ATtiny85 手机充电保护器

2021-09-09 16:52:03阅读量：3105来源：应用与分享

本文作者：立创开源硬件平台 OSHWHub 海外用户@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

PCB 3D图

工程附件

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