Красивые точные часы из старого смартфона



Речь в статье пойдёт о том, как старый ненужный мобильник переделать в отличные настенные часы с крупными цифрами, всегда точным временем и резервным питанием.

Я расскажу о некоторых выясненных особенностях сихронизации времени в ОС Андроид, а также о разных электрических хитростях в системе питания смартфона. Опишу пример схемы на несложных аналоговых компонентах, которая осуществляет автоматическое резервное питание. И конечно речь будет о программной части андроид – как и с помощью чего можно самому сделать из смартфона красивые часы на любой вкус.

(традиционный disclaimer – любые упомянутые бренды, трейдмарки и т.п. не являются рекламой, надеюсь это понятно.)

Вторую жизнь старому смартфону


У меня давно лежал без дела старенький Philips Xenium W732. Полностью работающий, с целым экраном. Я решил дать ему вторую жизнь – превратить в настенные часы. Мои старые домашние часы, ещё советские, с мерцающими маленькими цифрами было очень плохо видно уже с пары метров. К тому же они жутко отставали, их то и дело приходилось подводить, а при любом пропадании электричества в доме вообще обнулялись и требовали нудной процедуры тыкания в кнопки и установки времени заново. Всё это мне давно надоело, и я решил сделать из старого мобильника хорошие «умные» часы, лишённые всех этих недостатков.

Что мне было нужно


  1. Большие чёткие цифры любого желаемого цвета, шрифта и яркости.
  2. Максимальная точность и стабильность хода без какого-либо моего вмешательства извне.
  3. Энергонезависимость, т.е. часы должны продолжать работать при временных перебоях с электричеством.
  4. Полностью автономная работа, в смысле – без использования каких-либо оплачиваемых сетей данных, сим-карт, операторов и т.п.
  5. Максимальное соответствие принципу «сделал, включил и забыл». То есть устройство никогда не должно требовать ни обслуживания, ни ещё какого-то интерактива.

Обеспечиваем Android точным временем


Первым делом нужно было получить в смартфоне постоянно точное мировое время. Понятие «точное» для меня вполне укладывается в 1...2 секунды отклонения от мирового.

Понятно, что собственный системный таймер мобильника не даст такой стабильности хода, от него это и не требуется. Поэтому гарантированное соответствие мировому времени можно получить только регулярной внешней синхронизацией.

В самом простом случае в андроиде её можно настроить по методу «по сети». При этом не потребуется даже сотовая сеть с неизбежными сим-картами и оплатами тарифов. Достаточно раздать на смартфон домашний вайфай, а роутер настроить на синхронизацию времени от провайдера интернета или ntp-сервера.

Однако есть и второй метод синхронизации – по спутникам GPS, который лично я считаю лучше.

Из плюсов – синхронизироваться можно в любой точке планеты, где видно небо. Абсолютная точность времени, так как GPS сам на этом основан. Отсутствие дополнительных лишних радиоканалов и излучений.

Из недостатков GPS – устройство должно видеть хотя бы немного открытого неба. В произвольном месте в глубине комнаты скорее всего ничего не поймается, особенно если в устройстве старый и нечувствительный чип. А так как мои часы располагались именно вдали от окна, мне понадобилась выносная GPS-антенна…

Простейшая внешняя антенна для приёма GPS


В интернете на эту тему всё оказалось довольно туго. Я сразу понял, что изготовить такую антенну сам я не смогу – настолько везде предлагались вычурные, громоздкие конструкции с какими-то сложными запутанными расчётами. Пытался найти покупную – тоже всё не нравилось. Какие-то все большие, несуразные, требующие внешнего питания, с кучей ненужного функционала и при этом неадекватно дорогие.

Решение нашлось случайно – я как-то увидел описание антенны типа «полуволновой диполь». В простейшем исполнении это просто прямой кусок провода с длиной, равной половине длины волны требуемого сигнала. Такая «сложность» конструкции меня вполне устраивала, поэтому я просто взял первый попавшийся коаксиал с произвольным волновым сопротивлением и аккуратно припаял его к смартфону на соответствующие контакты патч-антенны GPS.

Фото контактов GPS-антенны на плате W732

К этим контактам припаивается оплётка и центральная жила коаксиала

Другой конец кабеля я просто освободил от экранной оплётки, чтобы осталась центральная жила длиной 95мм – это половина длины волны на частоте L1 стандартного сигнала GPS (1575,42МГц).

Простейшая GPS-антенна. Полуволновой диполь

Эту антенну нужно расположить как можно ближе к окну.
Я приклеил её к стеклу скотчем.

Телефон унёс подальше от окна, а зачищенный на 95мм конец провода наоборот поднёс к окну, чтобы ему было побольше видно неба.

И что же – филипс вскоре наловил свои честные 5...7 спутников и зафиксился! Антенна работает!

А я ещё волновался по поводу якобы необходимого в таких случаях согласования волновых сопротивлений кабеля, антенны и приёмника, которым мне запудрили мозги в интернете на антенных форумах. Позже я выяснил, что такое согласование сопротивлений нужно для того, чтобы просто получить максимальную эффективность линии передачи (отсутствие концевых отражений и чрезмерного затухания). А если линия всего 2...3 метра, как у меня, и задача стоит просто доставить хоть какую-то часть сигнала до приёмника, то об этом согласовании можно вообще не задумываться – всё будет работать с любым коаксиалом.

Особенности процесса GPS-синхронизации


Получив работающий GPS, я конечно сразу выставил в настройках андроида метод синхронизации времени «по спутникам GPS» и оставил телефон в таком состоянии на проверку. Каково было моё удивление, когда несколько часов спустя время на телефоне ощутимо «разъехалось» с контрольными часами на компьютере (там windows синхронизирован по ntp). Стал выяснять причину… Оказалось, что андроид, настроенный на синхронизацию времени по GPS, фактически производит эту синхронизацию лишь один единственный раз – в момент фикса координат.
А потом, даже несмотря на то, что смартфон продолжает непрерывно отслеживать спутники, его системное время всё равно определяется только внутренним генератором, то есть никакой синхронизации и не ведётся вовсе! По крайней мере в моём филипсе на андроиде 4.0.3 всё происходит именно так.

Для меня это стало неприятным сюрпризом. Не буду же я то и дело вручную дёргать GPS, чтобы обновить точное время…

Решение было найдено программное. Я использую для навигации программу Locus от Asamm software, в которой можно настроить не постоянное поддержание GPS в активном состоянии, а периодические одноразовые фиксы координат через заданные промежутки времени, то есть именно то, что мне и требовалось. Я выставил интервал 15 минут, и проблема благополучно исчезла – время в мобильнике с этих пор всегда чётко совпадает с мировым! За 15 минут системный таймер любого нормального смартфона не накопит ошибку времени больше 1...2 секунды, что вполне меня устраивает. При желании можно фикситься по-горячему хоть каждые десять секунд.

Организация питания стационарного смартфона


После того, как точное время было обеспечено, настала очередь сделать грамотное питание для моих часов.

Как я уже упоминал, мне требовалось, чтобы часы не отключались и не обнулялись при кратковременных пропаданиях электричества в доме, которые хоть и редко, но случаются.

Первое, самое топорное решение здесь – тупо воткнуть смартфон в розетку и так и оставить. Ведь при этом отлично решается вопрос с перебоями электричества – мобильник просто перейдёт на аккумулятор, который у него всегда будет полностью заряжен и готов к использованию. Сказано – сделано. Подключил… Прошла неделя, вторая – я уже начал было радоваться… А на третью, в один прекрасный день раздался хлопок, и аккумулятор радостно вылетел из телефона на середину комнаты, раздутый внутренним давлением до состояния шара.

Штатный аккумулятор филипса

Это его нормальное состояние. Плоский и твёрдый…

Как вы понимаете, мне ещё крупно повезло, что швы корпуса батарейки выдержали и не вскрылись, иначе не миновать бы мне литиевого пожара, дыма, вони и испорченного линолеума.

Вывод один – просто так использовать смартфон месяцами и годами на постоянной зарядке нельзя. Телефон на такой сценарий не затачивался. Его основная задача – грамотно зарядить аккумулятор до максимума, не позволив превыситься вольтажу и температуре. А потом всё же предполагается разряд. Если же аппарат никогда не отключать от розетки, контроллер обычно начинает поддерживать пилообразный график заряженности – сначала доводка до 100%, потом отключение тока и ожидание разряда где-то процентов до 90. И заново подзаправка до 100%. И это ещё более-менее заботливый подход. А многие старые телефоны просто могут тупо всегда держать максимальное напряжение на батарее.

Известно, что чем выше напряжение на литий-ионной ячейке, тем быстрее идёт её старение и деградация. Некоторые смартфоны вообще заливают свои аккумуляторы даже выше 4,2В, чтобы максимально увеличить время автономной работы. А результат один – постоянно находясь под максимальным напряжением, батарея значительно быстрее деградирует. Если она к тому же ещё и старая, то тут недалеко до постепенного развития микроскопических внутренних замыканий, теплового разгона и взрыва, как это случилось у меня.

После казуса со взорвавшимся аккумулятором я задумался – как мне одновременно и иметь резервное питание и не допустить постоянного нахождения батареи под полным напряжением?

Перебрал много разных сценариев, в итоге остановился на следующем.

В обычном режиме телефон будет всегда питаться от розетки, то есть 5В через разъём USB.

