単3電池2本でiPhoneを充電 その6

image 

抵抗が無かったので、もう一台100円ショップに行ってGETしてきました。で、そこから43KをGET。練習で51Kをはずして、コツをつかんで、いざ挑戦。
MintyBoostの作者のように、間接的に熱を加えてやろうとしたけど、なかなかむずい。う~ん、ってことで、いつものように左右オラオラ作戦で、余熱を与えながらはずしたよ。
※あれは、熱風がでるタイプのなんだね。後で知りました。たとえば、こういうの とか ピンセット形もある
ピンセットはL字に曲がったのをおなじく、100円ショップからGET。曲がってるのが使いやすいね。
で、改造した基盤のR1を43KΩに付け替え。
image 
電池入れて、実測値を測る。

Pin2 data- 2V弱 きっちり2Vじゃないけど

IMGP8602

Pin3 data+  2V弱。今付け替えたのはOKみたいですね。

IMGP8603

 

40%以上だと充電モードに入るのを確認。
ただいま、放電中。40%以下になるまでしばし待つ。

IMGP8601

うまく、充電できるといいね。NGなら、ICの限界かとあきらめもつくしね。500mA出ないと思うし。このIC。先人の解析されたjr7cwkさんのブログに、電流と電圧の出力特性が載っていて、
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=detail&cm=190715
300mAを越えると、3Vだと電圧が一気に降下しちゃう特性みたい。 今回は、多少、コンデンサ変えたり、余分につけたりしてるので、そのあたりがどう影響するかですね。

 

そうそう、100円ショップでビンとじょうご使って、新しいハンダゴテ台を作ったよ。
image 
まだ仮止めなんだけど、結構使いやすくて、調整しながらカスタムしていくよ。フタにはハンダゴテ綺麗にするスポンジついています。これも100円ショップ。飾りにビー玉もいれたよ。

ど?

Minty Boostの作者 えらい!

Reverse engineering Apple’s secret charging methods from adafruit industries on Vimeo.

iPhoneが充電モードをUSB Pin2,3 の電圧を見て決めている決定的な証拠ビデオ。ナイスJobですね。!

すばらしい。ビデオ途中、チップ抵抗を外す場面があるんですが、間接熱でピンセットで外していますね。こういうテクがあるとは、勉強になります。

Appleはハードとソフト(OS)を、両面から作る会社なのでいろいろと、面白い仕掛けをしてくれますね。規格を工夫してくるところがすごく私は好きなんですが、こういうところを嫌う方もいます。

100円ショップのUSB充電器から、思わぬところに結びついてきたので、Hackした甲斐はありましたね。モノづくりの原点。バラして、1つ1つじっくり見る。ああでもない、こうでもないと試行錯誤して手を動かす。一見無駄なように思えても実は、意味があるんですよね。

 

電子機器、年々、ちっこくなって、パーツが触りにくいので、そのあたりが悩みどころ。手がプルプルふるえちゃうんですもん。

単3電池2本でiPhoneを充電 その5

この抵抗分圧しているところ、計算してみた。

image

設計者は、何Vにしたかったのか。

USB 2pin data-
43k
51k
51k/(51k+43k)*5V=2.7127659574468085106382978723404V 約2.7V
実測 1.95V
およよ

USB 3pin data+
75k
51k
51/(51+75)*5V=2.0238095238095238095238095238095V 約2V
実測 1.35V

およよ

こういうところ、便利。
系列抵抗の選定ツール
http://sim.okawa-denshi.jp/teikokeisan.htm

5Vから2.7Vを得る抵抗分圧

R1=1.1kΩ
R2=1.3kΩ

R1=3.3kΩ
R2=3.9kΩ

R1=4.3kΩ
R2=5.1kΩ

 

 

5Vから2Vを得る抵抗分圧

R1=1.5kΩ
R2=1000Ω

R1=1.8kΩ
R2=1.2kΩ

R1=2.4kΩ
R2=1.6kΩ

 

これは、抵抗の値が狂ってる感じですかね。同じ回路を持つ、エコプラスパッケージの白いモデルを実測した、jr7cwksブログのデータによると、

http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=detail&cm=68920

抵抗分圧計算値と、実測値がほぼ同じなので、自分の黒いのはそういう事だと思うのですが、、、、。いったい、このData+とData-、何Vだせばいいんでしょうかね。おそらく、それがiPhoneを充電させる鍵だと思うんですが。

 

