⏫ 💴 🐢 开发笔记本电脑的移动电源。从布局到成品。第二部分 🤢 🤛🏿 🕵🏼

在有关为笔记本电脑开发PowerBank的文章的最后一部分中，我们着眼于制造好的布局，测得的效率以及对下一步工作的理解。然后有必要使铁片恢复活力。因此，我向您介绍第二部分：软件布局。

零件之间的断裂被证明是很大的-所有的力量都集中在一个快速充电的外部电池的项目上，该电池现在正在为繁荣启动者提供支持。让我们继续。为了理解我们将要编程的微电路，我们将看一下布局的框图，从这里很明显，我们将必须编写用于控制MK的软件（STM32F042），并配置锂离子电池控制系统+充电器（BQ40Z60）。我从第二个开始，因为我认为这是最困难的部分。要对BQ40Z60控制器进行编程，我们需要： -EV2400和EV2300适配器（现成或自制）。我已经将EV2300从过去的项目中删除，所以我使用了它。 -程序

电池管理工作室（bqStudio）。
适配器通过SMBus总线连接，在连接时我将焊点留在了SMBD和SMBC线上（不是最实用的解决方案-然后我意识到我必须安装连接器）。

用铃鼓跳舞后，BQ40Z60决定使用Battery Management Studio。原因是睡眠模式，当SMBus总线上没有上拉且无法访问它时，控制器进入该模式。连接内存时他会醒来。
接下来，我们将直接调整BQ40Z60芯片。说他有很多登记册，什么也没说。一百万个设置。由于配置是一个漫长而复杂的过程（需要单独的文章进行描述），因此我将对其进行简要描述。

启动后，出现Battery Management Studio主窗口。

数据存储选项卡包含大量字段，我们必须在其中输入电池参数和控制器操作模式。

在化学选项卡上，您可以尝试找到所用电池的现成校准物。

对于我的YOKU LP 5558115 3500mAh，没有现成的校准（顺便说一下，校准会不断更新）。发现类似的YOKU LP 656193 4000mAh。意识到自己对可用软件包一无所知后，我选择了此个人资料。

然后，在数据存储选项卡中，我配置了：
校准：电压表（电池，电池和外部适配器）的校准值，电流传感器的电阻，温度传感器的校准值。
设定：包括保护，热敏电阻，LED，睡眠模式，电池配置。
保护：设置保护阈值（电压，时间，温度），设置外部适配器的电压阈值。
永久失败：设置不可逆错误的阈值（以致无法进一步操作电池）。
先进的充电算法：设置充电器（电流，不同温度范围的电压，充电结束的信号，平衡）。电量
监测：设置确定电量级别的单位（铭牌容量/电池电压，导线电阻，统计数据）。
电源：设置控制器的工作模式。
PF状态：永久失败状态位状态
系统数据：制造商数据的字段。
SBS配置：设置警报触发的触发阈值，基本电池信息（序列号，生产日期，制造商，名称，化学成分）。
LED支持：设置LED指示灯的模式。
黑匣子：黑匣子（保护状态位的变化历史）。
寿命：电池统计信息。
Ra Table：内部电池电阻表。

在设置过程中，我没有更改所有字段，但这足以启动。

在电路的这一部分中，只有一个硬件门框连接到21-AFEFUSE微电路的输出。事情是这样的：
除了次级保护微电路和保险丝烧断外，我还从调试板上撕下了电路。 BQ40Z60具有21个AFEFUSE引脚，用于燃烧保险丝（如我所想）。因此，我查看了BQ40Z60数据表的第5页，在表格中看到了

输出Output 的类型，并且出于良知，将其悬空了。问题是在焊接电路板之后出现的：我整理了所有设置（当时有很多疑问），但是没有用-充电和放电晶体管没有打开。经过2天的怀疑/商议/反复试验后，我注意到FUSE_EN位未设置，并决定“问人”，当我发布问题时，我得到了见解。

查看调试板的电路板时，我建议AFEFUSE引脚也可以作为输入，这在9.3.2.4 p.24节中得到了确认，该条款规定，如果不使用该引脚，则必须将其接地。我用镊子做到了，而且奏效了。 5分钟后，他们在e2e.com上回答了我-答案是正确无误的，我在输出表中表达了有关错误的“ phi”-他们承诺将在以后的文档版本中进行修复。
为了结束控制器设置，我进行了2个训练周期，充满电/放电+放松（总共花费了30个小时）。

