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2020.09.29 シガーライターIC s090c

YouTubeでポイントを説明しています。画像をクリックすると再生できます。

DAISOのUSBライターは、発熱板により、タバコに火を付ける装置です。
画像処理 第1回トイカメラ では、トイカメラの老朽化したリチウムポリマー電池の代わりに、このUSBライター内蔵のリチウムイオン電池を外部電源として使用しました。


トイカメラのポリマー電池を交換し、USBライターは役目を終えたのですが、そのまま処分するのは惜しいので、 今回はリチウム電池充電用として再活用します。
USBライターの核となるのは、シガーライターIC s090cです。

■シガーライターIC s090c s090d usb


DAISOのUSBライターには、s090cが使われていましたが、ネットで入手可能なのは、s090dになってます。仕様は同じようです。

【仕様】中国語を自動翻訳して加筆しているので間違いがあるかもしれません
・静止電流が小さい(<5uA)。 静止電流は、デバイスがオフの状態でバッテリがシステムに接続されている場合に流れる電流です。
・短絡保護機能(SCP,Short-Circuit Protection)を内蔵
・低電圧誤動作防止機能(UVLO,Under Voltage Lock Out)を内蔵
・過熱保護機能(OTP,Over Temperature Protection)を内蔵
・過電流保護機能(OCP,Over Current Protection)を内蔵
・タバコに火をつけるとき、点火スイッチ(KEY)を10秒以上押すと、電流が遮断されます。
・LED作業指示機能
・電圧充電(4.5-6V)
・充電電圧検出誤差(1%以内)
・充電中にタバコを点火することもできます
・電池電圧が2.7V未満の場合はトリクル充電、2.7V以上4.2V未満の場合は大電流充電、4.2Vに近い場合は定電圧充電を行います。

まずは、USBライター基板から、シガーライターICのハンダを除去して取り外し、DIP化します。


■回路
基本的な回路は以下の通りです。

1AT 発熱板端子:3.7V/最大3A/10秒間
2VDDリチウムイオン電池充電端子
2.7<=Vdd<=4.1:4.2V/250mA
Vdd<2.7:3.3V/40mA
3LED発熱指示灯:10mA
4NC
5GND
6CHGUSB電源端子
7KEY発熱スイッチ
8NC


今回は、発熱板に接続する1番のAT端子は使用しません。
2番のVDDにはリチウムポリマー電池3.7V/300mAhを繋いでいます。


3番のLED端子には100Ωの抵抗を介して、LEDを光らせます。
7番のKEY端子に接続したプッシュスイッチを押すと、本来は1番のAT端子に3A程の電流が流れ、発熱板を加熱し、加熱中はLEDが光ります。 スイッチを押し続けていると、10秒後に自動的に回路が遮断され、LEDが消灯します。

実際に、USBから給電して、リチウムポリマー電池を充電してみます。
6番のCHG端子にUSB 5V入力端子を接続します。この際に、2番のVDD端子とポリマー電池の間に電流計測モジュールを挟み込んで、電圧と電流を計測してみます。
電圧と電流計測に関しては、電流計測モジュール INA219 を参照してください。

充電中はLEDが点灯します。


充電開始前にテスターでリチウムポリマー電池の電圧を測ると3.89Vありました。 USB給電を開始すると、電池には4.09Vの電圧が掛かり、電流は227.9mAでした。


リチウムポリマー電池に掛かる電圧は徐々に上昇していき、逆に電流は減少していきます。


電圧が4.2Vに達したところで、LEDが数回点滅し消灯し、充電が完了しました。
その直後には、リチウムポリマー電池から逆に回路に微弱電流が流れ、電流測定値がマイナスになっています。
リチウムポリマー電池を外して、テスターで電圧を計測したところ、電池の電圧は4.06Vに達していました。


USB電源ケーブルを外して、発熱スイッチを押してみると、LEDを光らせるための消費電流により、電池から流れでる電流が増加していることがわかります。 発熱板を加熱するためにAT端子が接続されている場合には、さらに大電流が流れるます。


最後に箱庭回路化して完成です。

■参考文献
s090c
 Raspberry Pi(ラズベリー パイ)は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータ。イギリスのラズベリーパイ財団によって開発されている。
2019.12.13 モバイルバッテリーによる瞬間停電対策
2020.01.01 1280x800 HDMI MONITOR
2020.01.12 micro:bitをコマンドラインで使う
2020.02.04 サーマルプリンタを使う
2020.03.27 M5Stackキーボードを利用する
2020.04.10 電卓を制御して数字を表示する
2020.05.06 箱庭回路 蓄電&昇圧回路
2020.06.29 液晶キャラクターディスプレイLCD1602A
2020.08.03 Seeeduino XIAO
2020.08.09 LGT8F328P - Arduino clone
2020.09.18 電流計測モジュール INA219
2020.09.04 箱庭回路 センサーライト
2020.09.29 シガーライターIC s090c
2020.10.13 自動給水装置 LM393+NE555
2020.12.05 FM放送受信 TEA5767
2021.01.30 DVD Player LED
2021.02.16 癒しの電子回路
2021.03.06 疑似コンソール
2021.04.13 GPIO拡張
2021.08.08 電子ペーパー
2021.09.04 AVRマイコン・ATTiny85


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