المقبس الذكي REDMOND القابس الذكي SkyPlug RSP-100S (الجزء 2). العيب الرئيسي للمخرج والقضاء عليه

لذا ، أخيرًا "انتهيت" من الجزء الثاني حول المقبس الذكي Redmond SkyPlug RSP-100S.

كما قلت في الجزء الأول - مقال "مقبس ذكي Redmond SkyPlug RSP-100S. تحليل التصميم ومخطط الدائرة الكهربائية. تحديد العيوب " ، اضطررت لرسم مخطط لهذا المنفذ من أجل وضع اللمسات الأخيرة عليه. في الواقع ، لم يعجبني أحد ، في رأيي ، العيب الرئيسي لهذا المنفذ الذكي ، والذي لم أتحدث عنه في الجزء الأول. في الواقع ، أحب تعديل شيء ما ، زملائي في العمل حتى يمزحون أنه إذا لم يتم تطوير شيء من قبلي ، فهذا شيء ليس لي. :)

لذا ، سنعلن عن هذا القصور ، وهذا ، إذا لم يظن الكثيرون النظر إلى الرسم التخطيطي ، هو عدم وجود مصدر طاقة مستقل. والحقيقة هي أن nRF51822 IC لديه ساعة في الوقت الحقيقي ، وهي تعمل ، أي إنهم يحسبون الوقت فقط عندما يكون هناك طاقة من الشبكة ، لأن لا يوجد مصدر طاقة داخلي ، ولا بطارية ، ولا بطارية ، أو حتى مؤين. وهذا يعني أنه في حالة حدوث انقطاع في الطاقة ، حتى لفترة قصيرة ، سيتم إعادة تعيين الساعة وستصبح برامج التشغيل / الإيقاف المحفوظة مسبقًا غير ذات صلة. باستخدام منفذ ذكي ، لفتت الانتباه على الفور إلى هذا النقص ، وعلقت أهمية كبيرة على ذلك ، لأنه غالبًا ما تنقطع الكهرباء في مدينتي. غالبًا ما يكون هناك انقطاع التيار الكهربائي أثناء العاصفة الرعدية ، إلخ. والعيب الآخر هو أن المقبس لا يحفظ الحالة الحالية ،وإذا كان في حالة "التشغيل" أثناء انقطاع التيار الكهربائي ، فإنه يبدأ بعد تشغيل الكهرباء بالعمل في حالة "إيقاف التشغيل".

بطريقة ما اضطررت إلى مغادرة المنزل لبضعة أسابيع ، وطلبت من شخص رائع أن يأتي إلى منزلي لتغذية أسماك الزينة. وذات يوم اتصلت بي وقالت إن الإضاءة في الحوض موقوفة. سألت لمعرفة ما إذا كانت ساعات الميكروويف توضح الوقت الذي تلقيت فيه إجابة - لا ، وهذا هو مؤشر انقطاع التيار الكهربائي. أدركت على الفور أن هناك انقطاعًا في الطاقة ، وعندما تمت استعادة مصدر الطاقة ، لم يتم تشغيل المقبس الذكي ، لأنه لم يوفر تخزين الحالة الأخيرة في البرامج الثابتة. ولكن حتى إذا تم تخزين الحالة ، فبسبب ضيق الوقت ، قد يكون هذا الشرط غير ذي صلة ، على سبيل المثال ، إذا تم إيقاف تشغيل الكهرباء أثناء النهار واستعادتها في وقت متأخر من الليل ، عندما لم تعد الإضاءة في نفس الحوض مطلوبة.هنا جاءت الفكرة لتعديل مقبس ذكي وإدخال بعض مصدر الطاقة المستقل فيه. للقيام بذلك ، كنت بحاجة إلى معرفة مبدأ التشغيل ، ونتيجة لذلك ، لمعرفة مخطط الدائرة الكهربائية لمنفذ ذكي: ما هي فولتات الإمداد ، والمكونات ، وما هي وحدة تحكم Bluetooth ، وأين يتم تشغيل / إيقاف البرامج المخزنة وأين يتم حساب الوقت وأيام الأسبوع ، وربما والتواريخ. يجب أن يكون توقيت جميع المنطق في المقبس مدمجًا ، لأنه يتم ضبط برامج التشغيل / الإيقاف عبر الهاتف الذكي على مدار يوم من الأسبوع ولفترة معينة ، ولا يتم دعم اتصال Bluetooth بالهاتف الذكي دائمًا ، وبالتالي ، لا يحتوي المقبس الذكي على مزامنة مستمرة للوقت والبرامج. نتيجة للعمل الموصوف في الجزء الأول ، قررتأن برامج التشغيل / الإيقاف مخزنة في ذاكرة وحدة تحكم Bluetooth نفسها ولديها أيضًا ساعة زمنية حقيقية ، وتتم مزامنة الساعة عندما يتم توصيل المقبس الذكي عبر البلوتوث بهاتف ذكي ، أي يتم أخذ الوقت من الهاتف الذكي مع كل اتصال.