Резервный аккумулятор с помощью несложной дополнительной схемы автоматически и единовременно заряжается до его нормального максимума 4,2В, после чего полностью отключается от заряда. Далее аккумулятор просто спокойно разряжается саморазрядом, будучи никуда не подключённым. При этом схема постоянно следит за его напряжением и вновь включает единовременный заряд до 4,2 только когда вольтаж ячейки опустится ниже определённого заданного минимума (я принял 3,6B). И так далее, всё на полном автомате. Реальное время между этими подзарядками составляет годы, в течение которых аккумулятор медленно саморазряжается, но тем не менее остаётся вполне способным в любой момент запитать нагрузку, пусть даже и не от полной своей ёмкости.

В случаях пропадания питания от розетки аккумулятор должен быть тут же автоматически подключён к смартфону (как в бесперебойниках), после чего система продолжит работать от него автономно до восстановления сетевого питания, либо до полного исчерпания заряда (и выключения).

При таком подходе литиевая ячейка эксплуатируется в более щадящем режиме, чем при постоянном поддержании на ней максимального напряжения. И уж точно не взорвётся!

Хитрости смартфонной электрики


Теперь о том, как всё это реализовать схемотехнически.

Дело тут осложняется тем, что в смартфоне оказалось не так всё просто организовано в системе питания.

Например, без аккумулятора телефон не включится даже при наличии 5В по USB.

Если вынуть аккумулятор во время работы от USB – тоже сразу всё гаснет. Хотя питание-то при этом явно идёт только от USB-разъёма!

Ещё поначалу была проблема с третьим контактом аккумулятора. Я не хотел быть привязанным к штатной филипсовской батарейке и решил выяснить – что будет, если оставить клемму третьего контакта вообще не подключённой? Оказалось, смартфон при этом не включится… Я даже начал опасаться, что по среднему контакту идёт какая-нибудь мудрёная цифровая шина, типа i2с, которая передаёт телефону не только разную техническую телеметрию, но и всякие заводские коды в стиле «свой-чужой». Это означало бы, что я навсегда привязан к родному аккумулятору филипса, потому что городить тут какие-то обманывающие цифровые интерфейсы я точно не намеревался (помню, подобный сюрприз был у меня при работе с аккумуляторами видеокамеры от всемирно известной и уважаемой японской фирмы).

Я посмотрел осциллографом что там происходит на третьем контакте. На моё счастье у Philips W732 всё оказалось очень просто! Туда выведено обычное постоянное напряжение от внутреннего датчика температуры аккумулятора. Вход третьего контакта в смартфоне высокоимпедансный.

Я собрал простой подстроечный делитель, и, подавая на средний контакт разные напряжения, снял несколько точек зависимости отображаемой андроидом температуры батареи от напряжения на третьем контакте.

График зависимости отображаемой температуры батареи от напряжения 3-го контакта


Выяснилось, что если на третьем будет менее 153мВ, начнутся полноэкранные предупреждения о перегреве батареи и через несколько секунд телефон штатно выключится. При напряжении выше 630мВ андроид начинает считать, что его аккумулятор замёрз до минусовой температуры, но будет продолжать работать (и даже молча!). Дальше мне экспериментировать уже не требовалось – я просто понял, что обмануть третий контакт здесь элементарно – просто подать туда любой потенциал между 155 и 600мВ.

В итоге у меня оформилось 2 критерия, без соблюдения которых смартфон вообще не заработает:

1. Обязательное наличие напряжения на плюсовой клемме аккумулятора (несмотря на то, что система питается от разъёма USB)

Причём это должна быть не какая-нибудь фейковая обманка потенциала, просто чтобы телефон думал, что в него вставлена батарейка. Требуется именно полноценный низкоимпедансный источник напряжения с током не менее рабочего тока смартфона.

2. Наличие постоянного напряжения на третьем контакте аккумуляторной колодки в диапазоне 155...600мВ. Здесь уже достаточно простого высокоимедансного потенциала-обманки.



Кстати, до сих пор не понимаю для чего в андроиде выставлено такое высокое значение порога выключения (3,4В), в то время как стандартная литиевая ячейка запросто может безопасно разряжаться до 3 и даже 2,8В! Единственное, что приходит на ум – это наличие в смартфонах внутренних потребителей на 3,3В, которым нужен запас по питанию для их buck-преобразователей. Но можно ведь и SEPIC поставить и использовать аккумулятор более полно! Или в современный век об этом уже никто не думает?


Дальше надо было придумать простую вспомогательную схему, которая бы за всем этим следила и автоматически управляла. Я сразу решил, что не стану применять никаких микроконтроллеров, хотя работать с ними умею. В данном случае нужно было просто немного подумать, хорошенько всё оптимизировать, и все функции реализовались на простых аналоговых компонентах. Всё работает и никогда не зависает.

Резервный аккумулятор часов требуется периодически от чего-то заряжать. Поначалу я решил делать это прямо от батарейного плюса смартфона, ведь я наивно полагал, что у него там честные и неизменные 4,2В. С помощью осциллографа я посмотрел что там творится в действительности. Оказалось, что никакими постоянными уровнями там и не пахнет!..

Во-первых, если на батарейный плюсовой вывод ничего не подключено, контроллер заряда всё равно не спит и периодически «щупает» его проверками.

Осциллограмма напряжения на плюсовой клемме аккумулятора

(реконструкция реальной осциллограммы)

Видите – примерно через каждые 45 миллисекунд телефон выдаёт лесенку из последовательных «прощупываний» – не появилось ли на контакте аккумулятора внешнее напряжение? А между этими проверками держится некий постоянный уровень 4,05В.

Если подключить аккумулятор, система распознаёт его и исправно начинает заливать туда ток. Но, опять же, не постоянно, а периодами по 10 секунд. Через каждые эти 10 секунд заряда смартфон на 2 секунды включает полноценный реверс тока, т.е. отбирает ток от аккумулятора, причём с приличной силой (точные числовые значения всех этих параметров я не измерял, мне был интересен принцип). Во время этого кратковременного отбора тока смартфон измеряет заряд аккумулятора под нагрузкой, получая таким образом честные цифры процентов и вольтажа. Было хорошо видно, как именно после этого реверса в андроиде обновляются значения всех параметров батареи.

Весь этот хитрый механизм заряда мне совершенно не подходил, и даже мешал, потому что я предполагал строить логику зарядных цепей, основываясь на непрерывном аналоговом контроле напряжения на измерительном шунте. И автоматически выключать заряд, когда падение на шунте снижалось бы до заданного минимума, свидетельствуя о достижении зарядным током окончательной стадии заряда. А тут этот реверс совершенно всё портил… Я сначала пытался как-то это обойти или обмануть, но в результате понял, что проще применить внешний источник эталонного зарядного напряжения. Это будет и надёжнее и прозрачнее для последующего понимания.

Я поставил внешний интегральный стабилизатор (обычный, линейный), с помощью которого получал из плохо стабилизированных 5...6В USB-зарядника точные и температурно-стабильные 4,2В. Ими я, во-первых, запитал смартфону плюсовую клемму аккумулятора, чтобы тот всегда думал, что у него 100% заряженная батарейка и никогда ничего по этому поводу не вещал на весь экран. А во-вторых, от этой шины работает система заряда резервного аккумулятора.

Попутно наткнулся на любопытное наблюдение. Оказывается, что если отключить питание по USB и подать на аккумуляторную клемму смартфона постоянное напряжение от стабилизированного источника, которое никогда не будет меняться, андроид всё равно будет упорно рисовать наклонный, спадающий график процента заряда! Видимо в программу контроля батареи андроида вшито какое-то уравнение расчёта этих процентов, которое учитывает не только фактическое напряжение ячейки, но и ток потребления аппарата. Я специально провёл эксперименты, включая и выключая подсветку экрана, как один из самых прожорливых потребителей тока. Вот какая статистика набралась за сутки:

Так андроид нарисовал график «разряда аккумулятора»




Видите, когда экран работал и ток от клеммы аккумулятора шёл ощутимый, андроид рисовал хороший наклон, примерно 5% спада за час. Потом я выключил подсветку и смартфон заснул, ток упал до каких-то малых дежурных значений, и график пошёл фактически горизонтально. Снова включил экран – и опять скат. Заметьте, напряжение на плюсовой клемме батареи всегда было строго постоянно. Значит андроид рассчитывал свой процент заряда только исходя из замеряемого тока.

Однако как только заряд доходит до 15% (здесь телефон выдаёт предупреждение о разряженной батарее), график перестаёт снижаться и дальше так и идёт горизонтально на 15%… Вот такая хитрость (или глюк).

Была и ещё одна особенность. Оказалось, что если подать одновременно питание по разъёму USB и стабилизированное внешнее питание на клемму аккумулятора, но меньшее, чем 4,2В, то смартфон сначала будет долго и честно показывать неполный процент заряда, а потом вдруг начнёт ругать, в стиле "У вас что-то с батареей! Заряд идёт слишком долго!". И конечно же всё это опять в полный экран и поверх моих часов!

Ну а если подать больше 4,2В, то уже где-то с 4,3В он начнёт ругаться про опасное превышение вольтажа батареи, это понятно. Поэтому «диапазон спокойствия» тут довольно узкий – всего 0,1В.

