Photosensitive Timer For Battery Charger

 
前段时间收到Battery Test Lab的申请,他们跟我说苦恼于锂电池包充电时间测量,每次都是人工来掐表来读取充电的时间(40-60min),一次需要测试上百个电池,这样既耗费时间又耗费人力。可否设计一款便携式自动记录充电时间的测试仪器?答案当然可以。

那如何开始?

需求分析完是这样的:

  • 1. 计时器计时显示
  • 2. 便携体积小,功耗小
  • 3. 如何判断充电开始信号,开始计时
  • 4. 如何判断充电结束信号,结束计时

对于充电信号的采集,无法从充电器内部芯片状态读取,不过我们发现每一款充电器上都有一款指示灯,指示灯的闪烁频率反映着充电状态,
那么,难点是这样:

  • 1. 选用何种显示屏及光敏电阻?
  • 2. 计时芯片很多种,选哪种才算低功耗,最好是MA级以下
  • 3. 如何供电。18650?
  • 4. 每款充电器的闪烁灯频率都不一样,如何实现一对多模式?

其中一款的充电模式, 充电完成及待机状态.

于是,我们开始定义一下所需工具材料

1 Hardware
  • MSP430主芯片
  • 光敏电阻
  • LED显示板
  • 3.5mm耳机插头
  • 18650锂电池
  • 电压过滤芯片
  • 电阻电容三极管若干
2 Software
  • C++
  • Solidworks
  • Chips

开始试了一下几款芯片比如STM32,芯片如此强大当然可以成功,可是功耗太大(20ma左右),一节18650电池根本用不了几天,后来发现一款TI德州仪器的一款性能很强的芯片:MSP430,低功耗 4.5uA, 一节18650电池理论上可以用100年,那就是我们需要的。

3 Photosensitive Resistor

每种电阻的感光度都不一样,买了几十种回来试了一下,最终使用5528这一款。通过 3.5mm 耳机口跟主板相连接,测试的时候只需要将封装好的光敏电阻放置于充电器状态灯表面即可。

4 Package

这次没有批量定制pcb,手工焊的板,零件搭配好之后,接下来就是包装了,右侧做了一个电源开关,留出屏幕口,3.5mm外接口,LED点量显示口及功能键口,用Solidwork话的图,材料是铝材,做完之后很美观,还像个产品。

5 Program

为了满足不同频率的状态灯,我们将前6s设置为自学习状态,通过采集频率大小用于判断处于何种模式,计时开始后,当状态灯频率进入满电状态频率时则停止计时。

“STUDY”是自学习状态;“LIGHT”显示光强度;“RATIO”显示亮灯占有时间比;“CLOCK”显示计时器时间,时:分:秒。时间精度度为2分/24小时

6 PS

难度可能就是根据需求分析出解决方案这一关,然后比较麻烦的就是需要购买大量的元件回来测试,这是一项繁重且问题特别多的工作。

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