27/11/16

Módulo carregador USB "uCharge"

Este é um módulo que permite alimentar dispositivos USB, possibilitando ao mesmo tempo a comunicação com um PC. O módulo pode fornecer até 1,75A, o que corresponde a mais do triplo da corrente normalmente fornecida por um porto USB 2.0. Para além do mais, pode funcionar sem estar ligado a um computador, neste caso como um simples carregador USB. Tais características tornam o uCharge muito útil na alimentação de dispositivos que requeiram uma corrente superior a 500mA.

Parâmetros de funcionamento:
– V d. mín. = 6,63V
– V d. máx. = 17,27V
– I L máx. = 1,75A


Características eléctricas:
– I d. (V d. = 7V, I L = 0A) = 16,64mA
– I d. (V d. = 16V, I L = 0A) = 6,85mA
– P (V d. = 7V, I L = 0A) = 116,5mW
– P (V d. = 16V, I L = 0A) = 109,6mW


Módulo carregador USB "uCharge".

O componente central do circuito é o TPS62143 (IC1), um conversor DC-DC da Texas Instruments capaz de fornecer até 2A de corrente. Essencialmente, é este conversor que vai fornecer uma tensão regulada de 5V ao dispositivo a ser alimentado. À saída do mesmo, um filtro constituído por L1 e C5 converte a corrente pulsada em corrente contínua. Neste aspecto, é importante salientar que a ondulação após o filtro nunca é superior a 20mVpp, e isto em regime de carga máxima. O conversor DC-DC pode ficar habilitado apenas enquanto for detectada a tensão Vbus proveniente do porto anfitrião, ou então de modo permanente, conforme a posição do shunt em JP1.

Foram implementadas numerosas medidas de protecção contra sobre-tensões, inversões de polaridade, excesso de corrente e descargas electrostáticas. Um circuito crowbar com SCR, constituído pelo tirístor Q1 e por D3, C1 e R1, protege contra sobre-tensões. Esta protecção é complementada por D1, que é um díodo Zener adequado para transientes, e portanto cuja acção é muito mais rápida. A protecção contra inversões de polaridade é garantida por D2, também em conjunção com D1. O fusível em F1 actua em caso de sobre-corrente na alimentação, servindo de complemento às protecções anteriores.

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 S3A;
D3 – Díodo Zener BZX84-B16;
D4/5 – Díodo Schottky BAT54;
D6 – LED Kingbright APT2012EC (ou KPT-2012EC);
F1 – Fusível PPTC 2920L150;
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).


O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.6.0) e Gerber. Como de costume, recomendo que a encomenda da placa seja feita através do OSH Park, dado que o layout foi desenhado em concordância com as especificações deste serviço. Se porventura desejar utilizar 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 idênticos. Convêm reforçar que este último critério é determinante para uma impedância correcta do par diferencial de USB.

Relativamente à montagem, esta requer algum equipamento especializado. A soldadura dos componentes SMD deve ser feita por refusão com ar quente. Por outro lado, os componentes through-hole podem ser soldados empregando um ferro de soldar. Após a soldadura e de modo a finalizar, deverá colar os pés de borracha na parte inferior da placa. Recomendo pés do tipo SJ5076, da 3M.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://www.box.com/s/gbmk...rws2
Diagrama do circuito (Eagle 7.6.0 sch): http://www.box.com/s/n5wz...xo9o
Layout da placa (pdf): http://www.box.com/s/ryg0...msxu
Layout da placa (Eagle 7.6.0 brd): http://www.box.com/s/w43g...i2alj
Ficheiros Gerber: http://www.box.com/s/4z7j...kq55
Notas do projecto: http://www.box.com/s/47bt...xqcu
Pasta contendo todos os ficheiros: http://www.box.com/s/02zn...0w2j
Projecto no OSH Park: http://www.oshpark.com/shared_projects/0ATgQXZD

13/11/16

Programa de demonstração para a placa de desenvolvimento "Prop II"

Este programa é muito semelhante ao que já fora apresentado no post de 24 de Julho, porém mais optimizado. Criado com o mesmo propósito, utiliza os oito núcleos de processamento do micro-controlador P8X32A para o cálculo de números primos. Para tal, o utilizador introduz os valores limite, e o programa irá determinar todos os números primos entre esses valores. Por ser intensivo em termos de processamento, este programa atesta bem as capacidades do P8X32A.

Para utilizar o programa, é necessário carregá-lo com o SimpleIDE. Caso não o tenha feito anteriormente, deve transferir primeiro o ficheiro "prop-ii.cfg" para a pasta "propeller-load" da sua instalação. Tal passo permite utilizar o perfil de hardware adequado à placa Prop II. Deverá também transferir o ficheiro do projecto e o respectivo código C para a pasta dos projectos do SimpleIDE. Por último, tendo a placa ligada ao computador, abra o projecto com o nome "Prop_II_primos.side" e escolha a opção "Run with Terminal" (tecla F8).

Programa de demonstração a correr no terminal do SimpleIDE.

Todavia, é importante frisar que o terminal do SimpleIDE é algo lento, o que pode levar a paragens aparentes na execução com a consequente omissão de linhas de resultados. Em alternativa, pode utilizar a opção "Load EEPROM & Run" (tecla F11) para guardar o programa na EEPROM. Depois basta utilizar outra aplicação de comunicação série, como o PuTTY por exemplo, para executar o programa. Desta forma não é necessário recorrer ao terminal do SimpleIDE.

Programa a correr no PuTTY. O SimpleIDE é visível em segundo plano.

Links importantes:
Projecto SimpleIDE: http://www.box.com/s/3sc7...qcu4
Programa em C: http://www.box.com/s/445z...6ai9
Perfil de hardware: http://www.box.com/s/j49y...chhm
Pasta contendo todos os ficheiros: http://www.box.com/s/p1so...18n1