чения нагрузки.

 

 

Схема регулятора

изображена

на

р и с . 1.

 

 

Коммутирующими

элементами

слу­

жат мощные полевые транзисторы VT1, VT2. Поскольку каждый из них содержит внутренний защитный диод, для рабо­ ты на переменном токе транзисторы включены встречно

Резисторы R1, R2, диоды VD1, VD2, стабилитрон VD3 и к о н д е н с а т о р С1 образуют узел питания регулятора. На резисторе R3 формируются импульсы положительной полярности с частотой следования 50 Гц, необходимые для синхронизации моментов коммутиро ­ вания нагрузки. Разделительный диод VD2 препятствует сглаживанию этих импульсов конденсатором С 1 .

На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор импульсов с п о с т о я н н о й частотой следования, равной прибли­ зительно 1 Гц, и регулируемой скваж­ ностью. Одновибратор DD1.3, DD1.4 подавляет импульсы дребезга механи­ ческих управляющих контактов. Совме­ стно с реверсивным счетчиком DD3, элементом DD4.1 и кнопками S B 1 , SB2 он образует формирователь управляю-