TWS Earbuds uchun zaryadlovchi Pogo pinini qanday loyihalash mumkin?
TWS Wireless Bluetooth eshitish vositasi so'nggi yillarda erkaklar, ayollar va bolalar tomonidan yoqadigan aqlli taqiladigan mahsulotlardan biridir. U kichik va nafis, zaryadlash oson va turli shakllarga ega. Uni zaryadlash bo'limiga joylashtirish orqali zaryadlash mumkin. TWS Bluetooth eshitish vositasini zaryadlash bo'linmasidagi asosiy komponentlardan biri pogopin pogo pinidir. TWS minigarnituralari pogo pinining ayol uchi va zaryadlash bo'linmasidagi erkak uchi o'rtasidagi aloqa orqali zaryadlanishi mumkin. Bozordagi brendlarning 80 foizi pogo pinidan foydalanishni tanlaydi.
TWS eshitish vositasi zaryadlash qutisi kam quvvatli simsiz zaryadlash uchun ideal stsenariydir. Simsiz zaryadlashni qo'llab-quvvatlaydigan TWS simsiz Bluetooth eshitish vositasi zaryadlash qutisiga o'rnatilgan simsiz zaryadlovchi qabul qiluvchi modulga ega bo'lib, u simsiz zaryadlashni amalga oshiradigan, simsiz zaryadlovchi mobil telefon kabi zaryadlash uchun simsiz zaryadlovchiga joylashtirilishi mumkin. Bluetooth va simsiz zaryadlashning "haqiqiy simsiz" funksiyasi foydalanuvchi tajribasini yaxshilaydi va TWS haqiqiy simsiz Bluetooth eshitish vositasining yakuniy shakli hisoblanadi.
Endi TWS minigarnituralari quloqchin boshining dizaynida uzun tutqichli va koxlear tipdagi loviya nihollari shaklidagi yarim quloqli turlarga bo'linadi. Eshitish vositalarining shakli nisbatan cheklangan, shuning uchun zaryadlash va zaryadlash dizayni yutuq nuqtasiga aylandi. Rasm to'g'ri Zaryadlash bo'limi ikki rangli qarshi kalıplama jarayoni, qorong'u va shaffof ko'rinish va ichki tekstura dizayni yordamida va quvvat displeyi bilan yuqori sifatli, yuqori texnologiyali tuyg'uni yaratib, biroz yangilik yaratdi!
TWS minigarnituralarining ettita dizayn muammosini qanday engish mumkin?
Quvvat yo'qotilishini minimallashtirishdan kutish vaqtini uzaytirishgacha bo'lgan TWS minigarnituralari dizaynidagi eng qiyin muammolarni hal qilishga yordam beradigan ba'zi maslahatlar.
2016-yilda Apple AirPods chiqarilgandan beri haqiqiy simsiz stereo (TWS) bozori har yili 50 foizdan ko‘proqqa o‘sdi. Ushbu mashhur simsiz minigarnituralarni ishlab chiqaruvchilar o'z mahsulotlarini farqlash uchun tezda qo'shimcha funktsiyalarni (shovqinni bekor qilish, uyqu va salomatlik monitoringi) qo'shmoqda, ammo bu xususiyatlarning barchasini qo'shish dizayn muhandisligi nuqtai nazaridan qiyin bo'lishi mumkin. Ushbu maqolada men ushbu qiyinchiliklarni ko'rib chiqaman.
1- muammo: samarali zaryadlash orqali quvvat yo'qotilishini minimallashtiring
Simsiz minigarnituralar bilan bog'liq asosiy qiyinchilik batareya bo'linmasidagi quloqchinlar to'liq zaryadlanganda umumiy o'ynatish muddatini uzaytirishdir. Bunday holda, umumiy o'yin vaqti uzoqroq bo'lsa, korpus butun umr davomida naushniklarni zaryadlashi mumkin bo'lgan tsikllar sonini anglatadi. Maqsad, zaryadlash qutisidan quloqchinlargacha bo'lgan quvvat sarfini minimallashtirish bilan birga samarali zaryadlashni ta'minlashdir.