ونتيجة لذلك ، أصبح من الواضح أن هناك حاجة للحماية من فقدان الكهرباء في شبكة الإضاءة الكهربائية ، على الأقل لبضع ساعات ، ولا يمكن حل ذلك إلا من خلال إدخال الأجهزة المذكورة أعلاه: بطارية أو بطارية أو ionistor.

1 ابحث عن طريقة لتزويد الطاقة دون اتصال بالإنترنت

بادئ ذي بدء ، قررت أن أجرب أبسط شيء - ionistor ، لأن هذا الجهاز لا يحتاج إلى إدخال أي دوائر شحن ، ويكفي توصيله بالتوازي مع مخرجات الطاقة لوحدة تحكم Bluetooth ، وسيتم شحن ionistor من مصدر الطاقة إلى جهد هذا المصدر. قمت بلحام الدبابيس 1 و 4 من المقعد الخاص بمقبس XP1 (أذكر أن هذا القابس ليس على اللوحة ، ولكن يوجد مكان وثقوب له ، والدبابيس المتطرفة منها 1 و 4 متصلة بدوائر إمداد الطاقة لوحدة تحكم Bluetooth ، ويجب أن يكون هناك الجهد 3.3 فولت). تم شحن الإلكترون إلى جهد الإمداد الخاص بجهاز تحكم Bluetooth ، ولكن بعد فصل المخرج الذكي من الشبكة ، تم تفريغ الأيون في حوالي دقيقة. الطاقة المتراكمة بواسطة الأيونستور لم تكن كافية للحفاظ على الطاقة لبضع ساعات ، لأنهناك حالات انقطاع التيار الكهربائي لمدة ساعة إلى ساعتين. يجب أن أقول أن الأيونستوري الذي أضعه ليس سعة كبيرة جدًا ، فقط 0.33 فهرنهايت ، لأنه قدرات أكبر ، كانت للأيونات بالفعل أبعاد لائقة إلى حد ما ولن يكون من السهل إدخالها في المقابس. وكما أوضحت الممارسة ، حتى لو قمت بوضع الأيونستور عند 1.0 فهرنهايت ، فلن يستمر أيضًا طالما أردنا ، ولكن ، بالطبع ، سيكون مناسبًا تمامًا لانقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير.

بعد التأين ، كانت هناك فكرة لوضع شيء مثل بطارية الليثيوم ، على غرار أجهزة الكمبيوتر - CR2032 ، ولكن ليس بهذا الحجم ، ولكن أصغر - CR1620. ولكن ، تم القضاء على هذه الفكرة على الفور تقريبا ، لأنه البطارية قصيرة العمر - سوف تجلس بسرعة ولا يمكن شحنها ، ومن الصعب أيضًا توصيلها - لحام الموصلات بها ليست فكرة جيدة ، لأن يمكن أن تسخن وستفشل. لم أجد بطاريات صغيرة الحجم مع أطراف ملحومة في مدينتي للبيع ، ولكن حتى لو فعلت ذلك ، كان علي تفكيك المقبس في كل مرة أو استبداله ، مما سيزيد من أبعاد المقبس الذكي ويفقد مظهره الجمالي.

عندما كنت أبحث عن بطاريات مؤينة وبطاريات ، لاحظت في أحد متاجر الراديو على النافذة بطاريات Li-Pol صغيرة الحجم ، على شكل متوازي مستطيل ، والأبعاد المناسبة ، في رأيي. يحتوي المتجر على بطاريات بسعة 20 و 40 و 65 و 100 مللي أمبير. ثم اكتشفت أنه يبدو أنه الأنسب لـ 65 مللي أمبير في الأبعاد الكلية ، ولكن لا يزال يتعين علي النظر إلى داخل المنفذ مرة أخرى وتقييم المساحة أسفل البطارية حتى لا أشعر بخيبة أمل من شراء الخطأ ، والسعر مرتفع إلى حد ما: من 200 ما يصل إلى 350 روبل ، والشر 65 مللي أمبير - أغلى.