こういうときは、ググる。
iPhone 充電器 After Hours
Data-  2.8V
Data- 2V

が、上記を抵抗分圧でやったらしいが、これでもだめみたい。充電モードには入るが、一向に充電されない状態とのこと。ふむふむ。

あちこちと、俳諧すること30分。みつけましたよぉ。みっけ。
アップル純正のACアダプターでは、USB Pin2 data-には、2.8V。USB Pin3 data+ には2.0V。この場合は、1Ampの充電モード? になるようで、この電圧を2.0Vと2.0VにすればUSB2規格の上限値である500mAでの充電ができるようです。
情報源は、こちら。mintyboost

このMity Boost、ミントのお菓子の箱につめて、単三2本でUSB充電器作ってて、チップは違えこそ、iPhoneに充電できるようで、回路も乗ってますし、そのうち作りたいですね。

http://www.ladyada.net/make/mintyboost/parts.html
チップは、LT1302CN8-5(Linear Technology)で、今はLT1302CN85#PBF とかなら、RSから買えるみたいですね。違いは、鉛フリーと、RoHS対応してるのが、後者。スペックは同じみたい。
LT1302/LT1302-5 仕様書

日本語の公式Pはこちら
100円ショップの、スペック不明のよりすごいのかね。そりゃすごいんだろうね。1個、RSで、¥624ですか。

 

まぁ、とりあえずは、金属皮膜の抵抗使って、2Vをだしてだめなら、かんがえましょうかね。

抵抗がありませんが、、、、さがしてます。ジャンク箱。

・・・そのうち、続編が。ある、かも。

単3電池2本でiPhoneを充電 その4

前回の改造ポイントの部品をあさったよ。IMGP8568

表面実装部品。
左の茶色いちっこいのが、積層セラミック。奥の丸いのは、アルミ電解コンデンサ220uFかしら? 手前のがなんだろうと思って調べたら、タンタルみたい(高分子有機半導体固体電解コンデンサ (PDF SANYO)ほほ~っですね。タンタルは今回は使わなかったけどね。

パーツは、全部ジャンクのiMacG4から調達。
image
とりはずしのコツは、左右からオラオラ~おら~っって、予備加熱して、いけるんじゃね~のと思ったら、ハンダゴテのブースト加熱押しながら、左右からオラオラして少しだけ、横向きに力を入れる。コテ先が、マイナスドライバーのような形状のを作ったほうが良いかもって思った。今度作ろう。

まず、手始めに、前回改造ポイントの
5.電池から基盤につながる線を太くしてみる。
からやってみた。

IMGP8573
倍くらいの太さの線に変えて、長さを短くしたジョイントをつくり、基盤にピンをハンダ付けし取り外しもできるようにしたよ。ピンが太くて元の穴に入らないので、ドリルで大きく。

次、電解コンデンサをアルミにして、220uFのをつけた。IMGP8589
太いので、穴の位置を穴1個分、ドリルで楕円形にして、USBと干渉する具合を調節。

とりあえず、この状態で、iPhone4の充電80%くらいの状態で接続してみる。ノーマル時は、充電したかのようで実は、すぐに解除されてしまっていた。

おおおお~、ずっと充電される。
IMGP8574
対応していないアクセサリって出ないね。これは、効果があった!
線を変えたのがよかったのか、電解アルミコンデンサに変えたのが良かったのか、どっちかはわからないけども。
40%の以下のiPhone3Gでやったら、充電はされなかった。充電が40%以上だと、充電さえる。このあたり、iPhoneがData+-を見に行ったり、何かしてるのかな?

んじゃ、まぁ、とりあえず、次。積層セラミックコンデンサを並列につけてみる。まずは、1個。下記回路図のマウスの部分。ちなみに、回路図は初期のと、同じだけど書き直しました。こっちのほうが、見やすいのかな~なんて思って。どうでしょうか。

image
image 
基盤の裏側から、ハンダヅケ。ちっこいから、うまくつけるのむずいね。

・・・・・・・・・・・・ 40%以上だとOKなんだけども、少ないとだめみたい。

IMGP8578

んじゃ、次。電源側に、アルミ電解コンデンサと積層セラミックコンデンサをつける。
image
とりあえずは、仮なのでアルミ電解コンデンサの下に積層セラミックコンデンサをハンダづけして、リード線で基盤につけた。
image
これは、入れる隙間をぎりぎりだなぁ。