Zaryadlash qutisi quloqchinlarni zaryad qilish uchun kirish sifatida batareyadan kuchlanish chiqaradi. Odatiy yechim - bu 5V kuchlanishli qattiq chiqishga ega kuchaytiruvchi konvertor, bu oddiy yechim, lekin zaryadlash samaradorligini optimallashtirmaydi. Eshitish vositasi batareyalari juda kichik bo'lgani uchun dizaynerlar ko'pincha chiziqli zaryadlovchilardan foydalanadilar. Ruxsat etilgan 5V kirishdan foydalanganda, zaryadlash samaradorligi juda past - taxminan ({3}} ko'rshapalaklar ichida V) / 5 dyuym - va batareyada katta kuchlanish pasayishiga olib keladi. O'rtacha 3,6V Li-Ion batareya kuchlanishini (yarim zaryadsizlangan) ulang va 5V kirish faqat 72 foiz samarali.
Aksincha, zaryadlash qutisida sozlanishi mumkin bo'lgan quvvatni oshirish yoki ko'taruvchi konvertordan foydalanish quloqchinlarning odatdagi kuchlanish diapazonidan bir oz yuqoriroq kuchlanish hosil qiladi. Buning uchun zaryadlash qutisidan quloqchinlargacha bo'lgan aloqa talab qilinadi, bu esa zaryadlash qutisining chiqish kuchlanishini kuchlanish oshishi bilan quloqchin batareyasiga dinamik ravishda moslashtirish imkonini beradi. Bu yo'qotishlarni kamaytiradi, zaryadlash samaradorligini oshiradi va issiqlikni sezilarli darajada kamaytiradi.
Qiyinchilik 2: Funktsionallikni o'chirmasdan, umumiy yechimni pasaytiring
Ikkinchi qiyinchilik - kichik batareya dizaynining umumiy muammosi - kichik o'lchamli va katta funktsiyaga ega batareyani qanday loyihalash. Bu erda oddiy yechim ko'proq integratsiyalangan komponentlarga ega qurilmani tanlashdir. Masalan:
Asosiy tizim blokini quvvatlantirish uchun qo'shimcha quvvat relslarini birlashtirgan va simsiz minigarnituralar uchun yaxshi tanlov bo'lgan yuqori samarali chiziqli zaryadlovchi.
Protsessorlar va simsiz aloqa modullari kabi quvvatga muhtoj, past kuchlanishli modullar uchun almashtirish relslari samaradorlik uchun eng yaxshi tanlovdir.
Ko'p quvvat talab qilmaydigan, lekin past shovqinni talab qiladigan sensor bloklari uchun past tushirish regulyatoridan foydalanishni o'ylab ko'ring.
Agar simsiz minigarniturangiz qon kislorodi va yurak urish tezligini o'lchash uchun analog old sensorlarni birlashtirsa, sizga kuchaytiruvchi konvertor ham kerak bo'lishi mumkin.
Form faktorini kichikroq qilish uchun zaryadlovchiga qo'shimcha quvvat relslarini ulang. Biroq, har doim kichikroq o'lchamlar uchun ko'proq integratsiya qilish va moslashuvchanlik uchun ko'proq diskret integral mikrosxemalar (IC) dan foydalanish o'rtasida kelishuv mavjud.
3- muammo: kutish vaqtini uzaytiring
Kutish vaqti juda muhim, chunki iste'molchilar naushniklar zaryadlash qutisidan tashqarida uzoq vaqt harakatsizlikdan keyin ham musiqa ijro etishini kutishadi. Quloqliklarda yuqori energiya zichligidagi lityum-ion batareyalardan foydalanishni o'ylab ko'ring, ular odatda 4,35 volt va 4,4 volt kabi yuqori kuchlanishga ega bo'lib, ko'proq energiya saqlash mumkin. To'liq zaryad kutish vaqtini ham oshiradi. Kichik tugatish oqimi va yuqori aniqlikka ega batareya zaryadlovchi qurilmasi kutish vaqtini uzaytirishga yordam beradi. Tugatish oqimi spetsifikatsiyasida katta o'zgarishlar bo'lsa, siz yuqori tugatish oqimiga ega bo'lishingiz mumkin, bu esa muddatidan oldin tugatilishiga va batareyaning kamligiga olib kelishi mumkin.
41 mA / soat batareya 1 mA / soat bilan 4 mA / soat quvvatda tugatildi. Agar nominal 1mA tugatish oqimi juda katta farq qilsa va aslida 4mA da tugasa, 2mAh batareya quvvati ishlatilmaydi. Pastroq tugatish oqimi va yuqori aniqlik samarali batareya quvvatini oshiradi.