2 العمل على السلطة الذاتية على أساس البطارية

نظرًا لأنه تقرر وضع البطارية ، فهناك الآن مشكلة في تطبيق دائرة شحن هذه البطارية وتنظيم إمدادات الطاقة من شريحة وحدة تحكم Bluetooth ، لأن لديها جهد تشغيل مسموح به 3.6 فولت ، وفقًا لورقة البيانات ، وبطارية Li-Pol مشحونة بالكامل تنتج جهد 4.2 فولت. لشحن البطارية ، خاصة مع هذه السعة الصغيرة ، يلزم تيار صغير ، وكان من الضروري إنشاء دائرة شحن بحدود التيار . دارت على الفور الدائرة الخاصة بـ TP4056 IC. مناديل جاهزة - شواحن لبطاريات Li-Ion ، بناءً على هذه الدائرة المصغرة ، طلبت في موقع معروف منذ وقت ليس ببعيد ، وعندما وصلوا ، لم يتم استخدامهم على الفور ، وتم إرسالهم بأمان إلى الصندوق ، حيث كانوا ينتظرون مصيرهم. لم يكن عليهم الانتظار طويلاً لواحد منهم على الأقل. تبدو اللوحة مثل الصورة أدناه ،أنه يحتوي على TP4056 IC ، مؤشرات LED للوضع وبقية الحزام. على الرغم من أن هذه الشريحة مخصصة أيضًا لبطاريات Li-Ion ، إلا أنني أعتقد أنها ستفعل لـ Li-Pol أيضًا.



الشكل 1 - متحكم شحن البطارية يعتمد على TP4056 IC

وفقًا للوصف الموجود على موقع البائع على الويب ، تم تصميم هذا المثيل لتيار شحن يبلغ 1 أمبير ، ويتم تفسير ذلك من خلال قيمة المقاوم المطبقة المثبتة بين السلك المشترك (IN-) والدبوس 2 للدائرة المصغرة ، في الصورة ، هذا المقاوم أقل من - 1.2 كيلو أوم ، وهو ما يتوافق مع القيد بواسطة ورقة البيانات تيار الشحن 1 أ. وفقًا لورقة البيانات ، حيث تم إعطاء جدول تيارات الشحن اعتمادًا على تصنيف المقاوم ، لم أتمكن من التقاط المقاوم الذي سيعطي تيار شحن أقل من 130 مللي أمبير ، وهو ضعف سعة البطارية ، والبطاريات عادة لا تشحن بالتيار أكثر من 0.2 من C (حيث C هي سعة البطارية). في هذه الحالة ، اقترحت أن بطارية بسعة 65 مللي أمبير مناسبة لي ، أي C = 65 مللي أمبير ، حيث نحدد الشحن الحالي 13 مللي أمبير. لضمان مثل هذا القيد الحالي ، كان من الضروري اختيار المقاوم بين السلك المشترك والدبوس 2 للدائرة الصغيرة.استنادًا إلى قيم المقاوم المتاحة والتيارات المقابلة ، قمت بعمل رسم بياني تابعت عليه بشكل مشروط الخط في اتجاه زيادة مقاومة المقاوم وتحديد القيمة المطلوبة تقريبًا في التيار المطلوب ، اخترت مقاومة 62 كيلو أوم. بعد ذلك ، وفقًا لورقة البيانات ، يجب أن يكون المقاوم القادم من مصدر الطاقة إلى TP4056 IC pin (pin 4) من 0.2 إلى 0.5 أوم ، ولكن نظرًا لأن المقاوم كان 0 أوم (وصلة مرور) على اللوحة ، فقد قررت اتباع ورقة البيانات ومن المقاومات السطحية الصغيرة المتوفرة ، وجدت واحدة على 1 أوم واثنتين على 1.5 أوم ، ملحومة جميعها بالتوازي وبالتالي اكتسبت مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.حيث واصلت الخط بشكل مشروط في اتجاه زيادة مقاومة المقاوم وتحديد القيمة المطلوبة تقريبًا في التيار المطلوب ، اخترت مقاومة 62 كيلو أوم. بعد ذلك ، وفقًا لورقة البيانات ، يجب أن يكون المقاوم القادم من مصدر الطاقة إلى TP4056 IC pin (pin 4) من 0.2 إلى 0.5 أوم ، ولكن نظرًا لأن المقاوم كان 0 أوم (وصلة مرور) على اللوحة ، فقد قررت اتباع ورقة البيانات ومن المقاومات السطحية الصغيرة المتوفرة ، وجدت واحدة على 1 أوم واثنتين على 1.5 أوم ، ملحومة جميعها بالتوازي وبالتالي اكتسبت مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.حيث واصلت الخط بشكل مشروط في اتجاه زيادة مقاومة المقاوم وتحديد القيمة المطلوبة تقريبًا في التيار المطلوب ، اخترت مقاومة 62 كيلو أوم. بعد ذلك ، وفقًا لورقة البيانات ، يجب أن يكون المقاوم القادم من مصدر الطاقة إلى TP4056 IC pin (pin 4) من 0.2 إلى 0.5 أوم ، ولكن نظرًا لأن المقاوم كان 0 أوم (وصلة مرور) على اللوحة ، فقد قررت اتباع ورقة البيانات ومن المقاومات السطحية الصغيرة المتوفرة ، وجدت واحدة على 1 أوم واثنتين على 1.5 أوم ، ملحومة جميعها بالتوازي وبالتالي اكتسبت مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.وفقًا لورقة البيانات ، يجب أن يكون المقاوم القادم من مصدر الطاقة إلى TP4056 IC pin (pin 4) من 0.2 إلى 0.5 أوم ، ولكن نظرًا لأن المقاوم كان 0 أوم (وصلة مرور) على اللوحة ، فقد قررت اتباع ورقة البيانات من لقد وجدت واحدة من المقاومات السطحية الصغيرة ، واحدة على 1 أوم واثنان على 1.5 أوم ، ملحومة جميعها بالتوازي وبالتالي اكتسبت مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.وفقًا لورقة البيانات ، يجب أن يكون المقاوم القادم من مصدر الطاقة إلى TP4056 IC pin (pin 4) من 0.2 إلى 0.5 أوم ، ولكن نظرًا لأن المقاوم كان 0 أوم (وصلة مرور) على اللوحة ، فقد قررت اتباع ورقة البيانات من لقد وجدت واحدة من المقاومات السطحية الصغيرة ، واحدة على 1 أوم واثنان على 1.5 أوم ، ملحومة جميعها بالتوازي وبالتالي اكتسبت مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.ملحومهم جميعًا بالتوازي وبالتالي اكتسبوا مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.ملحومهم جميعًا بالتوازي وبالتالي اكتسبوا مقاومة حوالي 0.43 أوم. بصراحة ، أنا لا أعرف لماذا ، هذا المقاوم ، لأنه إذا حكمنا من خلال الدائرة ، فإن هذا المقاوم ليس تحويلة ، ولكن ، ربما ، يقف في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في البطارية للحد من التيار.