И вот только если ему обеспечить и питание 5В по USB, и полную эмуляцию точных 4,2В по клемме аккумулятора – вот только тогда андроид счастливо замолкает, считая, что он честно зарядил свою батарейку до максимума. И больше он уже, слава богу, ни на что никогда не жалуется!



Сразу успокою тех, кто, возможно, подумал, что я сделал очень плохо, нагрузив два несогласованных низкоимпедансных источника напряжения друг на друга (т.е. внешний 4,2В-стабилизатор и плюсовую клемму аккумулятора, которая сама по себе тоже «питает»). Дело в том, что мой внешний стабилизатор представляет собой обычный линейный LDO и по своей схемотехнике не умеет отводить ток. Только подводить. Поэтому никаких электрических конфликтов тут не возникает, как это может случиться, например, при параллельном соединении нескольких разных батареек.


Схема


Когда ТЗ наконец полностью определилось, можно было приступать к разработке конкретной схемы. Несмотря на кажущуюся простоту задачи, повозился я с ней знатно! Пришлось понавыдумывать и потом забраковать больше десятка разных вариантов, от неприлично простых, до громоздких. Вот что получилось в итоге:

Схема управления питанием


Несмотря на кажущуюся избыточность, схема несложная. Благодаря SMD, платка размером 35х22 мм легко умещается внутри отсека вынутого штатного аккумулятора. В качестве резервного аккумулятора я применил обычный литий-ион 18650, смонтированный на подставке часов.

Схема обеспечивает следующие функции:

  1. Основное постоянное питание 5В от розетки через разъём USB.
  2. Автоматический перевод смартфона на резервный аккумулятор при пропадании питания от USB.
  3. Подвод стабильных 4,2В в аккумуляторную клемму смартфона (чтобы андроид всегда был спокоен).
  4. Эмуляцию напряжения для третьего аккумуляторного контакта (при любом режиме питания).
  5. Автоматический старт заряда резервного аккумулятора при понижении его вольтажа ниже заданного уровня.
  6. Заряд резервного аккумулятора по упрощённому, но безопасному закону.
  7. Автоматическое прекращение заряда по достижению заданной величины зарядного тока.
  8. Резервный аккумулятор не держится всегда под максимальным напряжением.

Теперь вкратце, как схема работает.

Чтобы получить стабильные и температурно-независимые 4,2В, я применил замечательный интегральный LDO ADM7172 от Analog Devices. Он выдаёт мне нужный и идеально ровный вольтаж 4,22В вплоть до 2А нагрузки. Его я пускаю в смартфон на плюс батарейного разъёма (VBAT), а также использую для заряда резервного аккумулятора системы.

Цепь эмуляции напряжения для третьего контакта батареи (TEMP) сделана на простом диоде D2, запитанном мизерным фоновым током.

P-канальный мосфет Q4 подключает к смартфону резервный аккумулятор сразу, как только на основной питающей шине +5V USB пропадает напряжение. Светодиод LED2 здесь поставлен только с целью сдвига уровня для небольшого ускорения открывания Q4 в процессе просадки шины. Он инфракрасный и никуда не светит.

На остальных деталях сделана схема заряда. Резервный аккумулятор BT1 заряжается через мосфет Q3 и контрольно-ограничивающий резистор R9R10.

Здесь интересна работа ИОУ U2. Он тут так включён, что обеспечивает одновременно контроль и степени разряда и степени заряда. ОУ здесь работает в режиме компаратора, а положительная ОС для него получается сама собой за счёт процессов в управляемых им цепях.

Вот как это происходит: когда всё нормально – есть питание +5В USB и резервный аккумулятор заряжен до вольтажа, выше, чем выставлено точкой делителя R4R5R6 – тогда ОУ выдаёт на выходе потенциал 4,2-вольтовой шины (от которой он питается), и зарядный мосфет Q3 закрыт. Когда аккумулятор по той или иной причине разрядится ниже этой точки (+3,63В на схеме), выход ОУ постепенно «отлипнет» от плюса и тем самым откроет зарядный мосфет Q3. В аккумулятор потечёт ток, напряжение на ячейке сразу же подрастёт хотя бы на несколько милливольт (за счёт ненулевого внутреннего сопротивления) и это послужит надёжной ПОС для ОУ. Здесь можно применить и настоящий компаратор с собственным гистерезисом, но в реальности переключение усилителя происходит надёжно и быстро, никаких дребезжащих дрейфов нет.

Заряд аккумулятора идёт через резистор R9R10 (он составной с целью увеличения мощности рассеяния). Во-первых, он ограничивает зарядный ток, что здесь совершенно необходимо, иначе даже 2-амперный зарядник банально не справится и просядет. Во-вторых, по падению напряжения на этом резисторе схема определяет момент, когда надо выключить заряд.

Происходит это так: как только включается заряд, то одновременно открывается вспомогательный мосфет Q2, который перестраивает контрольный делитель R4R5R6 для инвертирующего входа ОУ, и таким образом ОУ начинает отслеживать уже то напряжение, которое выделяется на зарядном резисторе. В самом начале заряда, когда аккумулятор полностью разряжен, на R9R10 падает около 0,5В, отчего ОУ оказывается надёжно разбалансированным в состоянии режима заряда. И только когда аккумулятор постепенно полностью зарядится, ток через контрольный резистор ослабеет до определённого значения (примерно 20мА), тогда и потенциалы входов ОУ выравниваются, после чего он тем же внешним механизмом ПОС перебрасывается в противоположное состояние (плюс на выходе), выключая мосфеты Q2 и Q3 и прекращая заряд.

Что касается получаемого такой схемой профиля заряда литий-ионного аккумулятора, то резистор R9R10 здесь автоматически реализует простую зарядную функцию с максимальным начальным током, автоматическим постепенным его снижением и приближением к нулю.

График зарядной функции


Производители аккумуляторов в свою очередь рекомендуют следующий общеизвестный профиль заряда с участками стабилизации то тока, то напряжения:

Типовой рекомендуемый профиль заряда для Li-ion


В моём случае ни напряжение, ни ток на ячейке никогда специально не стабилизируются, однако вольтаж на ней гарантированно никогда не превысит безопасных пределов. Поэтому такой упрощённый способ заряда я считаю вполне работоспособным и действенным. На практике он работает прекрасно, и при этом требует лишь одного резистора.

Мосфет Q1 применён для того, чтобы при работе только от резервного аккумулятора не тратить напрасно его ток на запитку всей остальной схемы. При пропадании питания от розетки, Q1 закрывается и отсекает всю неиспользуемую часть схемы от общего провода. Благодаря этому собственное потребление всей конструкции падает до ничтожных 3...5 микроампер, и это автоматически предотвращает глубокий разряд аккумулятора в случае, если вообще забыть об обесточенной системе надолго.

Диод Шоттки D1 на входе в стабилизатор U1 выполняет двойную функцию – блокировку обратного тока через U1 (внутри ADM7172 такой блокировки нет) и разгрузку маленькой микросхемки стабилизатора от чрезмерной рассеиваемой мощности. В самом начале заряда аккумулятора зарядный ток достигает 1А, и если весь 1 вольт перепада напряжения от шины +5В USB возложить на крошечную ADM7172 размером 3х3 мм, она будет уж очень горячая, даже несмотря на термопэд, припаянный к плате. Поэтому часть входного напряжения удачно гасится на блокировочном диоде D1, и в итоге обе эти детали разогреваются более равномерно и не так сильно.

Об использованных компонентах


В качестве входного стабилизатора я применил отличный LDO с действительно низким минимальным проходным падением, хотя в данном месте напряжение на нём никогда не опустится менее 0,4В. Просто ADM7172 мне очень нравится по многим его характеристикам. А так тут можно поставить практически любую микросхему линейного стабилизатора, главное, чтобы она выдавала надёжные вольты, не плавающие от температуры, и хотя бы 1,5А тока.

От мосфетов мне здесь были нужны минимальные сопротивления канала в открытом состоянии (RdsON). Особенно это касается разрядного P-канального ключа Q4. Туда я поставил великолепный тошибовский образец TPH1R712MD – лучшее, что нашлось по сопротивлению канала в маленьком плоском корпусе. В открытом состоянии у него реальные 1,3мОм, что при рабочем токе смартфона в 200...300мА даёт транзитные потери ценного аккумуляторного напряжения на уровне ничтожных 0,4мВ!

Низкое RdsON также желательно иметь для Q1, чтобы поточнее привязываться к потенциалу общего провода. У мосфетов FDMC8010 от Fairchild с этим тоже всё хорошо. Есть и более низкоомные экземпляры, но в данной конструкции мне были важны ещё и маленькие размеры деталей.

Остальные мосфеты могут быть любыми, желательно только, чтобы у них было поменьше пороговое напряжение открывания.

В качестве компаратора U2 я использовал микромощный ИОУ MCP6V11 от Microchip, который мне приглянулся прекрасной экономичностью – всего 7 микроампер в фоне. Правда, по сравнению с обычными ИОУ он конечно медленный как черепаха (GBW 80кГц и скорость нарастания всего 0,03В/мкс). Но всё равно прекрасно здесь работает. Я, кстати, пробовал ставить сюда и настоящий компаратор со встроенным гистерезисом. Нашёл отличный образец MCP6541, который потребляет в фоне всего 600 наноампер (!), а при срабатывании умеет дёргать выход с силой до 30мА… Но, поставив его напрямую вместо MCP6V11 (их распиновка совпадает), я внезапно получил несрабатывание схемы. Оказалось, что MCP6541 переключается настолько быстро, что скоростной фронт его импульса легко проникает через межэлектродную ёмкость затвора Q2 в цепь контрольного делителя R4R5R6 и попадает на свой же инвертирующий вход. Получается такая динамическая обратная связь, и компаратор не переключается, а начинает генерировать.
Проблема устранится простым добавлением высокоомного резистора между выходом компаратора и затвором Q2, но у меня уже была готовая плата, на которой даже для одного дополнительного маленького SMD-резистора совершенно не было места, поэтому я просто оставил здесь MCP6V11.

