mlab-modules / batdatunit01 Goto Github PK

Ze silkscreenu není vidět polarita osazení bateriového pouzdra.

Ve schéma je opačně zapojený Drain a Source tranzistoru, který aktivuje rozvícení indikačních LED.

Bohužel se mi ne podařilo najít jiný tranzistor, který by měl na pinu 3 pouzdra SOT-23 source místo drain.

Aktuální návrh připojení SDkarty:

Nesplňuje požadavek z datasheetu:

Je potřeba srovnat délky jednotlivých datových cest a zároveň i vyřešit řízenou impedanci USB.

Hodilo by se zvětšit bezpečný prostor v okolí pojistek jednotlivých článků. Aby se například nemohla opakovat situace, kdy nepozorností při skládání dojde k ohnutí držáku pojistky tak, že ohnutý kontakt zkratuje bateriový článek.

Zvolené tlačítko má hybridní způsob montáže, kdy je vnější pouzdro zaletováno do díry v PCB, ale samotné kontakty tlačítka jsou SMD.
To vede na footprint v tomhle provedení.

Nepříjemnost, která z toho vyplývá je ani ne 0.1mm velká izolační mezera mezi výstupní nožičkou tlačítka a GND. Za takových podmínek by mohlo velmi snadno dojít k nechtěnému sepnutí tlačítka, buď mechanickým stresem, nebo i jen kondenzací vlhkosti.

Propojení adaptéru a akumulátorového modulu

Konektor musí být dostatečně robustní, aby byl odolný hrubému zacházení a aby byl odolný možným vibracím. Konektor tedy bude zřejmě fyzicky relativně velký.

Konektor musí obsahovat výkonové napájení a datové signály pro budoucí plán akumulátoru s integrovaným procesorem. Tj, že měřící zařízení bude obsluhováno z akumulátoru. Pro spolehlivé zapojení a minimalizaci možnosti zničení konektoru je vhodné, aby konektor měl naváděcí trny a byl zapuštěn pod obrysem pouzdra akumulátoru

SAMTEC ET60

4 piny napájecí, 3x8 signálové

• https://mou.sr/3OM2pNa
• https://mou.sr/3QWY5gZ

SAMTEC konektory nejsou moc skladem. Našel jsem tuto variantu, která lze okamžitě koupit a vyhovovala by. Uvádí, že výroba požadovaného konektoru trvá 9 týdnů, netuším cenu oproti konektorům dostupným skladem - bylo by užitečné zjistit předem.

Molex - ET60

Molex nabízí stejné konektory - vypadá to, že se jedná o úplně stejné konektory vzájemně kompatibilní. Bohužel mají jen verzi s 5 řadami signálních pinů. To se mi nelíbí z důvodu menší rozteče (2mm místo 2.54 mm) mezi piny (a zřejmě jemnější kontakty).

Tyto konektory jsou skladem ve větším množství v různých variantách. Jsou o dost dražší než SAMTEC konektory.

Varianta: 4 piny napájecí, 5x6 signálové

Propojení adaptéru a ostatních MLAB modulů

Pro spojení adaptéru s ostatními MLAB moduly bude potřeba na něm mít hřebínky s těmito signály:

• Napájení 3v3
• Napájení 5V
• I2C
• GPIO univerzální piny (Stavy nabíjecího obvodu atd.)

Dále budou potřeba ještě výkonové vstupní a výstupní svorkovnice

• VBAT+
• VBAT-
• PWR IN + pro nabíjení
• PWR IN -

Akumulátorový modul by měl mít vysokou kapacitu to znamená - minimálně Li-ion 1s4p lépe Li-ion 1s6p případně Li-ion 1s8p. Na druhou stranu, ale nemůže překročit přepravní limity Pro splnění limitu ≤ 100 Wh / 2g to znamená maximálně 7 článků MJ1.

Základní vlastnosti:

• Možnost nabíjení přes USB-C (možnost použití PD 2.0 a 3.0 protokolu) při použití s USBPDSINK01
• 4-6 li-ion 18650 článků spojených paralelně přes tavnou pojistku
• Stabilizované výstupní napájení 5V a 3.3V
• Indikace stavu pro uživatele
  • Indikace dostupné energie pomocí LEDbar - po stisknutí tlačítka
  • Indikace stavu dobíjení
• Funkce režimu UPS
  • Možnost nabíjení a zároveň napájení zařízení, permanentní umístění zařízení do místa s nespolehlivým zdrojem napájení. Tohle je potřeba vyzkoumat jak udělat, aby nebyly akumulátory permanentně cyklovány a nebo stále nabity na 4.2V. Je ale možné to nechat na připojeném MCU.

Nabíjecí obvod

BQ25628E

Měřící obvod

BQ34Z100

Stabilizované výstupní napájení

DC-DC měnič na 3V3/5V STEPBUBODC01

Modul by měl být konstrukčně podobný tomuto modulu: https://github.com/ust-modules/UST5BATT18650V01

To znamená pro připojení článků 18650 využívat pouzdro, ve kterém je možné jednotlivé články vyměnit.

Zásadní rozdíl je v tom, že tento modul má testovat možnost konstrukce vyjímatelného bateriového pouzdra, tudíž by jeho mechanická realizace měla být přibližně takováto:

Vodící lišty budou vytištěné vnější stranou na podložku. Tím by měl být tisk hladký a PCB by jezdilo po vrstvách. Zároveň by se zde měla minimálně projevovat křivost tiskáren.
Vodící lišta by se k MLAB desce přišroubovala standardně pomocí šroubů. Na čele vodící lišty by byly M3 otvory se závitovými vložkami, do kterých by se bateriový modul zajistil pomocí šroubů s velkou hlavou.

Na zadní straně lišty by byl vložený PCB s protikusem konektoru. Tento PCB by měl stejný rozměr (šířku) jako PCB bateriového modulu. Modul by byl zajištěn sešroubováním s vodící lištou. Zřejmě z vrchní strany.

Adaptér by obsahoval hřebínky pro univerzální použití (I2C, napájení, atd.) Mechanicky by to bylo spojené přes vodící lištu.

Díky tomu že nemáme posuvný registr ve vhodném pouzdru, tak jsme dosud neověřili, že správně funguje idikace stavu akumulátoru na LEDbaru.

Aktuálně jsou v zapojení pull-down rezistory 1k, které mají zabránit sepnutí měničů v případě, že MCU měniče neovládá.

Hodnota rezistorů by se měla buď zvětšit alespoň na 100k, nebo rezistory úplně odstranit.

Letování LED v reflow, nebo i horkým vzduchem má nyní mizernou chybovost. Je potřeba ověřit zda není možné současný footprint nějak vylepšit, aby se předešlo vysoké míře oprav.