الآن بعد اختيار المقاومات ولحامها ، كان من الضروري قطع الفائض من لوحة تحكم الشحن ، أي المنطقة التي تم فيها لحام موصل USB المصغر ، لن تسمح هذه المنطقة بإدخال اللوحة في المساحة المخصصة لها في الحالة ، وإذا تم قطعها ، فعندئذ يتم وضع اللوحة بوضوح حيث حددتها. لذلك ، نقوم بتفكيك مقبس USB الصغير بحيث يكون أكثر ملاءمة لقطع الفائض بمقص للمعادن. أدناه في الصورة يمكنك أن ترى كيف تبدو اللوحة بعد الانتهاء.



الشكل 2 - وحدة تحكم شحن البطارية المعدلة

ولكن في هذه الصورة يمكنك أن ترى أين يمكنك وضع لوحة تحكم الشحن في غلاف المقبس الذكي:



الشكل 3 - وضع وحدة تحكم شحن البطارية في غلاف المقبس الذكي

ثم نشأت المشكلة التالية. نحتاج الآن إلى تزويد وحدة التحكم بالشحن بشيء ، لأن مصدر الطاقة غير المحول للمقبس الذكي تم تصميمه لـ 12 فولت ، في الوضع عندما يكون التتابع مغلقًا ، ووحدة تحكم الشحن TP4056 ، وفقًا لورقة البيانات ، مدعومة بما لا يزيد عن 8 فولت. لذلك ، لا يمكنك شحن وحدة تحكم الشحن مباشرة ، وكان من الضروري خفض الجهد لضمان التشغيل الصحيح لـ TP4056. ولكن من الأفضل أن يتم تشغيله من 5 فولت ، لأنه هذا جهد أكثر شيوعًا ، بالإضافة إلى وجود مقبس USB صغير على اللوحة ، مما يعني ضمناً الطاقة من 5 V. كان أبسط وأصغر شيء يمكنني الحصول عليه للحصول على 5 فولت هو وضع مثبت خطي في حزمة SOT-23 أو SOT-89 ، لأن لن تتجاوز تيارات الحمل (الشحن) 100 مللي أمبير ، والتي عادة ما يتم تصميم مثل هذه المثبتات الصغيرة الحجم.من الترسانة الحالية كان هناك رقاقة L78L05ABUTR في حزمة SOT-89 ، التي قررت استخدامها ، ولكن كان يجب تثبيتها في مكان ما وقد يكون لحام مثل هذا التافه محفوفًا بالتصاعد - كان من الممكن كسر الاستنتاجات ، وكان هناك خطر إغلاق شيء ما في مكان ما ، لأنه لا توجد مساحة خالية كبيرة على لوحة مأخذ ذكي. لذلك ، قام بسرعة بعمل منديل لهذه الشريحة ، والتي قدمها أيضًا لتركيب المكثفات الخزفية.



