ATtiny85 充电保护器 - 嘉立创EDA开源硬件平台

## 开源协议 本作品已根据知识共享署名-相同方式共享 3.0 未移植许可证获得许可。( [http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/](http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) ) ## 简介 ATtiny45/85 USB Phone Charge Guard 控制和监控电话和其他设备的充电。通过 INA219 不断测量电压、电流、功率和能量，并与用户限制值进行比较。当达到用户选择的条件时，它会通过 MOSFET 切断电源。这样可以控制手机锂离子电池的充电状态，从而延长其使用寿命。用户设置保存在 EEPROM 中。 - - - **作者：** Stefan Wagner **原工程链接：**[https://oshwlab.com/wagiminator/attiny85-phone-charge-guard](https://oshwlab.com/wagiminator/attiny85-phone-charge-guard) **项目视频(YouTube)：** [https://youtu.be/9DHBoqHImcM](https://youtu.be/9DHBoqHImcM) **固件（Github）：** [https://github.com/wagiminator/ATtiny85-PhoneChargeGuard](https://github.com/wagiminator/ATtiny85-PhoneChargeGuard) - - - ## 电路说明 - - - ### USB 该设备配备了一个USB-A插头为输入和一个USB-A插座为输出，以便它可以插入电源和手机（或其他消费者）之间。D+ 和 D- 通过，以便手机可以协商充电协议。 - - - ### 电压和电流测量 一个[INA219](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina219.pdf)用于测量电压和电流。INA219 是一款具有 I²C 兼容接口的电流分流器和功率监视器。该器件通过可编程转换时间和滤波来监控分流压降和总线电源电压。可编程校准值与内部乘法器相结合，能够以安培为单位直接读取电流。选定的 8 毫欧分流电阻既能对电路产生非常小的影响，又能以 1 毫安的分辨率进行测量。为了精确测量，应选择具有低容差（1% 或更好）的分流电阻器 - - - ### 稳压 该器件通过HT7333 LDO 稳压器提供 3.3V电压，该稳压器从 USB 总线电源中抽取高达 12V 的输入电压。 - - - ### MOSFET 电源和电话之间的连接通过AS3621 P 沟道 MOSFET开启和关闭。尽管体积小，但它可以连续切换到 30V 和 6A。其内部导通电阻仅为 20 毫欧左右。 - - - ### 操作界面 用户界面使用五个按钮和一个128x64 像素的 OLED 显示屏。一个[ATtiny45 / 8](https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-2586-AVR-8-bit-Microcontroller-ATtiny25-ATtiny45-ATtiny85_Datasheet.pdf)5微控制器手柄上的用户界面，所述测量值的电源连接和的计算和显示的控制。 - - -   - - - ## 软件说明 ### 说明 - - - INA219 连续测量电流和电压，并通过 I²C 将值传输到 ATtiny。由此，ATtiny 计算其他值并将它们显示在 OLED 屏幕上。它根据用户选择的设置通过 MOSFET 控制电源和电话之间的连接。用户设置保存在 EEPROM 中，下次使用时会自动加载。 - - - ### I²C OLED 实现 I²C 协议实现基于一种粗略的 bitbanging 方法。它是专门为 ATtiny10 和 ATtiny13 的有限资源而设计的，但它也适用于其他一些 AVR（包括 ATtiny45/85）。OLED 的功能适用于 SSD1306 OLED 模块，但可以轻松修改以用于其他模块。为了节省资源，仅实现了此应用程序所需的基本功能。有关 I²C OLED 实现工作原理的详细信息，请访问Tin[yOLEDdemo](https://github.com/wagiminator/attiny13-tinyoleddemo)。 - - - ### 时间和容量确定的准确性 ATtiny 的内部振荡器用于确定能量和容量。出厂校准时，内部振荡器的精度为 +/-10%。这可以通过手动校准提高到 +/-2% 或更好。通过这种方式确定的校准值可以在源代码中设置。 - - - ### 编译和上传 由于板上没有 ICSP 接头，您必须在使用SOP适配器，在焊接之前或使用EEPROM烧录夹子焊接之后对 ATtiny 进行编程。