Приобретя не так давно видеокамеру Panasonic формата FullHD, был озадачен тем, что родного аккумулятора камеры хватает только на 40 минут съемки видео (и то только нового, и при температуре окружающей среды не ниже +10 градусов). Установленная в камеру карта памяти позволяет записать 6 часов видео такого качества. Можно, конечно, приобрести дополнительный аккумулятор повышенной емкости. Но оригинальные-они дороги (порядка 3-4 тыс. руб.), а китайскую подделку покупать не хочется. Из опыта эксплуатации видеокамер скажу, что литиевые аккумуляторы в них достаточно быстро теряют свою емкость. Через год-полтора аккумулятор становится непригодным к эксплуатации, и остается питать камеру от сетевого БП, лишив себя автономности.
Поэтому появилась мысль иметь в кармане что-то типа Power-bank для питания видеокамеры. На моей камере предусмотрен вход 5 вольт от сетевого блока питания, причем одновременно можно снимать видео и заряжать аккумулятор камеры. Произведя замеры на своем девайсе, обнаружил, что потребление при одновременной зарядке аккумулятора и съемке видео составляет 1,2 ампера; при 5 вольтах это 6 ватт. Соответственно, если иметь внешний преобразователь напряжения, то он должен быть не таким уж и слаботочным. Кроме того, данное устройство оказалось вполне пригодным для «полевой» зарядки мобильных телефонов и прочих 5-вольтовых потребителей.
Для преобразователя с 3 литиевых аккумуляторов (3х3,7 вольт) был взят step-down от фирмы Linear LT1374. Он обеспечивает требуемые параметры. При испытаниях нагрузкой 2 ампера просадка напряжения составила 0,02 вольта. В качестве «банка» применены 3 литиевых индустриальных аккумулятора формата 18650 емкостью 3000 мА*ч, купленных на DealExtreme. Так как преобразователь будет стремиться «выкачать» всю энергию из аккумуляторов, то возникает вопрос об их отключении от преобразователя при низком уровне заряда. Смотреть за уровнем заряда, выполненном на светодиодах, во время съемки видео неудобно, особенно если съемка производится с рук. Поэтому я оснастил свое устройство звуковой сигнализацией. При снижении напряжения аккумуляторов до 10 вольт будут раздаваться 2 коротких звуковых сигнала с интервалом в 1 минуту (это будет соответствовать напряжению 3,33 вольта на 1 аккумуляторе). Литиевые аккумуляторы допускают еще более глубокую разрядку, даже ниже 3 вольт, но только некоторые модели. Для всех же литиевых аккумуляторов принято напряжение глубокого разряда в 3 вольта. Разряжать аккумуляторы ниже этого предела крайне не рекомендую, во избежание утери их емкости. При дальнейшем понижении напряжения на входе преобразователя, ниже 9,35 вольт (3,1 вольта на каждый аккумулятор), будет уже раздаваться длинный протяжный сигнал с интервалом в 20 секунд. Аккумуляторы были взяты без плат защиты внутри, что позволило более полно использовать их ресурс. Желательно использовать аккумуляторы из одной партии, во избежание разброса их характеристик.
Устройство состоит из 2 плат: платы преобразователя напряжения на LT1374 и платы индикации разряда. Объясняется это тем, что плата преобразователя, заводского исполнения, была взята из другого проекта и имелась в наличии.
Преобразователь:
На плате преобразователя установлена микросхема LT1374, элементы ее обвязки, и полевой транзистор на входе. Он открывается только при правильной полярности входного напряжения, позволяя избежать переполюсовки при установке аккумуляторов в гнезда, и имеет очень низкое сопротивление канала сток-исток, практически нулевое. Это намного меньше чем у диодов.. Особое внимание должно быть уделено охлаждающему полигону под микросхемой преобразователя. Площадь его делается в соответствии с даташитом на микросхему. Сама схема включения преобразователя-типовая, и она также взята из даташита. Дроссель должен быть рассчитан на ток, превышающий номинальный, как минимум в полтора раза. LT1374 может давать по выходу и больше 2 А, но тут уже желательно применить какой-нибудь радиатор. При испытании я нагружал ее током в 2 А. Нагрев был незначительный, менее 50 градусов. КПД преобразователя по расчетам получился 92 %. Танталовые конденсаторы на входе и выходе должны быть хорошего качества. На схеме преобразователя, резисторы обозначенные R9, можно при желании пересчитать, на желаемое напряжение аварийного отключения, чтобы предохранить АКБ от критического разряда, на случай, если пользователь не среагировал на звуковую сигнализацию.Формула дана в даташите на LT1374.
Сигнализатор разряда:
Плата сигнализатора состоит из узла питания (его я сделал отдельным, не стал брать +5 вольт с выхода преобразователя), микроконтроллера AtMega8 и буззера со встроенным генератором на 5 вольт. Микроконтроллер использовал какой был под рукой – AtMega8 в корпусе TQFP.
Кроме этого, в устройстве предусмотрен выключатель питания по входу в преобразователь (его контакты должны выдерживать не менее 3-4 ампер), и индикатор работы устройства на светодиоде, который подключен к выходу преобразователя. Особое внимание нужно уделить колодке для аккумуляторов. Применив в первый раз колодку с контактами-пружинами, столкнулся с неприятной ситуацией. Преобразователь потребляет значительный ток от аккумуляторов, и при контактах-пружинах напряжение на выходе плавало при нагрузке более 1 ампера. Плохой контакт на пружинах сразу показал себя. Поэтому мной была заказана другая колодка, с жесткими контактами-лепестками. Вот такая. Корпус для устройства был спаян из фольгированного текстолита. Наружу выведена кнопка отключения аккумуляторов, светодиод индикации работы и разъем для подключения потребителей.
Для прошивки МК используйте файл 12.hex из архива. Фьюзы для CodeVisionAVR:
В архиве находятся: прошивка индикатора, плата индикатора в формате lay6, схемы. Плату преобразователя не привожу, поскольку она была взята от другого проекта. Рекомендуемое производителем размещение компонентов на плате преобразователя, конфигурация дорожек, указана в даташите на LT1374.
Видеообзор
http://www.youtube.com/watch?v=U__w2zxGMYY