الشكل 4 - منظم الجهد الخطي لـ 5 فولت

الآن ، عندما كان هناك وحدة تحكم في الشحن ولوحة طاقة لوحدة التحكم في الشحن ، تمكنت من تقييم مكان تركيبها ، والآن أصبح مرئيًا بالفعل - حيث ستحب إحدى البطاريات. لقد زرت هذا المتجر مرة أخرى ، ونظرت إلى كل شيء مرة أخرى ، ومع ذلك اخترت المتجر الذي كان بقدرة 65 مللي أمبير في الساعة ، ويمكن رؤيته في الصورة أدناه.



الشكل 5 - بطارية Li-Pol LP451124

3 تجميع نظام إمداد الطاقة

الآن هناك بطارية ، دائرة شحن ، منظم جهد لدائرة شحن ، نقوم بتوصيلها جميعًا في التسلسل المقابل ونحصل على التصميم كما في الصورة أدناه.



الشكل 6 - بطارية مع وحدة تحكم بالشحن

نتحقق من هذا التجميع في العمل. نطبق جهدًا يزيد قليلاً عن 5 فولت على المثبت وننظر إلى الجهد عند خرج المثبت ثم على البطارية. في حالتي ، عمل كل شيء على الفور ، وتدفق تيار الشحن إلى البطارية ، وكان مصباح LED الأحمر قيد التشغيل. بعد أن صمدت قليلاً وتحكمت في تيار الشحن ، استنتجت أن الشحن يحدث ببطء ، وأنه سيكون من الضروري زيادة تيار الشحن. مرة أخرى نظرت في ورقة البيانات على البطارية وقيل أن تيار الشحن القياسي لهذه البطارية هو 0.5 درجة مئوية ، وهو ما يتوافق مع تيار 27.5 مللي أمبير. ثم قمت بتقليل مقاومة المقاوم ، والتي تحدد تيار الشحن إلى 47 كيلو أوم ، ونتيجة لذلك تم شحن البطارية بشكل أسرع وإضاءة LED خضراء على وحدة التحكم ، مشيرة إلى نهاية الشحن.

هناك بطارية وجهاز تحكم بالشحن ومثبت جهد لوحدة التحكم بالشحن ، والآن نحتاج إلى النظر في دائرة تزويد الطاقة لوحدة تحكم بلوتوث nRF51822 حتى لا تتجاوز جهد الإمداد 3.6 فولت عليها ، والأفضل ألا تتجاوز 3.0 - 3.3 فولت ، حيث تضمن الشركة المصنعة التشغيل العادي. لهذا ، فإن أبسط وأصغر شيء يمكنك التفكير فيه هو وضع الجهد من البطارية من خلال اثنين من الثنائيات المتصلة بالسلسلة من النوع 1N4148 ، حيث يسقط كل منها 0.5 - 0.6 فولت ، ونتيجة لذلك ، نحصل على جهد 3.0 - 3 بعد الثنائيات ، 2 V ، وهو مقبول لتشغيل IC nRF51822. أيضًا ، لن تسمح الثنائيات للبطارية بالتفريغ عندما يكون هناك جهد في الشبكة ، ويكون خرج المثبت الخطي DD1 كجزء من الدائرة الأصلية للمقبس الذكي بجهد 3.3 فولت ،ونتيجة لذلك ، ستغلق الثنائيات ولن يذهب الجهد إلى البطارية ولن يذهب الجهد من البطارية إلى nRF51822 عندما يكون هناك جهد في الشبكة. حتى في ورقة البيانات على nRF51822 ، يقال أن الحد الأدنى لجهد التشغيل هو 1.8 فولت ، والذي ، عندما يتم تفريغ البطارية إلى 2.8 - 3 فولت ، سيسمح لنا بدعم تشغيل nRF51822 في غياب الطاقة الكهربائية في الشبكة ، مما يعني أن الساعة في الوقت الحقيقي لا تزال لا يتم إعادة تعيينها إلى الصفر سيتم الحفاظ عليها في حالة "التشغيل" أو "إيقاف التشغيل" - كما كان الحال قبل انقطاع التيار الكهربائي ، وستستمر هذه الحالة حتى يتم تشغيل البرنامج ، أو إذا حان الوقت إذا تم ضبطه ، أو حتى نفاد البطارية.حتى في ورقة البيانات على nRF51822 ، يقال أن الحد الأدنى لجهد التشغيل هو 1.8 فولت ، والذي ، عندما يتم تفريغ البطارية إلى 2.8 - 3 فولت ، سيسمح لنا بدعم تشغيل nRF51822 في غياب الطاقة الكهربائية في الشبكة ، مما يعني أن الساعة في الوقت الحقيقي لا تزال لا يتم إعادة تعيينها إلى الصفر سيتم الحفاظ عليها في حالة "التشغيل" أو "إيقاف التشغيل" - كما كان الحال قبل انقطاع التيار الكهربائي ، وستستمر هذه الحالة حتى يتم تشغيل البرنامج ، أو إذا حان الوقت إذا تم ضبطه ، أو حتى نفاد البطارية.حتى في ورقة البيانات على nRF51822 ، يقال إن الحد الأدنى لجهد التشغيل هو 1.8 فولت ، والذي ، عندما يتم تفريغ البطارية إلى 2.8 - 3 فولت ، سيسمح لنا بدعم تشغيل nRF51822 في حالة عدم وجود طاقة كهربائية في الشبكة ، مما يعني أن الساعة في الوقت الحقيقي لا تزال لا يتم إعادة تعيينها إلى الصفر سيتم الحفاظ عليها في حالة "التشغيل" أو "إيقاف التشغيل" - كما كان الحال قبل انقطاع التيار الكهربائي ، وستستمر هذه الحالة حتى يتم تشغيل البرنامج ، أو إذا حان الوقت إذا تم ضبطه ، أو حتى نفاد البطارية.وستستمر هذه الحالة حتى يعمل البرنامج ، إذا حان الوقت ، إذا تم ضبطه ، أو حتى نفاد البطارية.وستستمر هذه الحالة حتى يعمل البرنامج ، إذا حان الوقت ، إذا تم ضبطه ، أو حتى نفاد البطارية.

