Додавання в LiitoKala Lii-M4S зарядки LiFePO₄ акумуляторів та звукового сигналу [END]
LiitoKala Lii-M4S — універсальний зарядний пристрій для акумуляторів, який дозволяє не тільки заряджати елементи живлення, а й тестувати їхню ємність. Однак у процесі експлуатації виявилися дві функції, яких мені не вистачало: можливість повноцінно працювати з LiFePO₄ та звукове сповіщення про завершення процесу. Тому я вирішив модернізувати LiitoKala Lii-M4S, не замінюючи його основну електроніку та оригінальний LCD.
Додавання заряджання LiFePO₄
Перша проблема пов'язана з акумуляторами LiFePO₄. LiFePO₄ має іншу напругу повного заряду порівняно зі звичайним Li-ion. Тому використовувати звичайний режим Li-ion безпосередньо для LiFePO₄ небажано.
У модифікації я використав окремий зарядний модуль на CN3058E. Він призначений для заряджання одного LiFePO₄ елемента та встановлюється всередину корпусу LiitoKala Lii-M4S. Модуль працює від відповідного джерела живлення та забезпечує заряджання LiFePO₄ до напруги близько 3,6 В.
Щоб зберегти можливість використовувати зарядний пристрій у штатному режимі, було додано перемикання. В одному положенні працює оригінальна схема LiitoKala Lii-M4S. В іншому положенні акумулятор підключається до додаткового LiFePO₄ зарядного модуля. Таким чином, не потрібно змінювати штатний алгоритм заряджання Li-ion акумуляторів.
Звуковий сигнал END
Друга модифікація стосується індикації завершення процесу. LiitoKala Lii-M4S показує на LCD напис END після завершення заряджання або розряджання. Однак цей напис потрібно побачити на дисплеї, щоб зрозуміти, що процес завершено. Хотілося отримати простий звуковий сигнал. При цьому я не хотів використовувати мікроконтролер. Тому було вирішено безпосередньо визначати електричний сигнал, який керує сегментом LCD з написом END.
Сегментний LCD працює не так, як звичайний світлодіодний індикатор. Для керування сегментами використовується змінний сигнал. Тому просте вимірювання постійної напруги на контакті LCD не дозволяє безпосередньо визначити, чи увімкнений конкретний сегмент. Я дослідив контакти дисплея та знайшов сигнал, пов'язаний із сегментом END. Після подачі цього сигналу на 74HC14 він перетворюється на чистий прямокутний сигнал.
74HC14 — це мікросхема з шістьма інверторами Шмітта. У цій модифікації вона використовується одразу для двох задач. Перші чотири інвертори формують звуковий сигнал. Один із генераторів створює основну частоту, інші каскади використовуються для формування потрібного характеру звуку. Інші інвертори використовуються для аналізу сигналу сегмента END. Це дозволило реалізувати всю логіку детектора без мікроконтролера.
Як визначається END
Найцікавіше відбувається після формувача на 74HC14. Коли END не відображається, сигнал має одну частоту. Коли сегмент END активний, частота сигналу змінюється. За вимірюваннями під час розробки було отримано приблизно: OFF — 167 Гц та END — 251 Гц. Тобто поява напису END супроводжується суттєвою зміною частоти сигналу. Саме цю різницю можна використати для визначення стану сегмента.
Оскільки безпосередньо вимірювати частоту за допомогою одного логічного елемента незручно, наступний етап схеми перетворює різницю сигналів у керуючу напругу. Після цього 74HC14 використовується як пороговий елемент. Коли напруга досягає встановленого порогу, вихід змінює стан. Таким способом схема визначає, чи з'явився END на дисплеї.
Налаштування детектора
Для надійної роботи необхідно правильно встановити поріг спрацьовування. Після складання схеми поріг можна налаштувати так, щоб у штатному режимі OFF звуковий сигнал не з'являвся, а після появи END детектор перемикався. Це дозволяє компенсувати відмінності реальних сигналів та допуски компонентів. Налаштування відбувається регулюванням змінного резистора.
