AA-VARAPARISTOLATURI

AA-VARAPARISTOLATURI

Paristolaturista Paristolaturi on DC-DC boosteripiiriin perustuva laite, joka pumppaa tavallisen AA-sormipariston tyhjäksi ja samalla nostaa jännitteen tason suuremmaksi. Näitä piirejä käytetään jo hyvin yleisesti elektronisissa laitteissa takaamaan Li-Po akun jännitteen nosto 5V tai sormiparistojen parempi hyötysuhde ja samalla laitteen pidempi käyttöikä. MAX756 piiri antaa 250mA ja LT1302 600mA maksimissaan. Nykyajan isoakkuiselle älypuhelimelle on LT1302 parempi valinta nopeaan lataukseen. Käytännössä paristoa emme tyhjäksi saa kännykkää ladatessa, koska 10mA latausvirrasta ei ole kännykässä mitään apua. Kännykkä tarvitsee tehokkaaseen lataukseen 500mA virtaa ja sormiparistot jaksavat luovuttaa sellaisella tasolla -mittauksen mukaan- paristosta riippuen 20-30min. Laite on siis sopiva kännykän hätälataukseen akun ollessa melkein tyhjä ja pitäisi vielä tehdä yksi tärkeä puhelu tahi muuta tärkeää, kuten pelata :-). Laturi on hyvin yksinkertainen laite. Piirilevyt ovat suora kopio datalehtien suosituskytkennästä. Siksi laite onkin helppoa piirrättää oppilailla valmiiksi piirilevyksi yhtenä projektin osa-alueena. Oppilaiden kanssa työjärjestys voisi olla: - Laitteen teoreettinen toiminta (Joule Thief) - Mitä osat ovat joita tarvitaan? - Piirilevyn piirtäminen - Kotelon miettiminen - Laitteen valmistaminen - Testaaminen ja mittaaminen LAITE MITATAAN AINA ENNEN KÄYTTÖÄ! Kaksi kuvaa Niilon ja Tanelin piirilevyistä. Koteloinnista saa lisää pulmaa oppilaille.

Kuuden eri paristomerkin koemittaukset Kuten kuvan taulukosta näkyy (seuraava sivu) ei paristo jaksa kovinkaan kauaa luovuttaa reilua 500mA jatkuvalla syötöllä. Nokian N8 mallin akun sai parhaimmillaan täyteen paristolaturilla käyttäen Ikean paristoja. Hinta-laatusuhde oli parhain Ikean tarjousparistoilla 10kpl 1.49 20.11.2013 kirjoittaessa. Paras tapa ladata on siis känny poissa päältä ja n. tunnin jälkeen tavallinen alkaliparisto on tyhjä. Latautumiseen vaikuttaa suuresti myös paristojen hyvä kontakti piirilevyn paristoklipsujen kanssa. Mittauksen mukaan huono kontakti pudottaa latausvirran 450mA 250mA. Jolloin latausaika on puolet pidempi ennen kuin paristo on tyhjä. Ainakin Nokian N8 kännykkä näyttää latausmerkkiä koko latauksen ajan. Tosin 10mA latausvirrasta ei kännykälle enää paljoa iloa ole. Paitsi jos kännykkä on pois päältä ja yö aikaa. Siinä ehtii sentään hieman olla hyötyä pienestä purosta. Duracelin paristo ei tyhjentynyt latauksen aikana. Paristo ei vain luovuta virtaa isommalla teholla 20min jälkeen. Kokeiltu kaksi sarjaa paristoja ja molemmat käyttäytyvät samalla tavalla. Toimivat hyvin muissa laitteissa mittauksen jälkeen. Ilmeisesti pariston sisäinen rakenne on sellainen ettei anna suuria virtoja kauaa itsestään ulos. Myös kahden eri valmistajan NiMh-akuissa oli erikoisia eroja. Toinen purki itsensä todella ripeästi tyhjäksi. Mikä tarkoittaa pientä resistanssia akussa. Toinen taasen purki itsensä rauhallisesti tyhjäksi tunnin aikana. Melkein käyttäisin laturissa ladattaessa rauhallisempaa akkua ettei akku mahdollisesti vaurioidu nopean purun aikana. Tavallisen AA-pariston tyypillinen oikosulkuvirta on noin 1A ja latauspiiri repii paristosta niin paljon kuin irti saa. Kaupalliset laturit antavat kännykälle 500-1000mA virtaa. Esim. tietokoneen USB-liitäntä antaa 500mA. Mittaukset tehtiin USB-liitäntään laitettavalla mittarilla - Portapow - USB power meter.

0,6 AA-laturi - paristovertailu - Ladattavalaite Nokia N8-2014 0,5 0,4 e ria p0,3 m A 0,2 0,1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Minuuttia Airamevolutin Ikea Alkaline Biltema Alkaline Duracel Ultra Ladattava 1.2V NiMh 2500mAh ikä 3V Ladattava 1.2V NiMh 1900MAh uusi