4

الدائرة الكهربائية للدائرة الكهربائية لمقبس ذكي مزود بإمداد طاقة تلقائي نقوم ببناء رسم تخطيطي جديد للدائرة الكهربائية لمقبس ذكي معدل ، مصدر طاقة مستقل يعتمد على بطارية Li-Pol. الرسم البياني معروض في الشكل أدناه.



الشكل 7 - رسم تخطيطي للتحسين الكهربائي للمقبس الذكي.

في الرسم البياني ، تحتوي الثنائيات الإضافية من النوع 1N4148 على تعيينات الموضع D1 و D2 ، كما يتم محاورتها بواسطة خط متقطع داخل لوحة A1 لسهولة البحث.

5 تثبيت نظام الطاقة الأوتوماتيكي على أساس البطارية. تجميع التصميم الجديد للمأخذ الذكي

وفقًا للمخطط ، يجب تثبيت الثنائيات الإضافية على لوحة المقبس الذكية ، ثم يجب تثبيت البطارية وجهاز التحكم بالشحن والمثبت في مبيت المقبس الذكي في الأماكن المحددة وتفكيك جميع المدخلات والمخرجات.

قمنا بتعيين جهاز التحكم بالشحن والمثبت كما هو موضح في الصورة أدناه. نقوم ببساطة بإدخال لوحة تحكم الشحن في المساحة بين حامل البرغي وبروز المقبس تحت القابس ، ويتم إدخاله بإحكام نسبيًا هناك - لا يتسكع ولا يخرج ، ونضع لوحة منظم الجهد لوحدة التحكم على الغراء الساخن الذائب مع العناصر باتجاه المقبس. يُلاحظ أيضًا أنني قمت بلصق قوس التأريض بنصف شريط لاصق مقاوم للحرارة ، والذي سيصبح واضحًا أدناه.



الشكل 8 - تركيب جهاز التحكم بالشحن نقوم

بتثبيت البطارية في مكانها ، كما هو موضح في الصورة أدناه:



الشكل 9 - تركيب البطارية

تظهر الصورة أن البطارية مثبتة في فتحة أحد أركان المقبس على جانب واحد من قوس الأرض. للعزل ، قمت بلصق هذا الحامل بطبقتين من الشريط المقاوم للحرارة ، أولاً ، يعزل أطراف البطارية ، وثانيًا ، سيكون هناك طور إضافي وعزل أرضي ، لأن البطارية لها جهد طور مفتوح. يتم توصيل موصلات القطبية المقابلة بأطراف البطارية ، والتي تنتقل من لوحة تحكم الشحن ، ومن لوحة تحكم الشحن ، تذهب الموصلات لتشغيل وحدة تحكم Bluetooth من خلال الثنائيات إلى لوحة المقبس ، كما هو موضح في مخطط الدائرة. قمت بعزل أطراف البطارية بموصلات ملحومة مع أنبوب انكماش حراري ، وثني أطراف التوصيل وجزء من الصدفة بدون حركات حادة بزاوية 90 درجة إلى قاعدة المقبس حيث تم تثبيت قوس الأرض.

يمكن إجراء توصيلات مصدر التيار الكهربائي وإخراج البطارية ، بالإضافة إلى تركيب الثنائيات الإضافية D1 و D2 ، كما هو موضح في الصورة أدناه.