IMGP8579

とりあえずは、テスト。

画像、省略。40%以下のiPhoneだとやっぱりだめ。状況変わらず。しょぼん、、、、いけんじゃね~のと、期待したが、だめだったよぉ~ん。


とりあえずは、電解コンデンサははずして、積層セラミックコンデンサだけつけた。
IMGP8588
容量はわかんないけど、さっきのより、ちょっとヒラペッタイやつにした。基盤の裏側に。
現在の感じはこうかな。
image

とりあえずは、USBの裏側にリードつけて、iPhoneに充電してるときにどのくらい電圧が降下するのか調べてみた。
IMGP8591

IMGP8592
無負荷んとき、5.1Vくらいだったのが、4.4Vくらいまで下がってる。なかなか、がんばってますね。

iPhoneから充電コードつけたり、はずしたりと、USBのdata+-を、計ってみると、面白いことに気がついた。
USB 3pinが、無負荷のときは、1.35Vくらいだったのに、充電が始まると、2.8Vくらいまであがる。
ピンボケで見えにくいけどね。

IMGP8597

充電が始まる前、USB 2pinと3pinが、少しだけ電圧降下する。
40&以下でも同じなんだけど、充電が始まらない。う~ん、data2,3の電圧をみてるのかなぁ。

とりあえずは、40%以上のiPhoneで充電はできたけども、40%未満だとできないっていうところまで、1歩前進。

よくわからないのは、40%以下だと何を見て、充電しないのかがわからない。対応していませんってメッセージはでなくなったので、まし にはなったね、100円ショップのUSBバッテリ。

単3電池2本でiPhoneを充電

するには、どうしたらいいかと、100円ショップのUSBバッテリーの回路をいじって、がんばるか、そもそも単3電池2本、3V を5Vに昇圧して500mAをだせるのか?無理なんかなぁ?

100円ショップの昇圧ICの能力不足なのか、回路でカバーできるのか。改良ポイントをざっとメモ。

 

  1. コンデンサの容量を大きくしてみる。現在20uF。10倍の200uFくらいに。 ※あとで基盤から取り外したら、220μFって書いてありました。2台目のも確認。
  2. BL8530のリファレンスは、コンデンサをタルタル使ってるみたい。
  3. コイルの前にコンデンサいれるとどうなるか? 現在はなし。200uFくらいのを。
  4. コイルの大きさを変えてみる。
  5. 電池から基盤につながる線を太くしてみる。
  6. コンデンサをIN側とOUT側にそれぞれダブルでつける。1つは、積層セラミックC。電解Cx2積層セラミックCx2の4つ。

 

1、3は、なにか効果があるのかもしれないけど、ケースの大きさからいってでかすぎるのは入らない。
2は、手持ちにないので、ジャンク箱みてみる。
4は、ケースの大きさからいって今のが限界か。
5は、あんまり効果なさそうだけど、線が細くて長いので、太く短く配線してみる。
6は、東芝の3端子Rに
http://docs-asia.electrocomponents.com/webdocs/0994/0900766b8099474b.pdf
8ページに推奨してる。ESRの小さいCはいいよって。
image 
気力があるときに、がんばってみます。

世界は広いから、だれかやってないかなぁ。

100円ショップのUSB充電器その2

アルカリ電池がなかったので、探してました。
この回路で、USBの端子にどのくらいの電圧がでてるか、測ってみたよ。
IMGP8551
電源 アルカリ電池新品 実測 3Vちょい

USB 3pin Data+ 無負荷実測 1.35V

IMGP8552

USB 2pin Data- 無負荷実測 1.95V
IMGP8553

USB 1pin 5.1V
IMGP8554

iPadの充電器からは、

USB 1pin 5.1V
USB 2pin Data- 無負荷実測 2V
USB 3pin Data+ 無負荷実測 1.38V
※アナログ読みなので、誤差はあるが、大体同じ。

20%のiPhone3Gでは充電できず。
IMGP8556

90%のiPhone4では充電モードに入るけども、しばらくたつとIMGP8562
対応していないアクセサリだって。前回マンガン電池の使いかけでためしたから、NGだったのかと重いましたが、アルカリ電池新品でも、だめだっていうことは、おそらく、負荷をかけたときに電圧が降下しちゃうんですね。(違うかもしれません)
5V 500mA出力したときでも、電圧が降下しないようにするには、さてどうしたものか。

iPhoneのACアダプタは5V 1Aですか。USB2.0では500mA,USB3.0で900mAが規格とのこと。wiki
image

これは、面白そうな課題ができた。単三電池2本から、安定してiPhoneを充電できる昇圧回路。しばらくは、楽しめそうだ。

お、世界に目を向けると実現している回路があった。次回ご期待。