现在让我们继续编程STM32F042。在模拟阶段，该处理器不需要太多：
-控制电压转换器，处理按钮。
-尽可能进入睡眠状态，以免使电池放电。
-从控制器读取主要电池参数（电压，电流，充电水平，温度，电流状态，循环次数，完全充电/放电的时间），并通过USART将它们输出到PC（因为板上已经装有CP2102转换器）。尽管处理器板载USB，但是我没有在布局中使用它，而是为051 MK进行了布局，但是我无法购买。

转换器的控制被简化为设置两个结论（接通和工作模式），向LTC3780芯片转换频率设置的输出提供PWM（具有随后的RC滤波）（因此，将频率设置为最大400 kHz）和PowerGood信号监视输入。但是即使在这里，我也设法踩了耙。该错误是浮动的，是在Power Bank长时间放下时发生的，表示它根本无法打开。问题在于，我首先打开了LTC3780对PowerGood信号的中断，然后打开了芯片本身（EN）。事实证明，该中断甚至在转换器启动之前就已触发并将其关闭。重新安排了地方的事件并增加了延迟-问题消失了。否则，此功能很容易。

决定创建一个具有1个按钮和5（6）个LED的用户界面（尽管布局板上有2个按钮和10个LED）。它的工作方式如下：
关闭设备->短按（<500 ms）-4个LED上的电量显示动画。
设备已关闭->长按（> 500 ms）-打开设备（第5个LED点亮）。
设备关闭->连接内存-> 4个LED上的充电水平动画，直到充电过程结束。
设备处于打开状态->短按-4个LED上的电量水平动画。
设备打开->长按-关闭设备。
设备关闭->电流消耗低于50 mA的时间超过3分钟。 -关闭设备。
这样可以从设备中删除27个元素。

我已经在STM32F0xx上实现睡眠模式的经验，因此在这里我没有指望过分。为了优化功耗，我首先用自己消耗的低电流用mcp1703替换了3.3V LDO（有必要不要从调试中撕裂，而要立即安装它）。尺寸，价格，消耗，车身套件-都比LP2951小。
感谢 Hardegor为Li-ion 4s编辑LDO，由于输入电压低，无法使用Mcp1703。我将LiFePo4用于化学反应-没有这样的问题。小心！！！
-当设备关闭时，MK处于待机模式，并且仅对按下按钮或内存连接作出响应。该模式下的功耗为108μA（其中100个功耗为BQ40Z60）。
-开启设备后，处理器大部分时间（BQ40Z60的指示和轮询时间除外）处于STOP模式，消耗的电流为1.5 mA（LED为1 mA）。在查询和指示时，电流消耗范围为4.5至9 mA。
-在48 MHz RUN模式下连接USB MK时，功耗为15 mA。将来，我将通过USB在此模式下为MK供电。

最大的潜在问题是BQ40Z60调查。我没有使用SMBus，直到最后一个希望SMBus是I2C 1v1（部分原因是因为它们的物理级别相同），但是事实证明通道级别非常不同，这带来了许多困难。在这里，我不会描述SMBus和I2C之间的区别，但会提供指向相当称职的文章的链接。在布局阶段，我没有参与与SMBus的斗争（顺便说一下，作为一名程序员，我比电路设计师要弱得多），并且由于SMBus和I2C中的字节发送和接收命令完全相同，因此我只使用了它们。结果，我从BQ40Z60中读取了SOC，SOH，Current，CellVolt，TimeToFull，TimeToEmpty。取决于寄存器的值，操作模式已更改（发出警告，发生任何关机）。

嗯，在PC端，当然需要一个程序，该程序可以方便的方式显示从电池读取的数据。由于我只能在Borland C ++ Builder中使用GUI，并且需要很长时间，因此我要求程序员为我设计一个简单的调试程序。快速鞭打一下，出现了以下内容：

这是在布局阶段执行的所有工作。在计划的进一步内容中（并且由于我描述了已经完成的操作，因此部分工作已经完成），将技术规范转让给设计人员以开发/制造PowerBank套件，纠错/电路修订，外壳更换，软件修订。此后，该设备将类似于产品，并且在完成后将成为字面上的产品。在本文的以下部分中，我们将考虑从布局到最终产品过渡的阶段和主要困难，包装工作，考虑各种解决方案和操作，优化的成本，并查看最终结果。

开发笔记本电脑的移动电源。从布局到成品。第二部分

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