الشكل 10 - توصيل دوائر البطارية وثنائيات إضافية

يتيح لك تثبيت البطارية وجهاز التحكم بالشحن ومنظم الجهد الخاص بجهاز التحكم في الشحن تجميع المخرج بحرية ، أي البطارية والألواح الإضافية بعد التجميع لا تتداخل مع اللوحة الرئيسية على الإطلاق: لا يوجد شيء يستريح ولا يهمه. ولكن مع ذلك ، من أجل الموثوقية ، قمت بالعزل بشريط مقاوم للحرارة مكان لحام السلك الأرضي المتجه إلى حامل التأريض من قوس التأريض. ويجب عليك أيضًا الانتباه إلى الموصلات المرنة ، والتي ، عند التجميع ، يجب أن تكون مطوية بحيث لا تعبر فتحات الاتصال لقابس التيار الكهربائي. ربما ، في حالتي ، سيكون من الضروري الحصول عليها في مكان ما باستخدام الغراء الساخن. بالمناسبة ، لأن الموصلات التي استخدمتها سلك MGTF-0.12 ، فهي قوية بما يكفي للانهيار عالي الجهد ولا يذوب العزل عند اللحام.



الشكل 11 - تعبئة الموصلات حول فتحات المقبس

بعد تثبيت البطارية ، لاحظت أن الحامل الذي يؤرض الحمل ، إذا أدخلت قابس الحمل في المنفذ الذكي ، سيضغط بقوة على البطارية ، مما قد يؤدي إلى تلف البطارية أو قصرها ، لذلك يجب أن يكون هذا القوس وضع اللمسات الأخيرة ، وهي الانحناء ، كما هو موضح في الصورة أدناه.



الشكل 12 - تشكيل جهات اتصال قوس التأريض

بالطبع ، يمكنك إزالة هذا القوس تمامًا ، ولكنه أكثر أمانًا مع الأرض إذا كان لديك شبكة إمداد طاقة بثلاثة أسلاك.

6 التحقق من العمل وإجراء الاختبارات الأولية للجيب الذكي المتطور

ونتيجة لذلك ، بعد العمل المنجز والتجمع ، لدينا منفذ أكثر ذكاء ، أي أقل اعتمادًا بالفعل على انقطاع التيار الكهربائي ، مع وجود البطارية ووحدة التحكم في شحن البطارية على متن الطائرة ، وحتى خلال الحالة ، يمكنك رؤية توهج مصابيح LED لوحدة التحكم في الشحن ، أحمر - تم تشغيل الشحن ، أخضر - انتهى الشحن.



الشكل 13 - بيان وضع الشحن

بعد التجميع ، تم إجراء اختبار ، وتم إجراء الشحن ، مع مرور الوقت ، يضيء مصباح LED أخضر ، يشير إلى نهاية الشحن ، وتراعي الساعة في الوقت الحقيقي أيضًا الحالة "تشغيل" / "إيقاف" ، على التوالي ، مدعومة أيضًا ، ولكن إن لم يكن لـ "لكن" واحد. كما اتضح ، أنه خلال انقطاع التيار الكهربائي كانت هناك حالة "تشغيل" ، أي ظل الترانزستور VT2 مفتوحًا ، بعد استعادة الكهرباء في الشبكة ، تم تشغيل المقبس ومن الواضح أن VD6 LED هو "قيد التشغيل" ، ولكن نظرًا لأن الترانزستور مفتوح ، فإن في لحظة إمداد الطاقة ، يمر التيار من خرج جسر الصمام الثنائي على الفور عبر ملف التتابع والترانزستور ، ونتيجة لذلك ، ليس لدى المكثف الوقت لشحن حتى 12 فولت والجهد يتم ضغطه على الفور حتى 5-6 فولت ، وهو ما لم يكن كافيًا لعملية الترحيل المضمونة. اتضحالذي يبدو أنه مقبس في حالة "On" ، ولا يتم تشغيل التتابع - يكون مصدر الطاقة ضعيفًا ، وسيكون من الضروري زيادة قوته.