Huomioita lataamisesta Kännyköitten lataaminen ei ole aina niin yksinkertaista kuin luulisi. 5V oikeaan nastaan ja menoksi. Oikeastaan niinhän sen pitäisi olla mutta käytännössä ei ole. Esimerkkejä: Apple kertoo laitteelle laturissa olevan jännitejaon avulla miten suurta latausvirtaa voi odottaa. datapinneihin on siis saatava tasan 2V jännite. Muuten laite ei tunnista laturia eikä lataa. 2V jännite kertoo omppupuhelimelle tulossa olevan 500mA latausjännite. Oheinen kytkentäkuva antaa valmiit arvot vastuksille joilla arvon saa. Huom! Metallikalvovastuksilla on 1% toleranssi. Tälläkin hajonnalla saimme tehtyä jo yhden laturin, jota Apple ei tunnistanut koska 2V arvo oli liian matala. Ratkaisuna vastusten vaihto. Toisessa tapauksessa pariston kontakti liitosklipsuun oli heikko eikä laite antanut kuin 200mA ulos. Vanhemmat Nokian mallit ovat vaatineet datalinjojen oikosulkua. Samsung ja Huawei ovat olleet kiitettävän vapaamielisiä latautumaan. Joissakin tapauksissa tarvittu datalinjan oikosulkua tai 2V. Kannattaa rakentaa kaikki laturit Apple sopiviksi ja sen jälkeen lisätä oikosulkumahdollisuus. Esim. SIL-rimaa ja hyppylankaa käyttäen. Netissä lisää tietoa tarjolla kännyköitten latureista. The mysteries of Apple device charging http://learn.adafruit.com/minty-boost/icharging Mistä idea tullut? http://rayshobby.net/?page_id=1383 http://learn.adafruit.com/minty-boost

Datalehden mallikytkentä, jonka perusteella piirilevy piirretty. TYPICAL APPLICATI O U 2 CELLS OUTPUT 5V 600mA C1 100mF + L1 10mH D1 + C3 0.1mF C2 100mF V IN 7 SW NC 6 5 I T 3 SHDN LT1302-5 8 PGND 4 SENSE GND V C 1 2 R C 20k C 0.01mF SHUTDOWN LT1302 F01 C1 = C2 = SANYO OS-CON D1 = MOTOROLA MBRS130LT3 L1 = COILTRONICS CTX10-3 COILCRAFT DO3316-103 EFFICIENCY (%) 2-Cell to 5V Converter Efficiency 90 88 86 V IN = 3V 84 V IN = 2.5V 82 80 V IN = 2V 78 76 74 72 70 1 10 100 1000 LOAD CURRENT (ma) LT1302 TA02 Figure 1. 2-Cell to 5V/600mA DC/DC Converter

OSTOSLISTA AA-PARISTOLATURI MAX756 tai LT1302 versiona DC-DC-Boosteripiiri Halpa jos ostaa yli sata kappaletta. Huomio! DIL8-versio. LT1302 Halvempi 100kpl http://parts.arrow.com/item/detail/linear-technology/lt1302cn8-5pbf Kalliimpi 100kpl Halvempi vielä isompi erä. http://fi.farnell.com/linear-technology/lt1302cn8-5-pbf/ic-dc-dc-convertor-400khz-dip-8/dp/1273715 MAX756 http://fi.farnell.com/maxim-integrated-products/max756cpa/step-up-reg-3v-5v-out-dip8-756/dp/1290853 tai https://www.elfaelektroniikka.fi/elfa3~fi_fi/elfa/init.do?item=73-076-30&toc=0&q=max756 KELA LT1302 10uh ELFA tuotekoodi 10-482-61 MAX756 22uH ELFA tuotekoodi 10-482-96 KONKKA 2kpl Elko 220 tahi 100 uf/16v MAX756 1kpl ja LT1302 1kpl Muovi 100nF sekä 10nF muovikonkka ELFA tuotekoodi 67-040-01 ELFA tuotekoodi 65-040-72 PARISTOKLIPSU ELFA 69-616-35 https://www.elfaelektroniikka.fi/elfa3~fi_fi/elfa/init.do?item=69-616-35&toc=0&q=69-616-35

USB-liitin ELFA tuotekoodi 42-570-96 DIODI - HUOM! PITÄÄ OLLA NOPEA-FAST. EI TAVALLINEN. 1N5817 tai 1N5818 ELFA tuotekoodi 70-158-71 Schottky-diodit 30 V 1 A DO-41, 1N5818 VASTUKSET - Metallikalvovastukset LT1302 versio 20K 3.3K MAX756 100K 110K 330 2V VASTUSJAKO (metallikalvovastus 1%) joko 75K 49.9K tai normaalijaon (kaupan normaalissa valikoimassa) vastuksilla -> katso alusta. 3.3K 56K 39K

C5 100uF LT1302 MAX756 75K 49.9K 75K 49.9K 220uF Kela 10mH 3.3K 20K 220uF 10uF Diodi 75K 49.9K 75K Aseta 75K ja 49.9K vastukset pystyyn. Aseta 75K ja 49.9K vastukset pystyyn. 100-220uF 20K 220uF 100uF 220uF 100nF 10nF 3.3K ei pakollinen. Lue datalehti.

Idea vain. Kotelointi Altoids Piparminttupurkkiin :-) Muista laittaa eristeteippiä väliin oikosulun takia.

Jos teette lähettäkää kuvia millaisia koteloita olette keksineet, Yksi idea oli tehdä TS-TN yhteistyötä. Valmis tuote laitetaan huopanallen sisälle ja kännykkä menee nallen syliin jos tarvitsee hätäapua.

Tekstiili-teknisen yhteistyössä tehty kotelointi. Huovuttamalla 8.lk tytöt tekivät pehmoeläimen, joka piilottaa johdot-laturin ja kännykkä menee välillä syömään pehmoeläimen syliin hätätilassa. Voi olla repussa aina mukana maskottina.