Теми от: Април '12

Battery Level Meter

Поредното нещо, което завършвам. 6+ месеца.
Този път е малко и почти компактно уредче. Не от най-полезните на земята (дотук нищо ново).
Стараех се да документирам всичко по пътя, за да мога да презентирам развитието му, от етап "чертожната дъска" до Завършен Продукт™.

Предисторията

Всичко започна от един малък фотоапарат с глупава батерия и още по-глупав софтуер. Индикацията за оставаща батерия има четири чертички, чието реално тълкувание ще да е нещо подобно:

4 чертички: супер си, снимай на воля
2 чертички: ще мра след минутка и нещо (да си знаеш)
1 чертичка: ДОВИЖДА—....(изключва се)

Та се замислих колко удобно би било да си имам миниатюрно уредче с два проводника - вързваш го към батерията и ти показва напрежение и реални оставащи проценти живот. Нищо работа!

На чертожната дъска

Планът беше за малка платчица с един PIC, един 7-сегментен дисплей, един регулатор от всякакво напрежение->3.3V, и един резисторен делител, за да мога да чета входното напрежение. Демек, уред, който мери напрежението на батерия, като се захранва от самата батерия. После се прекарва през една Lookup табличка и се показва оставащ капацитет. Планът беше да се поддържат всякакви батерии и комплекти батерии над 3.3V, като обхвата в последствие разширих до 1.8-9.3V (демек - от 2 до 7 АА/ААА, Li-Ion (едно- или дву-клетъчни) и евентуално други).

Прототип

Последва реализацията на тази основна идея върху бредборд. 3.3V регулатора не го намерих в не-SMD вариант, така че се наложи да му запоя крачета (както бях писал преди):



В началото си мислех, че двуцифрен дисплей ще е достатъчно:



Но се оказа, че този конкретно няма дори десетична точка. А е гадно да печаташ, примерно, 3_6 вместо 3.6 (първото на всичко отгоре иска скролиране). Накратко - минах на четирицифрен дисплей. Той почти не оцеля върху бредборда, а го хвърлих бързо на отделна "breakout" платка:

.

Получи се доволно зловеща :) на мен поне ми навява асоциации с tripod-ите от "Война на Световете", само че моето е с много повече крака и далеч по-кръвожадно (ò_ó)

Някъде покрай хаоса с поенето реших най-сетне да зарежа добрия стар кашон с 10000 найлонови пликчета с елементи в него, и си взех по-удобно класьорче:



"Стоножката" ми вече е монтирана върху бредборда:

.

Тук допълних базовата идея за уредчето, като му добавих функция за разреждане на батерии (с цел контриране на memory ефект, а в последствие и още благинки):



Отдясно наляво: голям резистор, през който да се разрежда батерията, голям ключов транзистор (можеше и по-скромно, но TO-220-ките ми действат приповдигащо), и потенциометър за задаване на целево крайно напрежение и разряден ток. Т.е., имаме "интелигентно" разреждане (вместо тъп резистор), което предпазва от прекален разряд, и източва батерията с подходяща за химията й скорост.

След като (погрешно) си мислех, че съм приключил с хардуерния дизайн, пристъпих към финализация. Двете филии от сандвича, готови да бъдат слепени:



Ето го и него:

..

Кълна се, никога повече перфборд:

Опаковката

Следваше подбиране на някаква приблизително подходяща кутийка от Комет и натъпкването на сандвича вътре:

.

Тази опаковка можеше да спечели всяко състезание по дизайн. Oтзад напред. Не бях виждал друго толкова апатично, неугледно, недодялано и скучновато изпълнение. Гаден цвят пластмаса, с гадна текстура, остри, гадни ръбове и ужасна миризма при топене с горещ кламер :) (ползвах същия метод за пробиване като в предходния пост).

Това не можеше да остане така, тъй че се намеси първо една пила:



А после малко шкурка и писалка (за пробата):


Потготовка за боядисване:


Първи слой:


Втори слой:


Well... you get the drill:


Между всеки два има по едно двучасово съхнене, между впрочем :)

Още три слоя по-нататък, реших все пак да видя как ще се получи надписването. Уви, единствената бяла писалка, която успях да намеря и да пише адекватно върху тази повърхност, беше ужасно дебела:



От лицевата страна донякъде се ядваше:


От другата, обаче, беше трагично:


Аз исках отзад да има по-подробни инструкции, красива табличка и т.н.
Ясно беше, че с ръчно надписване няма да стане, беше време да се обърна към специалистите (и да връча работата на машина).

