Автор: Куковинец Дмитрий
date_range 2017-11-04


Купил себе осциллограф DSO150. Он маленький, удобный, отлично лежит в руке, помещается в карман. Посмотреть какую-то форму сигнала, произвести замеры, вполне подходит. Если бы  не одно, НО. У него нет своего встроенного питания, запитывается он от внешнего источника 9вольт. Неудобно носить с собой еще и блок питания, а если нет розетки поблизости, носить с собой другой источник питания. Из-за этого теряется вся прелесть этого девайса. На рынке, конечно существуют карманные осциллографы со встроенным аккумулятором, но они как правило стоят в разы дороже. Поэтому мне в голову пришла идея дополнить этот осциллограф своим аккумулятором.
Самые распространенные и доступные сейчас Li-ion (Li-pol) аккумуляторы. Напряжение на этом аккумуляторе около 4вольт, а для питания прибора нужно 9вольт.  Поэтому придется повышать выходное напряжение АКБ. Решением этого вопроса стал модуль DC/DC Step-UP сделанный на основе микросхемы MT3608. 
В качестве зарядки, можно использовать модуль зарядки Li-ion аккумулятора на базе контроллера TP4056.
Также хотелось наблюдать за текущим состоянием батареи и знать когда требуется подзарядка. Из готовых модулей мне ничего не понравилось, или габариты большие или алгоритм работы не нравился. Поискав по интернету, я нашел тему с самодельным индикатором разряда аккумулятора на микроконтроллере. Все что хотелось, Индикация при заряде, индикатор текущего заряда, низкое энергопотребление, когда не используется, компактные габариты. Вместо контроллера ATTiny25 был взят ATTiny45, они у меня уже были, также можно использовать ATTiny85.  
Аккумулятор изначально хотелось использовать большой емкости, к примеру, 3000mA/h, и разместить с наружи задней крышки. Но т.к. аккумулятор нуждается в механической защите от повреждения, а дополнительную крышку самостоятельно изготовить не смогу, пришлось рассматривать только установку во внутрь самого осциллографа. Во внутрь отлично встал аккумулятор на 1000mA/h. 
Также хотелось оставить возможность работы от  блока питания 9 вольт. На тот случай если АКБ села или нужна очень продолжительная работа осциллографа.
Нарисовал схему коммутации, выглядит вот так:



Аккумулятор подключен к плате зарядки и плате индикатора разряда. Питание на плату повышающего преобразователя поступает через ползунковый  переключатель "ON-OFF" и через разъем питания 9вольт. 

Переключатель "ON-OFF" установлен на 2 группы контактов, на плате они включены паралельно. Разрезав дорожки, можно использовать каждую группу по отдельности, одна на коммутацию 9 вольт, вторая для 4,2 вольта. Такое использование может снизить срок службы выключателя, но встраивать дополнительные выключатели я не хотелось.
Т.к. выключатель теперь одновременно включает  внешний источник и внутренний, чтобы аккумулятор не разряжался на повышающий преобразователь, минусовой провод был подключен через коммутирующий вывод на разъеме. Принцип работы следующий: когда в гнезде нет штекера, минус от АКБ поступает на преобразователь и минус самого осциллографа, когда штекер вставлен, контакты в гнезде разомкнуться и минус АКБ повиснет в воздухе, а минус от БП пойдет в схему. 
Выход DC/DC преобразователя через диод поступает на плюс питания платы осциллографа. 
Для индикации зарядки аккумулятора, в индикаторе предусмотрена нога которую нужно посадить на землю, поэтому этот вывод посадил на 7ю ногу МС TP4056. ППри зарядке АКБ, когда горит светодиод, там присутствует земляной потенциал, после окончания светодиод гаснет и там положительный потенциал. Эта функция даст нам возможность автоматически гасить индикатор после окончания заряда.



Вот здесь нужно разрезать дорожки.
Нужно укоротить межплатный соединитель и выводы энкодера. так чтоб они вообще не торчали из платы. Потому, что под ними будет располагаться АКБ. 



Далее я решил отказаться от стандартных модулей потому, что:
во первых неудобное размещение индикации и порта зарядки, 
во вторых большие габариты,
в третьих, все равно делать плату индикатора. Почему бы тогда не сделать все на своих платах.

Развел, вытравил, просверлил, обрезал, залудил и вот что получилось:




Примерил плату индикации, на крышке проделал небольшие углубления под SMD компоненты. И проделал отверстие под толкатель кнопки. Толкатель изъял из старой Б/У кнопки 6х6. 
В дальнейшем чтобы цвета от светодиодов не сливались, взял кусок чёрного пластика вырезал по размеру углублений и просверлил отверстия под светодиоды.



Вот как-то так выглядят уже спаянные платы.
Схему преобразователя напряжения и контроллера зарядки АКБ пял по типовым схемам из даташитов. 



Поместил все в корпус, припаял кучу проводков....



... и собрал. Выглядит вот так:




Слева три светодиода, это индикатор разряда АКБ, при зарядке он плавно засвечивает светодиоды от нижнего к верхнему и по кругу. После окончания заряда они гаснут. 
При нажатии на кнопку, индикатор зажигает светодиоды и через несколько секунд они гаснут. При этом количество зажженных светодиодов показывает текущий заряд АКБ.
Справа это штатный индикатор заряда TP4056. При зарядке горит красный светодиод. После окончания загорается синий светодиод.

Вот так выглядит работа Осциллографа от внутреннего источника питания.