该[AVR编程适配器](https://github.com/wagiminator/AVR-Programmer/tree/master/AVR_Programmer_Adapter)可以在这方面帮助。 - - - ### 如果使用 Arduino IDE * 确保您已安装[ATtinyCore](https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore)。 * 转到**Tools -> Board -> ATtinyCore**并选择**ATtiny25/45/85 (No bootloader)。** * 转到工具并选择以下板选项： > * **芯片**： ATtiny45 或 85（取决于你的芯片） > * **时钟**： 8 MHz（内部） > * **Millis/Micros**： 禁用 > * **BODLevel**： BOD 启用 (2.7V) > * 其余保留默认设置 * 将您的编程器连接到您的 PC 和 ATtiny。 * 转到工具 -> 编程器并选择您的 ISP 编程器（例如USBasp）。 * 转到**Tools -> Burn Bootloader**来烧掉保险丝。 * 打开 PhonChargeGuard 草图并单击**Upload**。 - - - ### 如果使用预编译的十六进制文件 * 确保您已安装avrdude。 * 将您的编程器连接到您的 PC 和 ATtiny。 * 打开一个终端。 * 导航到包含 hex 文件的文件夹。 * 执行以下命令（如有必要，将“usbasp”替换为您使用的编程器）： > * avrdude -c usbasp -p t85 -U lfuse:w:0xe2:m -U hfuse:w:0xd5:m -U efuse:w:0xff:m -U flash:w:phonechargeguard.hex - - - ### 如果使用 makefile (Linux/Mac) 确保您已安装avr-gcc 工具链和 avrdude。 将您的编程器连接到您的 PC 和 ATtiny。 如果你没有使用 ATtiny85，打开 makefile 并更改芯片，如果你没有使用 usbasp，则更改编程器。 打开一个终端。 导航到包含 makefile 和 Arduino 草图的文件夹。 运行“make install”进行编译，烧毁保险丝并上传固件。 - - - ## 操作说明 1. 将设备连接到电源和电话（或其他消费者）之间。 2. 使用 SELECT/INCREASE/DECREASE 按钮设置充电限制。 3. 使用 START 按钮开始充电过程。 4. 在充电期间使用 SELECT 按钮在显示值之间切换。 5. 当达到设定的限值时，充电过程自动停止。  - - - ### 按键功能： | 按钮 | 功能 | | --- | --- | | RESET | 重置所有值 | | SELECT | 在暂停模式下选择限制类型/在充电模式下更改显示参数 | | INCREASE | 增加限制值 | | DECREASE | 降低限制值 | | START | 开始/暂停充电 | ### 可选择的充电限制 - - - | 限制类型 | 功能 | | ---- | --- | | mAh | 当电量达到选定值时停止充电 | | mWh | 当提供的能量达到选定值时停止充电 | | mA | 当电流低于选定值时停止充电（这通常与电池的充电状态相关） | | min | 在选定的时间（以分钟为单位）后停止充电 | ### 特性 | 范围 | 最大值 | | --- | --- | | 电压 | 3V - 12V | | 电流 | 5A MAX | | 电压测量率 | 4mV | | 电流测量率 | 1mA | ### 参考 - - - 1. [ATtiny45/85 数据表](https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-2586-AVR-8-bit-Microcontroller-ATtiny25-ATtiny45-ATtiny85_Datasheet.pdf) 2. [INA219 数据表](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina219.pdf) 3. [SSD1306 数据表](https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/SSD1306.pdf) 4. [HT7333 数据表](http://www.angeladvance.com/HT73xx.pdf) 5. [AS3621 数据表](https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/1809211432_AnBon-AS3621_C232288.pdf)  - - -