19/12/2016

Módulo carregador USB "uCharge" (Rev. 1)

Esta revisão do módulo uCharge traz algumas melhorias face à versão original, cujo projecto foi apresentado no post de 27 de Novembro. Nomeadamente, deu-se mais ênfase à eficiência, embora sem diferenças significativas em termos práticos. O layout da placa também foi alterado de modo a possibilitar uma melhor dissipação térmica em torno dos componentes críticos. De resto, esta nova versão do módulo é muito semelhante à anterior.

Parâmetros de funcionamento:
– V_{d. mín.} = 6,01V
– V_{d. máx.} = 16,73V
– I_{L máx.} = 1,75A

Características eléctricas:
– I_d. (V_d. = 7V, I_L = 0A) = 15,47mA
– I_d. (V_d. = 16V, I_L = 0A) = 6,64mA
– P (V_d. = 7V, I_L = 0A) = 108,3mW
– P (V_d. = 16V, I_L = 0A) = 106,3mW

Módulo carregador USB "uCharge", revisão 1.

Foram feitas poucas modificações a nível do circuito. A salientar, o díodo em D2 é agora um rectificador Schottky do tipo FSV540. Este tipo de díodo apresenta uma queda de tensão muito inferior em comparação com um díodo rectificador vulgar, o que se traduz numa maior eficiência energética. O fusível F1 passa a ser um PPTC do tipo 2920L185, que permite até 1,85A de corrente. Fez-se esta correcção para que o módulo possa debitar a corrente nominal quando alimentado pela tensão mínima prevista.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C2 – Condensador de electrólito sólido RNS1E101MDN1;
C3 – Condensador cerâmico multi-camada 10µF 25V (1210);
C4 – Condensador cerâmico multi-camada 3,3nF 25V (0805);
C5 – Condensador cerâmico multi-camada 22µF 10V (1210);
C6 – Condensador electrolítico de nióbio NOJD107M010 (NOJD107M010RWJ ou equiv.);
D1 – Díodo TVS SMBJ18A;
D2 – Díodo rectificador Schottky FSV540;
D3 – Díodo Zener BZX84-B16;
D4/5 – Díodo Schottky BAT54;
D6 – LED Kingbright APT2012EC (ou KPT-2012EC);
F1 – Fusível PPTC 2920L185;
IC1 – Conversor DC-DC TPS62143 (TPS62143RTG);
IC2 – Circuito de protecção PolyZen ZEN056V175A12YM;
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2 – Conector USB Molex 67068-8001;
J3 – Conector USB Molex 67643-2911;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
L1 – Indutor de potência XFL4020-222MEB;
Q1 – Tirístor SCR MCR703AT4G;
R1 – Resistor de filme espesso 150Ω±5% 1/8W (0805);
R2/3 – Resistor de filme espesso 47KΩ±5% 1/8W (0805);
R4 – Resistor de filme espesso 180Ω±5% 1/8W (0805).

Como é habitual, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.7.0) e Gerber. A respectiva encomenda deve ser feita através do OSH Park, dado que o layout foi desenhado tendo em conta as especificações deste serviço. Caso prefira outro serviço de fabrico, verifique se o mesmo suporta layouts de quatro camadas, furação a partir de 0,5mm e se o stackup e materiais são os mesmos. Relativamente à montagem, aplicam-se as recomendações que foram dadas para o projecto original.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/58rz...i6vh
Diagrama do circuito (Eagle 7.7.0 sch): http://app.box.com/s/ik85...w8wr
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/mk7h...p6he
Layout da placa (Eagle 7.7.0 brd): http://app.box.com/s/waym...rdc8
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/l9fq...ice1
Notas do projecto: http://app.box.com/s/ljte...jzbh
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/erok...2sxm
Projecto no OSH Park: http://www.oshpark.com/shared_projects/14wvI0Bu

09/12/2016

Placa de desenvolvimento "Prop II" (Rev. A)

Esta é uma revisão maior ao projecto "Prop II", apresentado no post de 11 de Setembro. A placa revista incorpora um regulador de tensão de tipo diferente, capaz de fornecer mais corrente. Fora isso, não foram introduzidas alterações significativas. Contudo, o regulador mais potente altera as características da placa, abrindo novas possibilidades e fazendo desta uma revisão importante.

Pormenor do regulador de tensão na nova placa.

O circuito é quase idêntico ao da versão original. Porém e como já foi referido, o regulador em IC2 é de um tipo diferente, tratando-se de um TPS73233 da Texas Instruments. Tal regulador é capaz de fornecer até 250mA de corrente, uma clara melhoria relativamente ao TPS70933 originalmente usado, cujo valor nominal é apenas 150mA. Desta forma, é possível disponibilizar mais corrente aos circuitos externos alimentados pela placa e, por conseguinte, desenvolver projectos mais exigentes sem necessidade de reforçar a alimentação. Todavia, havendo essa necessidade, o TPS73233 pode igualmente trabalhar em paralelo com outras fontes de tensão.

Lista de componentes:
C1/2/4 – Condensador cerâmico multi-camada 1µF 10V (0805);
C3 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C5-10/13 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C11/12 – Condensador cerâmico multi-camada 47pF 10V (0805);
D1 – Díodo Schottky FYV0704S;
D2 – Díodo Zener BZX84-B3V3;
D3 – LED Kingbright APT2012EC (ou KPT-2012EC);
F1 – Fusível PPTC 1210L020;
IC1 – Circuito de protecção PolyZen ZEN056V075A48LS;
IC2 – Regulador de tensão TPS73233 (TPS73233DBV);
IC3 – Conversor USB-UART FT230X (FT230XQ);
IC4 – Micro-controlador P8X32A (P8X32A-Q44);
IC5 – Memória EEPROM M24512 (M24512-DFMC6TP);
J1 – Conector USB Hirose ZX62D-B-5PA8;
J2-7 – Conector header macho de 5 pinos;
Q1 – Transístor MOSFET BSS138;
Q2 – Tirístor SCR S4X8BS;
R1 – Resistor de filme espesso 47KΩ±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 150Ω±5% 1/8W (0805);
R3 – Resistor de filme espesso 82Ω±5% 1/8W (0805);
R4/5 – Resistor de filme espesso 27Ω±5% 1/8W (0805);
R6/7 – Resistor de filme espesso 4,7KΩ±5% 1/8W (0805);
S1 – Interruptor pulsador C&K PTS525SMG15J (PTS525SMG15JSMTR2LFS);
X1 – Cristal Abracon ABMM-6.000MHz-B2-T.

Novamente, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.6.0) e Gerber. Recomendo que a encomenda da placa seja feita via OSH Park, visto que o layout foi desenhado tendo em vista as especificações deste serviço. Caso deseje utilizar um serviço de fabrico alternativo, verifique se o mesmo suporta layouts de quatro camadas com furação mínima de 0.5mm. Relativamente à soldadura dos componentes, aplicam-se os mesmos cuidados que foram sugeridos para o projecto original.

Montada a placa, é sempre necessário configurar o respectivo interface FT230X para que esta funcione correctamente. Mais uma vez apelo à utilização da aplicação FT_Prog para esse fim. O ficheiro de configuração encontra-se dentro da pasta "Firmware", localizada na pasta do projecto. Deverá ler as instruções antes de proceder à configuração.