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  • ATtiny85 手机充电保护器

  • 2021-09-09 16:52 1512

本文作者:立创源硬件平台 OSHWHub 海外户@Stefan Wagner,禁止商用,未经许可禁止转载,点击查看原文章



1、工程描述


ATtiny45/85 USB Phone Charge Guard 可以控制和监控电话,并给其他设备充电。


通过 INA219 不断测量电压、电流、功率和能量,并与用户限制值进行比较。当达到用户选择的条件时,它会通过 MOSFET 切断电源。


这样可以控制手机锂离子电池的充电状态,从而延长其使用寿命。用户设置保存在 EEPROM 中。






2、硬件部分


USB 连接器

该设备配备了一个USB-A插头为输入和一个USB-A插座为输出,以便它可以插入电源和手机之间。D+ 和 D- 通过,以便手机可以烧录充电协议。


电压和电流测量

一个INA219用于测量电压和电流。INA219 是一款具有 I²C 兼容接口的电流分流器和功率监视器。该器件通过可编程转换时间和滤波来监控分流压降和总线电源电压。


可编程校准值与内部乘法器相结合,能够以安培为单位直接读取电流。选定的 8 毫欧分流电阻既能对电路产生非常小的影响,又能以 1 毫安的分辨率进行测量。


为了精确测量,应选择具有低容差(1% 或更好)的分流电阻器。


稳压器

该器件通过HT7333 LDO 稳压器提供3.3V电压,该稳压器从USB总线电源中抽取高达12V 的输入电压。


MOSFET

电源和电话之间的连接通过AS3621 P 沟道 MOSFET开启和关闭。尽管体积小,但它可以连续切换到 30V 和 6A,其内部导通电阻仅为 20 毫欧左右。


用户界面

用户界面使用五个按钮和一个128x64 像素的 OLED 显示屏。一个ATtiny45 / 85微控制器手柄上的用户界面,所述测量值的电源连接和的计算和显示的控制。


  


3、软件部分


基本原理

INA219 连续测量电流和电压,并通过 I²C 将值传输到 ATtiny。由此,ATtiny 计算其他值并将它们显示在 OLED 屏幕上。


它根据用户选择的设置通过 MOSFET 控制电源和电话之间的连接。用户设置保存在 EEPROM 中,下次使用时会自动加载。


I²C OLED 实现

I²C 协议实现基于一种粗略的 bitbanging 方法。它是专门为 ATtiny10 和 ATtiny13 的有限资源而设计的,但它也适用于其他一些 AVR(包括 ATtiny45/85)。


时间和容量确定的准确性

ATtiny 的内部振荡器用于确定能量和容量。出厂校准时,内部振荡器的精度为 +/-10%。这可以通过手动校准提高到 +/-2% 或更好。通过这种方式确定的校准值可以在源代码中设置。


编译和上传

编码和上传可查看原工程详情。



操作说明


1、在电源和电话之间连接设备。
2、使用 SELECT/INCREASE/DECREASE 按钮设置充电限制。
3、使用 START 按钮开始充电过程。
4、在充电期间使用 SELECT 按钮在显示值之间切换。
5、当达到设定的限值时,充电过程自动停止。


按钮功能



4、实物展示



更多软件说明可在原工程查看



5、电路设计


原理图(点击进入立创EDA编辑器打开)


PCB(点击进入立创EDA编辑器打开)



PCB 3D图



工程附件


ATtiny45/85 Datasheet
INA219 Datasheet
SSD1306 Datasheet
HT7333 Datasheet

AS3621 Datasheet

PhoneChargeGuard_case_3dprint.zip




本文作者:立创源硬件平台 OSHWHub 海外户@Stefan Wagner,禁止商用,未经许可禁止转载


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