Past sokin oqim (IQ) turli ish rejimlarida kutish vaqtini uzaytirish uchun ham muhimdir. Quvvat yo'li va nolga yaqin kema rejimi oqimiga ega bo'lgan IC zaryadlovchi qurilmasi mahsulot iste'molchiga yetguncha batareyaning zaryadsizlanishini oldini oladi va darhol foydalanishga imkon beradi. Quvvat yo'li, mos ravishda, tizim va batareya yo'llarini boshqarish uchun batareya va tizim o'rtasida metall-oksid-yarim o'tkazgichli dala effektli tranzistorlarni joylashtirishni talab qiladi.
Eshitish vositasi musiqa ijro etayotganda yoki ishlamay qolganda, tizimning joriy iste'moli imkon qadar kichik bo'lishi kerak. Kam quvvatli zaryadlovchini topib, men tizimning I ni ham minimallashtiraman. Misol uchun, batareya zaryadlovchi qurilmalari batareya haroratini o'lchash uchun ko'pincha salbiy harorat koeffitsienti (NTC) rezistor tarmog'ini talab qiladi.
Bozordagi ba'zi echimlar batareya rejimida ishlayotganda NTC oqimini o'chira olmaydi. Ular yoki juda ko'p oqadi (NTC tarmog'i 20 kŌ bo'lsa, oqish 200 µ dan oshishi mumkin) yoki qo'shimcha kiritish-chiqarish talab qiladi va uni kalit bilan o'chiring.
4- muammo: Xavfsizlik dizayni
Batareya to'plami ishlab chiqaruvchilari ko'pincha batareyalarni turli haroratlarda zaryad qilish bo'yicha ko'rsatmalarga ega va batareyalar foydalanish paytida ushbu xavfsiz ish joylarida qolishi kerak. Ba'zilar issiq va sovuq harorat chegarasidan tashqarida zaryadlash to'xtaydigan standart profilni talab qiladi. Masalan, boshqa kompaniyalar Yaponiya elektronika va axborot texnologiyalari assotsiatsiyasidan aniq ma'lumot talab qilishi mumkin. Ushbu harorat rejimlariga rioya qilish uchun kerakli o'rnatilgan yoki ba'zi I ikkiC dasturlash qobiliyatiga ega profilni qidiring. BQ21061 va BQ25155 harorat oynasini va ma'lum bir harorat oralig'ida bajarilishi kerak bo'lgan harakatlarni o'rnatish uchun registrlarga ega.
Batareyaning past kuchlanishini blokirovka qilish (UVLO) batareyaning haddan tashqari zaryadsizlanishini va shuning uchun stressni oldini oladigan yana bir xavfsizlik xususiyatidir. Batareya kuchlanishi ma'lum bir chegaradan pastga tushganda, UVLO zaryadsizlanish yo'lini kesadi. Misol uchun, 4,2V da zaryadlangan Li-Ion batareyasi uchun umumiy kesish chegarasi 2,8V dan 3V gacha.
5- muammo: tizim ishonchliligini ta'minlash
Tizimning past ishonchliligi foydalanuvchi adapterga ulanganda ba'zi mikroprotsessorlarning tiqilib qolishiga olib keldi. Bu kamdan-kam hollarda bo'lsa-da, mikroprotsessor qayta ishga tushishi va normal holatga qaytishi uchun tizim quvvatini tiklashni talab qiladi. Ba'zi batareya zaryadlovchi qurilmalari qurilmani qayta o'rnatishni yoki quvvat aylanishini (agar bo'lmasa) amalga oshiradigan apparatni qayta o'rnatish kuzatuvchisi taymerini birlashtiradi (agar bo'lmasa) adapter foydalanuvchi tomonidan ulanganidan keyin bir vaqtlar ikkita C tranzaksiyasi aniqlanadi. Tizim qayta o'rnatilgandan so'ng, quvvat yo'li uzilib, batareya va tizimga qayta ulanadi.
Uskunani qayta o'rnatish kuzatuv taymeriga o'xshab, an'anaviy dasturiy ta'minotni kuzatuvchi taymer ham ikkiC ichida hech qanday tranzaksiyasiz vaqtdan keyin zaryadlovchi registrini standart qiymatiga qaytarish orqali tizim ishonchliligini yaxshilashga yordam beradi. Ushbu qayta o'rnatish mikroprotsessor noto'g'ri holatda bo'lsa, batareyani noto'g'ri zaryad qilishdan saqlaydi.