Светодиод LED1 нужен только для индикации, когда в аккумулятор льётся заряд. По-хорошему это должно происходить раз в несколько лет… Можно применить абсолютно любой, любого цвета, а можно его вообще не ставить.

Резисторы и конденсаторы самые обычные SMD, к ним никаких требований, кроме маленького размера. Конденсаторы я применил танталовые, lowESR, в корпусах 7343H, но сгодятся любые, лишь бы влезли вместе с платой в отсек аккумулятора (у филипса W732 он размером 55х60х8 мм).

В процессе заряда аккумулятора вся плата первые пару часов прилично греется, градусов до 60. Так как места в отсеке ещё хватало, я намеренно увеличил площадь платы и пошире разнёс на ней греющиеся детали, чтобы они зря не перегревали друг друга и остальных своих соседей.

Плата управления питанием в отсеке аккумулятора


Делал вручную, фоторезистом. ФР-метод позволяет легко получить «техпроцесс» 0,15мм, но у меня почему-то весь текстолит такого дурного качества, что тонкие дороги норовят отвалиться при лужении… Если кто-нибудь знает где можно с гарантией купить хороший качественный текстолит – пишите в комментах!

Итак, смартфон наконец нормально запитан, и работает «как часы» во всех смыслах! Стабильно включается как с питанием от розетки, так и от аккумулятора, работает молча. При подключённом заряднике всегда показывает 100% заряд. Если вынуть из розетки – продолжает спокойно работать от резервного аккумулятора, и вскоре начинает отображать реальное напряжение на нём. При восстановлении сетевого питания опять же молча и спокойно показывает 100% заряд. Всё как надо!

В принципе, через подобную схему можно запитать любой мобильник, у которого по третьему контакту аккумулятора передаётся простое постоянное напряжение.

Цифровые часы для Android


На этом с железом дело было завершено. Настала пора программной начинки. А именно – нужно было получить на экране смартфона большие цифровые часы.

Вот что мне требовалось:

  1. Максимально крупные цифры! Не люблю щуриться и разглядывать мелкоту издалека.
  2. Возможность поставить любой шрифт любого цвета. От этого тоже зависит удобочитаемость.
  3. Эксклюзивность отображения часов на экране – ничего, кроме цифр времени там быть не должно. Никаких прогнозов погоды, предупреждений, сообщений, строк состояния и прочей ерунды – никогда не должно появляться.
  4. Ясное дело, что экран смартфона никогда больше не должен был гаснуть сам по себе.
  5. Грамотно работающая функция автояркости экрана.
  6. Максимальная надёжность работы (я всё таки живу по этим часам). Зависы, фризы – всё это исключено.

Начал я с того, что зарутовал телефон и безжалостно выкорчевал оттуда весь мусор, до которого сумел дотянуться. Всякие гаппсы, блотвара и всё-всё, что не требуется для нормальной загрузки, полетело в корзину. В том числе куча системных приложений, разные утилиты работы с сим-картами, звонилки, эсэмэсеры, браузеры, календари, обои и прочая ерунда. Пару раз даже переборщил – телефон зациклил ошибками. Но я всё восстановил и опять зачистил.

Потом долго искал в интернете нормальную программу полноэкранных цифровых часов для андроид. Несмотря на целую гору подобных программ, практически ни одна мне не подходила! Все разработчики поголовно стараются напихать в свои изделия кучу ненужного – начиная от какого-нибудь весёленького фона (неотключаемого), и заканчивая прогнозами погоды, новостями, календарями и прочим подобным мусором. Про доставшую уже всех всплывающую рекламу я вообще молчу… Мне от часов нужно было только время!

А ещё всеобщая особенность часовых программ и виджетов – совершенно неэкономное использование площади экрана. Циферки везде маленькие, а отступы от краёв экрана огромные. У моего филипса и так-то экран не самый большой – всего 4,3".

Короче, нашёл практически единственную подходящую программу – Big Digital Clock 1.1.1.

Скриншот Big Digital Clock


У неё самые большие цифры. И всё равно им ещё далеко до полного использования площади матрицы. Из достоинств программы – возможность убрать с экрана всё, кроме времени, возможность выбрать любой цвет, 24-часовой формат, немигающее разделительное двоеточие, любая ориентация экрана и автоматическое поддержание негаснущей подсветки. Из недостатков – намертво вшитый шрифт, имитирующий типовой семисегментник.

Поставил её и начал повседневное использование. Сначала всё было хорошо – цифры вроде крупные, видны нормально, а после моих старых часов – вообще небо и земля! Но вот, где-то через месяц непрерывной работы я внезапно заметил, что время на них застыло и не меняется! Что за ерунда!? Решил проверить – это разовый глюк или «особенность» программы.

Перезапустил часы, и уже через пару недель фриз повторился. Показания времени просто перестают обновляться. Вместо этого программа произвольно отвисает каждые 7...10 минут, обновляет показания часов и снова впадает в ступор. Понятно, что такая «надёжность» меня не устраивала.

Автоматизаторы Android и их «фишки»


Так как это была практически единственная подходящая программа, мне пришлось начать придумывать к ней костыли. Решил, что нужно поставить какой-нибудь автоматизатор андроида, чтобы он периодически перезапускал глючную программу часов ещё до того, как она успела бы зависнуть. Поставил Tasker. Возился, разбирался – но что-то не понравился он мне… Поменял его на Automagic. Кто не в курсе – этот автоматизатор применяет построение сценариев на основе визуальных блок-схем. И вот эта его особенность мне очень даже приглянулась!

Представление сценариев автоматизации в виде блок-схем Automagic


Функцию периодического перезапуска моей глючной программы часов я реализовал практически сразу. А потом ещё поставил Automagic на свой основной рабочий смартфон и на неделю завис в интереснейших экспериментах с ним. В итоге понаделал себе в телефоне множество полезностей для повседневной жизни.

Но главное оказалось не в этом. Я набрёл в свойствах Automagic на такую фишку, как Custom Widgets. И тут оказалось, что с её помощью можно нарисовать и «оживить» практически любой самодельный виджет, на который только хватит фантазии и функционала программы! Тут я и смекнул, что могу нарисовать себе такие часы, какие только душе угодно! Да ещё в справке по программе как раз описывался пример создания виджета часов.

Через пару дней всё было готово в самом лучшем виде! Благодаря ланчеру Nova, я имею возможность растягивать виджеты хоть до самых границ матрицы. Также я скрыл док-бар и статусную строку, освободив экран от всех элементов интерфейса. И вот что в итоге – по-настоящему огромные цифры, касающиеся самых границ дисплея… Наконец-то доволен!!!

Наконец-то цифры занимают ВСЮ ширину экрана!


Применение Automagic позволило удовлетворить все мои требования. Можно поставить любой .ttf или .otf-шрифт. Можно в любой пропорции поджимать и растягивать символы, чтобы идеально вписать их в экран. Наконец, можно иметь только то, что нужно! Я даже разделительное двоеточие в часах не стал рисовать – с простым пробелом всё прекрасно читается. В применении каких-либо внешних программ и костылей сразу отпала всякая необходимость.

Более того, теперь мне не требовался даже Locus, чтобы периодически фиксить GPS-координаты для синхронизации времени. Всё это прекрасно умеет любой автоматизатор. В сценарии управления можно реализовать практически всё, что нужно. К примеру, поддержание экрана в негаснущем состоянии.

Далее вообще пошли заморочки с разными полировками внешнего вида. А почему нет, если всё это можно легко реализовать?

Например, при выборе размера и фактора ширины шрифта нужно исходить из 4-символьного формата времени (ХХ: ХХ). Но в период времени с 0:00 до 9:59 цифр на экране только три, они занимают меньшую ширину, чем четыре, и тем самым используют матрицу не полностью. Мелочь, но некрасиво. С помощью Automagic дело легко решается парой дополнительных команд. Он имеет функцию, позволяющую менять почти любой параметр custom-виджета на лету. В данном случае это фактор ширины (сплюснутость) символов шрифта, которую я задал изменять по срабатыванию триггера вышеуказанных интервалов времени. Работает!

Три и четыре символа вписаны в один и тот же размер экрана

Фактор ширины шрифта меняется «на лету» при переходе от 9:59 к 10:00
и обратно от 23:59 к 0:00


Ещё у меня сначала были сомнения по поводу момента обновления показаний часов, происходящих каждую минуту. Я опасался, что Automagic будет обновлять виждет не синхронно со сменой минут системных часов смартфона, а произвольно, внося таким образом случайную погрешность в течение минуты. Стал проверять…

В Automagic для реализации времени в custom-виджете есть два различных способа. Можно в обычное текстовое поле виджета посылать числовые значения внешним action-событием. Для каждого такого события как раз есть специальная опция «At fixed time», означающая, что отсылать нужно именно синхронно с моментом изменения системного времени.

