ATtiny85 充电保护器

开源协议

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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。

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作者： Stefan Wagner

原工程链接：https://oshwlab.com/wagiminator/attiny85-phone-charge-guard

项目视频(YouTube)： https://youtu.be/9DHBoqHImcM

固件（Github）： https://github.com/wagiminator/ATtiny85-PhoneChargeGuard

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电路说明

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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。

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电压和电流测量

一个INA219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

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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。

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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。

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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 / 85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。

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软件说明

说明

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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。

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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TinyOLEDdemo。

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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。

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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编程适配器可以在这方面帮助。

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如果使用 Arduino IDE

• 确保您已安装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。

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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

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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。

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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。

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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

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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

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1. ATtiny45/85 数据表
2. INA219 数据表
3. SSD1306 数据表
4. HT7333 数据表
5. AS3621 数据表

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