なんでも作っちゃう、かも。

Arduino/Make/フィジカルコンピューティング/電子工作あたりで活動しています。スタバの空きカップを使ったスタバカップアンプなど製作。最近はもっぱらArduinoと3Dプリンタの自作に興味があります。

Wifi温度湿度計の製作(1)

Posted by arms22 on 2016年05月26日 0  0

最近流行のWifiモジュール「ESP-WROOM-02」を使った温度湿度計の製作をはじめました。定期的にサンプリングしたデータはセンサーサーバに貯めてブラウザで表示するところまでやりたいと思います。

ハードウェアは手配線するより基板作って実装したほうが早いだろということで、実験もそこそこにKiCadを使って回路を描き始めました。KiCadの勉強をしつつ作業を進めているのですがなかなか設計が終わりません。。


回路図



WifiTempPH_sch

Q1のP-Ch FETはダイオードの変わり。最初はFETのボディーダイオードを通して電流が流れるけど、途中からゲートがONになって低抵抗で電流が流れ始める。普通のダイオードを使うより電圧降下が少ない。VBUSが接続されている時はQ1のゲートがOFFになりVBATにVBUSが流れ込まないようになっている、はず。。

温湿度ICは手頃な値段で手半田できそうなモノが見つからなかったので、秋月電子で販売されているHDC1000を使用する予定。なので回路図には温湿度ICは描いていません。


基板


WifiTempPH_board

基板の外形サイズは50x50mm、空きスペースには2.54mmピッチのランドを配置する。部品点数が少ないのでけっこうすかすかに。もっと詰めて配置して空きスペースを広げようかな。。

WifiTempPH_3D

KiCadには設計した基板を3Dで表示する機能が付いています。部品の3Dモデルがあれば部品同士の干渉も事前に確認できます。これ見てるだけで作った気になっちゃう。


基板ケース


WifiTempPH_case

基板設計と並行してfusion 360で基板ケースも設計中。KiCadにはDXF(2次元のCADデータ)を取り込む機能があるので2/3D CADで基板の外形を描いて、それを取り込むこともできるようです。

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MCP73831を使ったリチウムイオン・リチウムポリマー充電回路

Posted by arms22 on 2016年05月06日 0  0

IMGP1244

MicrochipのMCP73831というICを使った充電回路の実験を行いました。実験といっても応用例どおり回路を組んで動かしてみただけですが、上写真ではリチウムイオンポリマー充電池(1000mAh)2個をMCP73831を2つ使って充電しています。MCP73831はaitendoで2個100円で購入しました。


回路


MCP73831標準応用例
MCP73831データシートより

入出力のコンデンサは手持ちの10uFの電解コンデンサを使用。必要ないと思うけど積層セラミックコンデンサ0.1uFもおまけでつけておいた。PROGに接続する抵抗値によって充電電流が決まり、次の式で計算できます。
I-REG = 1000V / R-PROG

R-PROG → kΩ
I-REG → mA

例.
500mA = 1000V / 2kΩ
416mA = 1000V / 2.4kΩ
178mA = 1000V / 5.6kΩ
100mA = 1000V / 10kΩ


熱問題

MCP73831接合部温度に対する充電電流
MCP73831データシートより 接合部温度に対する充電電流

MCP73831はリニア方式の充電ICなので電源と充電池の電圧差はそのまま電力損失となり、ICを加熱させます。幸いMCP73831にはダイ温度に応じて充電電流を制限する機能があるので、ICが壊れてしまうことはなさそうです。ただ充分冷却しないと期待した充電電流が得られなくなります。


電源にUSBを利用する場合

MCP73831はUSBバスに繫がってネゴシエーションしたりしないので、PCに接続して充電したい場合は、充電電流を100mAまで下げた方が良い。或は下記のような2A・2.4A出力対応のUSB充電器がおススメ。



USBケーブルは2A・2.4A出力対応品でできるだけ短いほうが良い。

ELECOM microUSBケーブル 2A出力 高耐久 1.2m ブラック MPA-AMBS2U12BK
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参考URL

MCP73831/2 - 超小型単セル用フル集積化リチウムイオン・リチウムポリマー充電管理コントローラ
http://www.microchip.jp/docs/DS21984B_JP.pdf

Raspberry Pi 3の電源問題について - スイッチサイエンス
http://doc.switch-science.com/support/RaspberryPi3/raspi3power.pdf

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