А второй способ проще – он не использует внешних скриптов и заключается во вписывании прямо в нужное текстовое поле виджета функции системного вызова типа

{getDate(),dateFormat,HH:mm}

Но здесь уже нет такой опции «At fixed time». Виджету просто ставится галочка «Automatically refresh» и задаётся «Refresh interval» ровно в одну минуту. И тут уже мои опасения как раз и заключались в том, что этот интервал самообновления виджета в одну минуту может отсчитываться произвольно относительно временнóй «сетки» смены минут системного времени. Я провёл пару экспериментов, но мне на радость оказалось, что всё в порядке. Виджет самообновляется чётко сразу же, как только сменяется показание минут системных часов!

Независимо от того, в какой момент времени виджет начал работу.

Автояркость экрана


Следующее, что хотелось сделать – хорошую чёткую автояркость экрана. Встроенная автояркость на моём старом филипсе работала ужасно. Дёрганая, неадекватная и с очень узким диапазоном. Здесь я не стал заморачиваться и поставил одну из множества программ автояркости. Сначала попробовал Lux, но мне не понравились какие-то не интуитивные настойки и запутанные профили. Поменял на Velis, и это оказалось то, что надо. Что мне особенно понравилось – Velis даёт возможность рисовать настоящую кривую зависимости яркости от показаний люксометра и в реальном времени показывает на этом графике как смартфон регулирует по нему яркость. Можно настроить любой о-очень плавный закон изменения яркости и конечно же любое её значение, вплоть до 1%, когда экран уже почти не видно. Очень удобно ночью, когда цифры должны еле-еле светиться.

Пока я обкатывал новые часы, заметил, что матрица смартфона даже с абсолютно чёрным фоном экрана всё равно прилично светится пробивающейся сквозь неё подсветкой. Особенно это заметно в полной темноте – прямоугольник экрана хорошо видно в виде серого фона, что-то типа glow-эффекта. Я решил исправить это внешним светофильтром. Цвет цифр часов я выбрал красный, т.к. красный цвет я чётче всего вижу издалека.

Первый светофильтр я изготовил вручную – напечатал на струйном принтере на прозрачной плёнке сплошную красную заливку и сложил два ещё сырых отпечатка чернилами друг к другу. Плёнки надёжно прилипли и получилось хорошее прозрачное «стёклышко» густого красного цвета. Кстати, сейчас такой лайфхак уже не прокатит, банально потому, что у меня на работе заменили абсолютно все струйные принтеры на модные лазерные МФУ. На бумаге они печатают прекрасно, но получить с их помощью прозрачную цветную заливку на плёнке невозможно – будет шумный матовый слой, сквозь который ничего не видно.

Но я тут как-то зашёл в Комус за карандашами, и случайно увидел вот такую штуку:

Фото


Это обычный офисный лоток для бумаг, но посмотрите из чего он сделан. То ли оргстекло, то ли прозрачный пластик, но именно такого цвета и светопропускания, какой мне нужен для фильтра. Купил, аккуратно вырезал из него пластинку по размеру экрана и приспособил. Красота!

С красным светофильтром


Заключительные штрихи


В принципе, на этом превращение старого ненужного мобильника в отличные красивые часы можно считать законченным.

Правда я ещё до кучи заморочился тем, что в редакторе шрифтов немного поменял .otf-шрифт, чтобы символы были такими, как мне хотелось, вплоть до малейших изгибов. Мелочь, но приятно! Также пришлось сделать шрифт моноширинным, чтобы при смене символов строка не съезжала и не залезала за границы дисплея. Использовал один из опенсорсных шрифтовых редакторов, Glyphr Studio.

Ну и в конце концов осталось только закрепить всю конструкцию на полке в углу комнаты. Здесь большой простор для творчества. Я просто согнул Г-образную полоску алюминия и аккуратно прикрутил к ней заднюю крышку смартфона винтиками. Другой конец привинтил к полке. Можно вращать, устанавливая любой угол обзора. И немного сгибать-разгибать алюминий, регулируя угол по вертикали. На деле я вообще как установил всё, так больше и не трогаю.

Резервный аккумулятор приспособил в месте изгиба крепёжной полосы. Здесь я обошёлся без изысканного дизайна, там сзади ничего не видно. Также не стал заморачваться с какими-либо клеммными контейнерами для аккумулятора, а просто осторожно припаялся прямо к металлическому корпусу 18650 в тех местах, которые не примыкают к внутреннему содержимому аккумулятора, чтобы не перегреть его паяльником.

Все соединения сделаны обычными проводками, пущенными через насверленные дырочки в задней крышке смартфона. А внутри я точечно подпаялся прямо к деталям и дорожкам платы смартфона.

Всего от конструкции идут два внешних провода: питание 5В от сетевого зарядника и кабель GPS-антенны, идущий к окну и приклеенный там на стекло скотчем.

Часы уже почти год радуют меня большими красивыми цифрами, точным ходом и бесперебойной надёжной работой.

А ещё ради прикола я нарисовал второй виджет часов – для вертикального расположения смартфона.

Горизонтальные и вертикальные часы в одинаковом масштабе


Его я стал изобретать по той причине, что цифры при таком нетрадиционном расположении можно сделать ещё крупнее, то есть полезное использование площади экрана получается максимально возможным. К тому же в этом случае исчезает необходимость изменять фактор ширины символов каждый раз при переходе от формата времени X:XX к XX:XX и обратно, так как всё всегда влезает автоматически.

Правда почти все, кому я показывал такие нестандартные вертикальные часы говорили «фууу, горизонтальные лучше!». Ну, это дело на любителя, лично мне нравятся и те и другие.

На этом всё. Всех, кто читал, благодарю за внимание!
Поделиться публикацией

Комментарии 128

    +1
    А как будильник не используется? Столько работы, чтобы сделать просто часы…
      +2
      Все-все повседневные функции есть в обычном рабочем смартфоне. Эти часы для того, чтобы в доме всегда было точное время, которое любой может увидеть, просто кинув взгляд на стену.
        +7
        Очень понравилась статья — глубокий, всесторонний и ответственный подход к решению задачи.
        Навеяло такую мысль: а что еще можно сделать на базе старого смартфона? Для увлеченных радиосвязью или радиомониторингом, можно собрать бюджетный приемник и по совместительству спектроанализатор, если подключить dvb донгл и внешнее питание. Или анализатор звукового спектра, генератор сигналов аудио диапазона — если вывести наружу провода от микрофона и динамика, готовый софт для них есть. Также можно применить в качестве даталоггера для радиолюбительских измерений, только не знаю есть ли соответствующий софт.
        Может кто знает еще какие-то применения…
          +1
          Или анализатор звукового спектра, генератор сигналов аудио диапазона — если вывести наружу провода от микрофона и динамика, готовый софт для них есть.

          КМК — и так всё готово. Через штатный 4-х выводный jack (да сгинут во тьме мракетолухи с USB-аудио) есть и микрофон (моно) и стерео выход. ПО по вкусу, например — Audacity.
            0

            Audacity есть под Android?..

              0
              Может и нет… у меня и самого Андроида нет…
            +1
            Не совсем из смартфона, но у меня долгое время старый планшет, оставшийся от моего сына, с треснутым экраном, работал принт-сервером. Планшет был на AllWinner A10 ($100 стоил с али!), всяких Orange Pi тогда еще не развелось столько много. У него видимо с контроллером заряда было все хорошо — никаких внешних зарядных систем городить не пришлось. Просто родную зарядку в розетку, в слот карточку с debian под armhf архитектуру, в OTG порт — переходник, в него USB хаб, туда принтер и кажется еще жесткий диск 2.5 ноутбучный был подключен. Такой себе домашний линукс-сервер с 512M озу и 10 часами автономной работы при отключении света в 2013 году у меня был. Несколько лет проработал, потом сбоить начал и выпадать в kernel panic. Сейчас такое конечно проще делать на Rasp/Orange/BananaPi или на роутере каком-нибудь современном.
            0
            А скиньте фото как все это сейчас выглядит?

            В итоге понаделал себе в телефоне множество полезностей для повседневной жизни.
            Не хотите про это написать?
              +1
              фото на стене


              Не хотите про это написать?

              Полагаю, получится просто перечисление примеров применения Automagic. Такой информации наверняка много на тематических форумах. Ну, если это будет кому интересно, я мог бы написать.
          0
          А разве нельзя было поставить в батарею три Ni-Сd элемента? Они прекрасно живут при постоянном напряжении, которое составит примерно 1.43v.
            +1
            Проблем будет больше (три ячейки, балансировка, эффект памяти), а суть та же. Предпочитаю вообще с никелем не связываться, когда есть литий.
              +1
              У меня на стене висит старый АОН РУСЬ, очень удобен вместо часов. Показывает дату, день недели и время. Режим день-ночь + будильники. И вот там в качестве резервного питания стоит Ni-Cd элемент типа Крона, а это 6 ячеек Ni-Cd элементов последовательно. Вся схема — три диода и резистор. Никакой балансировки, никакого эффекта памяти (нет частых недоразрядов). Лет 12 уже стоит и работает.
                0
                Лет 12 уже стоит и работает.