7 تعديلات إضافية في مصدر الطاقة لجهاز SMART SOCKET. الاختبارات النهائية

بدأت في معرفة نوع مكثفات الصابورة C3 و C5 التي تم استخدامها في هذا المخرج من أجل العثور على نفس المكثفات وإضافتها إن أمكن. قمت بقياس السعة ، وحصلت على 0.47 ميكروفاراد لكل منها ، ليصبح المجموع 1 ميكروفاراد. ولكن لا يمكن قياس الجهد ، ولكن بالحكم على حجم المكثفات والجهد في الشبكة ، يجب أن يكون من حوالي 400 إلى 500 فولت. الأحجام النموذجية لهذه المكثفات لها جهد 500 فولت لمثل هذه المكثفات ، ولكن وفقًا للمعلومات الموجودة على موقع موراتا على الإنترنت إلى المكثفات المماثلة، عند جهد حوالي 220 فولت ، تكون سعة هذه المكثفات أقل بكثير من قيمتها الاسمية عند جهد منخفض. من هذا أصبح من الواضح لماذا لا تسمح هذه المكثفات بتوفير طاقة كافية بحيث لا توجد انخفاضات كبيرة في الجهد عند خرج مصدر الطاقة هذا. ثم تمت إضافة دائرة شحن البطارية ، والتي أخذت أيضًا بعض التيار ، حوالي 10-20 مللي أمبير ، حتى يتم شحن البطارية. نظرًا لأن هذه المكثفات لا تعمل بشكل جيد جدًا في الفولتية العالية ، فقد قررت أن أجد مكثفًا صغيرًا للغشاء المعدني ، على الأقل 400 فولت وبسعة أقل طبيعية. بدأت في الخوض في الألواح القديمة للأجهزة المختلفة ووجدت على أحد الألواح مكثفًا معدنيًا مستوردًا صغير الحجم بحجم 450 فولت وسعة 0.47 uF.



الشكل 14- 450 فولت مكثف غشاء معدني - 0.47 فهرنهايت.

سحبت هذا المكثف ، وفحصت لوحة مقبس ذكي ، وتبين أن هناك مكانًا مناسبًا جدًا له.



الشكل 15 - التحقق من إمكانية وضع مكثف إضافي

اقترب المكثف من الارتفاع والسمك في نفس المكان كما في الصورة أعلاه ، وتقرر تطبيقه - اللحيم بالتوازي مع مكثفات الصابورة C3 و C5 ، ويمكنك إصلاحه باستخدام مادة لاصقة تذوب على الساخن.

لقد قمت بلحام مقاطع الأسلاك MGTF-0.2 إلى أطراف المكثف ، وعزلت آفات الأسلاك الملحومة باستخدام أنبوب انكماش حراري بالإضافة إلى مادة لاصقة تذوب ساخنة. ثم قام المكثف بلصق المرحل إلى المرحل مع الذوبان الساخن ولحم الموصلات الموازية للمكثف C3.




الشكل 16 - تركيب مكثف صابورة إضافي

بعد تثبيت هذا المكثف ، راجعت على الفور وظيفة المقبس الذكي في مثل هذا التشغيل ، وبالتحديد في حالة "التشغيل" ، قمت بإدخال هذا المقبس في الشبكة ، ونتيجة لذلك ، عمل التتابع ، وأغلقت جهات الاتصال ، وتم تعيين الجهد في أطراف مكثف C4 عند حوالي 9 فولت ، وهو ما يكفي لبدء التتابع وتشغيل الأجهزة المتبقية من المخرج. بالطبع ، مع مثل هذا الجهد ، يكون الاستهلاك الحالي لملف التتابع أعلى ، مما يعني أن استهلاك الطاقة للمقبس قد زاد ، قمت بقياسه باستخدام مقياس الواط رقمي ، كانت قوة التباطؤ 2.2 واط. يمكنك محاولة التحسين ومحاولة تقليل الجهد إلى مستوى يتم فيه ضمان تشغيل التتابع وسيكون الاستهلاك الحالي في حده الأدنى ، ولكن في هذه المرحلة لم أزعجني بعد ، الشيء الرئيسي هو أنه يوجد الآن منفذ طاقة مستقل ،مما يعني أن الساعة لن تضل عندما يفشل جهد التيار الكهربائي حتى تنفد البطارية وتكون الحالة "في وضع التشغيل" أو "في وضع إيقاف التشغيل". تم إجراء تجربة أيضًا على عمر البطارية ، والتي بلغت من 10 إلى 11 ساعة ، وهو ما يكفي تمامًا ، لأن نادرًا ما يتم إيقاف الكهرباء لهذا الوقت أو لفترة أطول.

8 المبدأ

النهائي للدائرة الكهربائية لمقبس ذكي مزود بإمداد طاقة تلقائي حسنًا ، بعد كل التعديلات ، تبدو الدائرة النهائية للمقبس الذكي كما يلي:



الشكل 17 - الدائرة الكهربائية لمقبس ذكي مزود بإمداد طاقة مستقل

في هذا المخطط ، يشار إلى مكثف صابورة إضافي على أنه C ، موازي لـ C ، Cb ومتقطع.

هذا كل شيء ، المنفذ الثاني ، ربما سأقوم بإنهائه بطريقة أو بأخرى. الانتقاد وربما توصيات إضافية هي موضع ترحيب.
شكرا لكم على اهتمامكم!

Source: https://habr.com/ru/post/ar395883/