Qiyinchilik 6: Eng yaxshi operatsion hududlarni kuzatib boring
Oltinchi vazifa tizim parametrlarini kuzatishdan iborat bo‘lib, unga o‘rnatilgan yuqori aniqlikdagi analog-raqamli konvertor (ADC) yordamida samarali erishish mumkin. Batareya kuchlanishini o'lchash yaxshi parametrdir, chunki u batareyaning zaryad holatini qulay, taxminiy bo'lsa-da, tasvirlashni ta'minlaydi. Simsiz eshitish vositasi talab qiladigan zaryad holati ±5 foizdan yuqori bo'lsa, qoida tariqasida.
Yuqori aniqlikdagi o'rnatilgan ADC, shuningdek, zaryadlash va zaryadsizlanish vaqtida batareya va plata haroratini kuzatish va choralar ko'rish imkonini beradi. Zaryadlash moslamasi kuzatishi mumkin bo'lgan boshqa parametrlarga kirish voltaji / oqim, zaryadlash kuchlanishi / oqim va tizim kuchlanishi kiradi. O'rnatilgan taqqoslash moslamasi, shuningdek, ma'lum parametrlarni kuzatish va hostga uzilishlarni yuborish uchun qulay yordam beradi. Agar parametr normal diapazonda bo'lsa va taqqoslagich ishga tushmasa, xost doimiy ravishda qiziqish parametrini o'qishi shart emas. BQ25155 tizim parametrlarini kuzatish uchun yaxshi namunadir, chunki u ADC va komparatorga ega.
Qiyinchilik 7: Simsiz ulanishni soddalashtiring
Ba'zi simsiz minigarnituralarda naushniklar zaryadlash qutisida va qopqog'i ochiq bo'lsa, naushniklarning zaryadlash holatini va smartfondagi zaryadlash qutisini ko'rsatadigan funksiya mavjud. Buni qo‘llab-quvvatlash uchun quloqchinlar batareya quvvati tugagan bo‘lsa ham, korpusga ulangan zahoti zaryad holati haqida xabar berishi kerak. Zaryadlash holati haqida xabar berish uchun asosiy chip uyg'oq bo'lishi kerak, shuning uchun bu holda tashqi quvvat manbai quloqchinlarni quvvatlantirishi kerak. Quvvat yo'li bo'lgan zaryadlovchi qurilma batareyani pastroq kuchlanishda zaryad qilganda tizimga VBU dan yuqori kuchlanish olish imkonini beradi.
Simsiz eshitish vositasi zaryadlovchining bir nechta funksiyalarini (masalan, kema rejimi, tizim quvvatini tiklash, batareya UVLO, aniq terminal oqimi va zaryad holati haqida hisobot) quvvat yo'li qobiliyatisiz amalga oshirib bo'lmaydi, buning uchun batareya va tizim A MOSFET o'rnatilishi kerak. o'rtasida tizim va batareya yo'llarini alohida boshqarish uchun. 5-rasmda quvvat manbai bo'lgan va usiz zaryadlovchi qurilmasi ko'rsatilgan.
Kommutatsiya va chiziqli zaryadlovchilarni batareya hajmi va zaryadlash tezligiga qarab zaryadlash qutisi dizaynida ko'rish mumkin. Kommutatsiya zaryadlovchi qurilmalari samaraliroq va kamroq issiqlik hosil qiladi, bu 700mA va undan yuqori yuqori oqimlar uchun muhimdir. Kommutatsiya zaryadlovchi qurilmalari odatda batareya kuchlanishini oshiradigan va quloqchinlarni zaryad qilish uchun kirish kuchlanishini ta'minlaydigan o'rnatilgan kuchaytirish yoki kuzatish funksiyasi bilan birga keladi. Chiziqli zaryadlovchi qurilmalar ham past oqim darajasidagi akkumulyator qutilari uchun yaxshi tanlovdir, chunki ular arzon narxlardagi va past IQni taklif qiladi.
Zaryadlanuvchi eshitish asboblari dizayndagi o'xshash muammolarni keltirib chiqaradi. Ular odatda quloqchinlardan kichikroq bo'lib, ular ko'rinmas va shuning uchun kichikroq maydonda ko'proq quvvat integratsiyasini talab qiladi. Ular, shuningdek, yuqori ovoz ravshanligi uchun past shovqinli quvvat relslarini, shu jumladan o'zgaruvchan kondansatör topologiyasini talab qiladi.