                там «крона» только для поддержки памяти и часов, или без сети АОН продолжает работать?
                  0
                  Продолжает работать без сети, с неким ограничением на яркость индикации (LED едва светится). Держит минут 20-30… Пару раз за 12 лет этого не хватало.
                    0
                    с одной стороны 30 минут — это немного, с другой стороны, для никеля — вполне нормально.
                    мои Д-0,55 от прибора 1986 года рождения, показывают емкость на аймаксе примерно 0,35-0,43 Ач.
                    используются примерно в таком же режиме, на вольтметре настольном.
                0
                Никель кстати отлично самобалансируется при заряде током в 0.1С в течении 15 часов, без всяких балансиров.
              +7
              Классно когда люди могут так заморочиться!
              Минус — потребление больше, чем другие часы с GPS.
              В холостую андроид юзается по сути. Имею ввиду не рационально большие возможности процессора используются только для часов.
              Но автор молодец! Я с удовольствием почитал.
                +7
                Так ведь смысл всей работы и заключался в использовании того, что уже просто валяется в дальнем ящике стола…
                  +3
                  Вся статья целиком — какой-то дикий оверинжиниринг )))
                  У нас в комнате как раз не хватало часов. И тут валяющийся в дальнем углу стола неиспользуемый Qumo quest 530 пригодился. Благо и экран большой. А в качестве питания просто подключил его по USB к медиа плееру, на котором эти «часы» и расположил.
                  Фото
                    +2
                    Постоянное подключение к источнику питания чревато перезарядом и вздутием лития.
                    Автор упоминал этот нюанс.
                      0
                      Эх. Как всё не просто. Видимо, лучше поставить свои часы на ПЛИСе. Хотя, можно попробовать с ионистором, мне резервное питание не принципиально, главное, чтобы не было пожаров от взрывов аккумулятеров.
                +14
                Из пластиковых бутылок ничего не делаете? Поговаривают, что из них получаются хорошие тапки. :)
                  0
                  Тапки — хавно, а вот яхты как у Бармалеича )
                  +1
                  У меня в ящике стола 2 телефона с убитыми батареями и один навигатор без интернета.
                  Только с утра раздумывал выбросить или подарить кому.
                    0
                    применить в авто, как часть диагностического сканера (если у вас не Тесла, разумеется :) )
                      0
                      Это как? Расскажите
                        0
                        Любой преобразователь OBD (НЯЗ — диагностический протокол, живущий в авто на шине CAN или K-line) в USB или беспроводку. Например — ELM327 (https://www.elmelectronics.com/products/ics/obd/). И софт под ведроид — готовый или самописный.
                          0
                          Зависит от марки вашего авто.
                          Для Ниссана — home.exetel.com.au/nds/NDSIIIA/index.php
                          Для Рено — www.drive2.ru/l/9214434
                          Для Тойоты антикварной — jfbreton.blogspot.com/search/label/TOYOBD1

                      +1
                      Понятно, что собственный системный таймер мобильника не даст такой стабильности хода, от него это и не требуется.

                      Каково было моё удивление, когда несколько часов спустя время на телефоне ощутимо «разъехалось» с контрольными часами на компьютере (там windows синхронизирован по ntp).

                      Несколько странно, т.к. этот «системный таймер» должен представлять собой либо типовую ИМС «часов реального времени», либо battery-backed домен ЦП питаемые от отдельного мелкого аккумулятора (КМК, это он, такой круглый и блестящий, виден на фото с контактами антенны GPS). А при «комнатной» температуре — точность типовых кварцев на 32768 Гц довольно высока. При типичной начальной (calibration tolerance) точности частоты 20 ppm (20*10-6) — 1 секунда накопится за 13.89 часа.

                      Что касается получаемого такой схемой профиля заряда литий-ионного аккумулятора, то резистор R9R10 здесь автоматически реализует простую зарядную функцию с максимальным начальным током, автоматическим постепенным его снижением и приближением к нулю

                      У меня стартовый ток получился (4.2-3.6)/0.5 = 1.2А. КМК, это может быть излишне для схемы без контроля температуры аккумулятора. В полудюжине изученных мною документов по литиевым аккумуляторам разных производителей фигурировал номинальный зарядный ток C/4 (четверть от ёмкости). Я-бы сделал ток поменьше.
                      И напряжение, при котором начинается заряд, — побольше. Что-бы иметь больший срок автономной работы.

                      … и таким образом ОУ начинает отслеживать уже то напряжение, которое выделяется на зарядном резисторе.

                      Всё-таки — нет. И при начале и при окончании заряда — сравнивается напряжение на резервном аккумуляторе (минус падение на Q1) с двумя опорными напряжениями (R4-R6, Q2).

                      P.S. Хорошо-бы «хакнуть» штатный контроллер заряда. Но схему этого телефона на любимых ресурсах я не нашёл…
                        0
                        У меня стартовый ток получился (4.2-3.6)/0.5 = 1.2А.

                        Там начинают играть роль мелочи: на Q3 падает почти ровно 70mV, да ещё заряд начинается с 3,63V. Итого 4,2-0,07-3,63=0,5V, а не 0,6 :)

                        Я-бы сделал ток поменьше.

                        Зарядный ток 1А для 18650 на 3400mAh слабенький. Это меньше 1/3С. Я даже хотел увеличить, но прилично греются U1 и D1, так что не стал.

                        А вот приподнять напряжение, с которого начинается подзаряд – это вы совершенно правы. Запросто можно настроить где-нибудь 3,7...3,8V. Я тоже хотел так сделать, но оставил.

                        Всё-таки — нет.

                        Смотрите какой тут механизм: при включении заряда открывается Q2, он шунтирует R4 полностью, и компаратор начинает сравнивать напряжение на R5 с напряжением на цепи Q3R9R10 (отсчёт идёт от общей шины 4,2V). В конце заряда, когда ток уже маленький (20mA), на мосфете Q3 падает около 1,4mV, а на R9R10 примерно 10mV, так что мосфетом почти можно пренебречь. Поэтому R5 задаёт ток окончания заряда. На деле я конечно учитывал любые падения, даже маленькие, но статья получилась такая большая, что пришлось опускать несущественные мелочи.
                        Приятно, что люди их замечают!
                          0
                          отсчёт идёт от общей шины 4,2V

                          Ну вот, а я считал, по привычке, от минуса (сток Q1). Если брать критерием два заданных напряжения на аккумуляторе, а не напряжение начала заряда и ток его окончания — то так будет попроще.
                            0
                            Нет, это будет неправильно. Правильный критерий окончания заряда для лития – именно определённый зарядный ток (зависит от ёмкости).
                          0
                          P.S. Хорошо-бы «хакнуть» штатный контроллер заряда. Но схему этого телефона на любимых ресурсах я не нашёл…
                          Филлипс свои аппараты любит собирать на собственных компонентах, по схемам, бизким к типовым из appnotes.
                          +6
                          Можно было использовать полноэкранный браузер и простую html страничку с javascript. Тогда внешнему виду вообще можно будет придать любой вид, и только часами такая схема не ограничена.
                            +1
                            Интересная идея, почему-то даже не подумал об этом. Хотя раньше использовал пару сайтов как скринсейверы:

                            trends.google.com/trends/hottrends/visualize
                            tweetping.net
                              +7
                              Уже часы предлагают делать в браузере на JavaScript. о_О
                              Фронтендер и наркоман — синонимы.
                                +9
                                Ну как бы целый смартфон под часы само по себе несколько overkill, просто предложил решение исходя из имеющихся условий.
                              +3
                              Тоже делал часы из старого планшета, но особо не заморачивался.

                              Планшет Nexus 7 2012 с AOSP 7 и без GApps (вместо магазина приложений APKPure). Редко его использую (как читалку или для экспериментов, современный веб к сожалению не тянет), поэтому решил что пусть поработает часами, хоть какая-то польза.

                              Для часов тоже использую Big Digital Clock. Скриншот из статьи один в один как мой (тоже оставил только часы и сделал их бледно-красного цвета).

                              Для автоматизации использую бесплатный Automate. Утром (только по будням) запускается приложение часов, яркость ставится на минимум, потом включается экран. Перед включением небольшая задержка чтобы избежать мигания экрана. Через заданное планшет засыпает до следующего дня.

                              Скриншот блок-схемы (неподключенные блоки слева — это для тестирования)

                              В режиме часов планшет живет неделю. Ради экономии батареи включен режиме полета. К электросети не подключен чтобы в случае перепада напряжения не сгорел.

                              Проблем с Big Digital Clock не замечал, вероятно проблема в прошивке устройства ТС.

                              Для синхронизации часов просто время от времени подключаю планшет к WiFi. Рассинхронизация тоже гораздо меньше чем у ТС, максимум пару минут за месяц. Большая разница только если планшет разряжается полностью в ноль.
                                0
                                Огромное спасибо за работу, которую я и сам давно хотел выполнить. Причем меня тоже устраивает наличие только часов. Все остальное есть в любом планшете или мобильнике…
                                  +3
                                  Вчера один товарищ, сказал мне что программист обходится компании в среднем 4000/час. Как купить часы за 100000 рублей))?

                                  Наши предки бы приофигели от такого решения задачи. Миллионы строк кода, 28нм процесс, синхронизация по спутникам, чтобы сделать… Часы!
                                    +5
                                    Если ещё к этому приплюсовать стоимость и сложность всей инфраструктуры GPS/Глонасс…
                                      +3
                                      Миллионы строк кода уже были написаны и оплачены давно.
                                        +1
                                        Думаю речь про время, затраченное именно на этот девайс, а не на код андроида.
                                        0
                                        Миллионы строк кода, 28нм процесс, синхронизация по спутникам, чтобы сделать… Часы!