Разширение

Докато мислех какво да правя с кутийката, поработих върху софтуера. Тъй като имах функция за разреждане на батерия, си казах, защо да не добавя и логване на напрежението по време на разряда? И после преточването му на компютър (чрез PICKit2-ката, тя може да работи и като UART tool)... така имах и разрядната крива, и измерване на капацитета на батерията в mAh (е, поне приблизително...). Всъщност, накрая си стана един доста функционален уред за анализ на батерии - ето, примерно, няколко разрядни криви:

Nokia BL-5C:


Четворка АА Eneloop-ки (надписани като 1800 mAh guaranteed / 2000 mAh typical):


Ето и сравнение на кривите на Nokia-та от по-горе и една Canon-ска батерия за dSLR (последната е двуклетъчна, така че в графиката, напрежението й е делено на две):


С това софтуерът набъбна значително, и в крайна сметка не се събираше в паметта, та се наложи да сменя модела на процесора (от 16F690 -> 16F1829).

Финализация

Да се върнем на опаковката. Начини да се боядиса малка, тъмна пластмасова кутийка има поне няколко: ситопечат, лазерно гравиране, фолио.... Тук на помощ се притече Любо (LUBO_1) от HWBG форума, като той направи професионална кутийка със ситопечат. Аз, обаче, бях любопитен, и докато чаках да стане, пробвах услугите на едно студио за лазерно гравиране, с още два броя кутийки: боядисаната в червено от предните снимки (след шкурене и ново боядисване), и една чисто нова.

Таях надежди от боядисаната да стане нещо. Уви, лазерът само надува боята, и е зверски чувствителен към дебелината на слоя - по-тънките части не ги надува, а прегаря. Все пак, от едната страна се получи горе-долу готино:



Не може да се каже същото, обаче, за другата:


Чистата кутийка се получи доста по-добре, при това на много ниска мощност на лазера:
..

Има какво да се желае като контраст, но фините детайли са страхотни.

Другата кутийка беше тази на Любо:
.

Претендентите за финала (преди лакиране):


И след лакирането:


Не се бъзикам. Просто гравюрата от лазера се спомина (бързо, тихо и завинаги :)) още при първото пръскане с лакa.
Нали сте драскали поне веднъж на Paint/Photoshop/Gimp и сте пробвали инструмента "гумичка"? Е, усещането е точно същото.

Ето как изглежда страната с табличката, под ъгъл:


Ето и импровизираната "станция за лакиране":
.

Краен резултат: две опропастени кутийки, и една добра, пипната от професионалист. Кутийкофицирането смуче :)

Последни промени по сандвича:


Прилича много на отгризано, но всъщност е отчупено с клещите - този ръб опираше в канала на едното болтче, та си отиде, и трябваше да заменя пътечката с мостче. Замених и бутончето с по-високо.

Време да го вкараме в кутийката - вече за последно:
.

Готовият продукт

..
.

Имам си:

• Джобен волтметър;
• Проверачка за заряда на батерии, със заредени конкретни криви за батериите, които ми трябват - калибрирани чрез разрядната функция;
• Бърза и безопасна разреждачка за NiMH.
• Възможност за анализ на батерии (капацитет, разрядни криви и т.н.).

Ето и едно клипче (демо):

Алтернативно: локално копие (H.264)

Оттук насетне

Следващата седмица отивам до някой голям магазин (LIDL/Billa/Technopolis) и купувам голям брой батерии (4xAA, 9V) от различни марки - да ги проверя как са като характеристики и да изтествам, аджеба, коя марка дава най-много mAh на лев :)

А ако се сетите още какво да проверя с уреда - пишете в коментарите!

Публикувано в категория Hardware -- 17 Apr 2012, 13:06, 9 коментара -- View in English

Mission Accomplished

Публикувано в категория Картинки -- 4 Apr 2012, 20:02, 0 коментара -- View in English