                                        Можно пойти иным путём — воткнуть в землю палку. Но есть недостаток один — в Питере плохо работают, а по ночам — вообще не показывают время.
                                          0
                                          На большинстве улиц показывают, но всю ночь одно и то же.
                                            +1
                                            Зная автора он сделает солнечные часы из старого терминатора, а с учетом того, что у терминатора два термоядерных реактора, то у него часы будут с минутной стрелкой)))
                                          +2

                                          Для того, чтобы с зарядкой справиться, не обязательно делать железное решение — можно ограничить зарядку сверху, и, в принципе, наверное, снизу: https://forum.xda-developers.com/android/apps-games/root-battery-charge-limit-t3557002

                                            +2
                                            Программно ограничить напряжение заряда – отличное решение, вы правы.
                                            Но так приятно бывает повозиться с железками, микросхемками ;)
                                              0
                                              получилось, без сомнению, круто! Просто хотел указать в комментариях ссылку на альтернативный подход
                                            +2
                                            О я тоже похожее делал, только на другой элементной базе и синхронизацией по wifi
                                            m.habr.com/ru/post/404075
                                            Фотка
                                              +2
                                              превыситься вольтажу и температуре
                                              вольтаж ячейки опустится
                                              цифры процентов и вольтажа
                                              превышение вольтажа
                                              понижении его вольтажа
                                              идеально ровный вольтаж
                                              заряжен до вольтажа
                                              Где Вы понахватались этой гадости?!!!
                                              Статья очень интересная, есть что почерпнуть для себя. Особенно насчёт работы с постоянно заряженным аккумулятором, как бы на ноуте такую фишку внедрить?
                                                +1
                                                Какой такой гадости?
                                                Вас смутило слово «вольтаж»? А что, обычный упрощённый термин…
                                                Писать каждый раз «на-пря-же-ни-е» можно, но когда слово начинает использоваться очень часто по тексту, хочется как-то разбавить синонимами. Главное-то смысл донести…
                                                +1
                                                Ну вы заморочились с питанием! Это конечно правильно — у меня так планшет сдох от постоянного включения в розетку — но сильно круто. Ограничить время подключения зарядки к сети можно простой розеткой-таймером (350р на рынке стройматериалов). Выставить ей время включения на 2-3 часа в день, и этого хватит для поддержания телефона в рабочем состоянии.
                                                  +2
                                                  Ну так в этом и был весь смысл — заморочиться и что-то поделать. А так проще было на али купить за те же 350р готовые часы.
                                                    0
                                                    Главный смысл был в том, чтобы совместить приятное (что-то придумать, сделать) и полезное – пустить в дело старый смарт + получить часы любого желаемого вида и всегда точные.
                                                      +2
                                                      Можно ссылку на часы с NTP или GPS за 350 рублей?
                                                      0
                                                      Такой подход не гарантирует бесперебойной работы часов. По закону подлости электричество в квартире отключат как раз в те самые 2-3 часа.
                                                        0
                                                        Да какая разница. График включения/выключения розетки можно подбирать под конкретные условия. Если сеть часто падает, можно включать розетку раз в 6 часов на 30 минут. Даже раз в час на 10 минут можно, но это уже экстрим.
                                                          0
                                                          В принципе можно, но у автора, как я понимаю, юзкейс другой — свет пропадает редко, но метко. Ваш вариант с частыми «интервалами» зарядки тоже неплох, но так же неинтересно :)
                                                        0
                                                        Жаль умные розетки дороговато стоят.
                                                        Идея использовать таковую чтобы такие часы-смартфон сами ее выключали и включали для собственной подзарядки выглядит очень заманчиво.
                                                          0
                                                          Можно поставить импульсное реле, а импульсы подавать другим реле на основании напряжения на аккумуляторе.
                                                        0
                                                        я из ipad 2 сделал часы просто установив программу.
                                                          +2
                                                          А я вообще НИЧЕГО не устанавливал. В моем стареньком китайском смарте уже есть часы…

                                                          Удивляет такое отношение к чужому труду. Прежде чем писать комментарий хоть прочитали бы первые строки…
                                                          +1
                                                          Гениально! Давно задумывался о таких часах. Пишите! У Вас получается…
                                                            –1
                                                            Но что Вам помешало просто запитать телефон (с вставленным аккумулятором) напряжением 3,5 вольта и не морочиться? На 3,5 вольта с аккумулятором никаких проблем явно не произойдет лет 10.
                                                              +2
                                                              Я же описал все тонкости, которые там присутствуют. Если сделать так, как вы предлагаете, андроид рано или поздно выдаст предупреждение о низком заряде аккумулятора (я знаю, что его можно отключить, да). Мне же хотелось получить устройство, которое всегда будет молчать – включил и всё сразу работает.
                                                              0
                                                              Неплохо. минимум заморочек и гаджет готов. А если вообще Андроид выпилить из системы? Оставить один загрузчик и из него рисовать часы?
                                                                +1
                                                                Да я только за! Вы так сможете? ;)
                                                                  +1
                                                                  А время корректировать как?
                                                                  +3
                                                                  Решение нашлось случайно – я как-то увидел описание антенны типа «полуволновой диполь». В простейшем исполнении это просто прямой кусок провода с длиной, равной половине длины волны требуемого сигнала.
                                                                  Строго говоря, у вас не диполь, а полуволновой штырь. Сдаётся мне, четвертьволновой штырь был бы эффективнее в таком варианте.
                                                                    +3

                                                                    Точно, вышел полуволновый штырь, с высоким вх. сопротивлением. Четвертьволновый штырь нуждается в противовесе, что усложнит конструкцию антенны. Диполь в данном случае проще.
                                                                    Для получения полуволнового диполя, надо отогнуть оплетку перпендикулярно кабелю в одну сторону, а центр. жилку — в другую. Получится полуволновый диполь с более оптимальными параметрами. Половина волны — это общая суммарная длина диполя, поэтому оплетка и ц. жила по 1/4 волны.

                                                                      +1
                                                                      Вот это здорово!
                                                                      Я в антеннах полный ноль, а вот чтобы просто и доступно кто-то объяснил на пальцах – это очень ценно.
                                                                      Спасибо вам!
                                                                        0
                                                                        Ну, согласен, отогнуть оплётку проще чаще всего.

                                                                        Но и штырь можно без противовеса сделать. Противовесы нужны, в первую очередь, для подгонки входного сопротивления и «эмуляции» (да простят меня суровые теоретики за такую формулировку) земли для антенны. Всего этого можно достичь, используя простейший четверть-волновой трансформатор:
                                                                        Четвертьволновой трансформатор на основе коаксиального кабеля
                                                                        image

                                                                        При этом, для симуляции «земли», по сути аналогичной той, что обозначена на иллюстрации выше как «Идеальный проводник» — можно плотно надеть на четвертьволновой отрезок маленькие ферритовые кольца, одно к одному. Это повысит сопротивление оплётки, блокируя затекание тока на внешнюю сторону оплётки, что, по сути близко к наличию проводящего экрана между антенной и фидером.

                                                                        Конечно это не проще чем «отогнуть оплётку», но такая конструкция банально механически надёжнее.
                                                                      0
                                                                      А экран не деградирует от постоянной работы?
                                                                        +2
                                                                        Нет, что вы. Это же не органические светодиоды. Простая IPS.
                                                                          +1

                                                                          Я как-то оставил на своём Samsung Note запущенную APRSDroid на несколько дней. В итоге, спустя некоторое время в любой программе был виден интерфейс трекера :(

                                                                        +2
                                                                        Месье знает толк в извращениях! Очень интересный и глубокий подход, несмотря на кажущуюся простоту задачи! Статья заставила меня вспомнить о смартфоне на постоянной зарядке, который применяю для вывода видео камер видеонаблюдения (iVMS) на ТВ с подключенным chromecast. Время есть и на стриме камер и на заставке chromecast (там еще и с погодой)!
                                                                          0
                                                                          Вот это здорово! Подскажите, а какой шрифт использовали?
                                                                            0
                                                                            Называется Titillium.otf, нашёл на одном из многочисленных сайтов свободных шрифтов. И немного поменял его для красоты.
                                                                            0
                                                                            А сколько эти часы потребляют от сети при дневном освещении?
                                                                              0
                                                                              Точно сейчас не помню. W732 довольно экономичный аппарат, он в своё время позиционировался как один из самых долгоирающих на андроиде.
                                                                              ЕМНИП, ток при средней силе подсветки экрана – порядка 250...300mA. Это значит около 1,5...2Вт от розетки.
                                                                              0

                                                                              Дааааа… Шикарная статья! Очень познавательная и крайне интересная. Всегда завидовал людям, которые не только знают и умеют, но ещё и обладают талантом делиться своими знаниями и умениями.
                                                                              Спасибо!

                                                                                0

                                                                                Вытащите пожалуйста картинки из спойлеров, с картинками веселее.

                                                                                  +2
                                                                                  Старые смартфоны — ценный кладезь для всевозможных самоделок. Почти бесплатно в нём огромные возможности и почти все мыслимые датчики. Его можно и как камеру удалённого видеонаблюдения использовать (всего лишь iVideon какой-нибудь установить), и теоретически даже как полётный контроллер для квадрика.
                                                                                  Жалко такое добро без дела оставлять.
                                                                                    +1
                                                                                    Идеальная DIY статья. Как есть гиковский подход.

                                                                                    Народ, у кого-нибудь работает долго (год или больше) смартфон или планшет на постоянной зарядке?
                                                                                    Валяется несколько смартфонов, то же думаю как-нибудь использовать, но не хочу заморачиваться с питанием, взрыв аккумулятора — это «так и должно быть» или частный случай?
                                                                                      0
                                                                                      ИМХО — может отличаться не только от модели к модели, но и от прошивки к прошивке. 100% результат — снятие графика зарядки с напряжением и током (в «режиме разработчика» может быть что-то полезное). Если при полностью заряженном (> 4.1 В) аккумуляторе нет постоянной подачи тока (скажем — прекращается через полсуток или ранее после достижения напряжения) — то должен жить и с постоянным подключением зарядки.
                                                                                        0
                                                                                        У меня планшет три года провисел всё время включенным в качестве часов с погодной станцией. А потом аккумулятор перестал заряжаться (планшет показывал уровень заряда 7%), и планшет начал гасить экран каждые 30 секунд.
                                                                                          0
                                                                                          наковырять старый 18650 от ноутбука или фонарика, и еще несколько лет прослужит.
                                                                                            0
                                                                                            Чего-то такого и ожидаешь.
                                                                                            Хотя, покопался в памяти, один литиевый АКБ в самсунговском телефоне распух в обычном режиме использования, в ноуте неродной аккумулятор начинает распухать, хотя пользуюсь очень редко, храню в заряженном на 50% состоянии в холодильнике.
                                                                                            Короче, поставить куда-нибудь удаленно камеру наблюдения на базе смартфона и тому подобное не получится, если она может стать причиной пожара, что не есть гуд.
                                                                                            0
                                                                                            Взрыв – это частный случай. Несмотря на то, что полно примеров долгой работы на постоянной зарядке, нередки и вздутия, потеря ёмкости и т.п. А мой взорвался потому что был уже старый.
                                                                                              0
                                                                                              Есть Explay с 512 Мб памяти, постоянно работает от USB в режиме модема и считает Boinc. Уже больше двух лет так работает, и вот какие результаты:

                                                                                              Родной аккум вздулся и потерял почти всю емкость, при отключении от провода тел сразу выключался. Потом от него была откушена банка, и к родному контроллеру с помощью удачи и подручных средств была прицеплена банка от нокиевского BL-5C. Сейчас эта банка тоже чуть раздулась, но работает нормально.
                                                                                              Год назад смартфон завис и перестал загружаться (вместо этого он намекал картинкой раскуроченного робота, что что-то не так). После полной перепрошивки все заработало, проблем пока нет.

                                                                                              А вообще я бы автору тоже посоветовал BOINC поставить в фоне. Пускай себе на благо человечества работает.
                                                                                              +3
                                                                                              Ужасный, дикий оверинжиниринг во всем — начиная от поиска способа синхронизации времени, и заканчивая системой зарядки. Непонимание(и нежелание) понимать принципы работы. Таков российский DIY на хабре, дилетантами для дилетантов.

                                                                                              1)Вместо нормальной программной синхронизации по сети создан замечательный костыль с антенной через всю комнату. Хотя все можно было решить скриптом.
                                                                                              Большой плюс GPS-синхронизации это возможность работать без интернета, и все равно получать и время и даже часовой пояс. Тут есть и интернет, и девайс никуда не перемещается. Зачем GPS?

                                                                                              2)Абсолютное, совершенное непонимание процессов работы с современными литиевыми аккумуляторами. Громкие заявления типа «использовать смартфон месяцами и годами на постоянной зарядке нельзя», основанные на единичном собственном опыте. Какие-то странные домыслы про «А многие старые телефоны просто могут тупо всегда держать максимальное напряжение на батарее».
                                                                                              И тут же, абсолютно детское удивление «Кстати, до сих пор не понимаю для чего в андроиде выставлено такое высокое значение порога выключения (3,4В), в то время как стандартная литиевая ячейка запросто может безопасно разряжаться до 3 и даже 2,8В!».
                                                                                              Т.е. автор прекрасно понимает, что чего-то не понимает, но даже не делает ни малейшей попытки разобраться с этим. Даже столь простой, как найти график разряда литий-ионного аккумулятора. Абсолютно серьезно, два запроса в гугле — и тут же избавление от одного заблуждения и одной непонятки. Но нет, не такой наш автор! Он мужественно городит свою схему для управления зарядом и питания телефона. И что самое забавное, не считает нужным придерживаться рекомендаций производителя по заряду лития(опять же, потому что не понимает, зачем нужна стабилизация напряжения и стабилизация тока, и какие у них граничные значения в конце заряда), чем обеспечивает себе в будущем с большой вероятностью еще один взорвавшийся аккумулятор.
                                                                                              Кратко и тезисно для автора:
                                                                                              1)Использовать телефон/планшет/ноутбук на постоянной зарядке можно. Именно стандартный профиль заряда лития гарантирует это. Это не гарантирует сохранения емкости аккумулятора, но на таких сроках и в таком режиме эксплуатации она и не нужна особо. Примеров — сколько угодно. В офисе одной большой российской компании суммарно используется больше сотни планшетов на постоянной зарядке уже года 3-4 точно. Угадайте, сколько там было взрывов?
                                                                                              2)Высокое напряжение для порога отключения выбрано потому, что после этого напряжения энергии остается мизер, а глубокий разряд расходует ресурс батареи.
                                                                                              3)Стабилизация напряжения во второй фазе заряда необходима не постоянно, а только до снижения зарядного тока до определенного предела. Капельный заряд возможен для NiMH, но опасен для лития.

                                                                                              3)Безумный, совершенно неоправданный онанизм на токи потребления компонентов. Для устройства, питающегося от сети. Блин, да для такого устройства режим питания от батареи нештатен(и нафиг не нужен, если честно), с фига ли там должны волновать токи утечек? Там подсветка экрана жрет гораздо, гораздо больше.

                                                                                              4)Фанатичное выковыривание из прошивки всего ненужного. Особенно забавно смотрится вместе с тягой автора к перфекционизму(поправил шрифт), и тотальному пофигизму относительно внешнего вида(сжал шрифт с боков, и так сойдет!)
                                                                                                +1
                                                                                                Используем на постоянной зарядке несколько десятков дешевых смартфонов в необслуживаемых устройствах. Результат неважный: аккумуляторы служат года 2, максимум 3, потом вздуваются. Пока были доступны смартфоны со сменными аккумуляторами, это можно было терпеть. С несменными — девайс становится одноразовым.
                                                                                                  0
                                                                                                  Несменных аккумуляторов в смартфонах нет.
                                                                                                  Всё упирается в целесообразность замены.
                                                                                                  кстати три призматических никеля вполне заменяют литий в девайсах с постоянным внешним питанием.
                                                                                                  +1
                                                                                                  В ресторанах и кафе сейчас очень популярны планшеты в качестве касс. Эти планшеты работают годами на подставке, т.е. с постоянным питанием практически 100% времени. Это если не миллионы, то сотни тысяч устройств по всему миру. Это обычные серийные «общечеловеческие» планшеты. Если бы они взрывались, их бы не использовали.
                                                                                                    +1
                                                                                                    Проясню несколько возникших здесь разногласий.
                                                                                                    Сначала про это:
                                                                                                    онанизм на токи потребления компонентов

                                                                                                    Это не онанизм, а привычка экономного проектирования. Все свои схемы я изначально считаю на минимально возможное потребление (при условии полного сохранения функционала). При этом для меня не важно от чего будет работать устройство – от маленькой батарейки или от персональной атомной электростанции. Я просто не вижу смысла тратить больше, чем реально требуется.
                                                                                                    Все токи в описанной схеме можно увеличить в десятки и сотни раз – как то особо лучше или хуже она от этого работать не станет. То же самое касается и применения микромощных компонентов – можно поставить любые, с самыми конскими токами потребления, но только в работе ничего не изменится. Смысл тогда? (Единственный смысл – когда специальные микромощные компоненты дороже стоят, а партия устройств нужна большая. Но у меня они просто уже были в наличии, вот и поставил).

                                                                                                    Теперь про это:
                                                                                                    Громкие заявления типа «использовать смартфон месяцами и годами на постоянной зарядке нельзя»
                                                                                                    Использовать телефон/планшет/ноутбук на постоянной зарядке можно

                                                                                                    В сети одинаково много примеров как «можно», так и «нельзя».
                                                                                                    Вывод «нельзя» я сделал, прежде всего, для себя, не делаю из этого никакого «громкого заявления» и никому его не навязываю. Просто лично мне и одного моего случая взрыва вполне хватило, чтобы никогда больше не оставлять литий на зарядке неделями. Долговременная безопасность мне важнее, поэтому хватает даже вероятности пожара. А она при этом сценарии не такая маленькая, как может показаться. И это уже не только мой единичный опыт.

                                                                                                    Высокое напряжение для порога отключения выбрано потому, что после этого напряжения энергии остается мизер, а глубокий разряд расходует ресурс батареи.

                                                                                                    Я в своё время хорошо изучил разрядные графики для разных типов литиевых ячеек и могу с уверенностью сказать, что в разрядном диапазоне от 3,4В до 3В в аккумуляторе типичной для смартфона ёмкости в районе 3000мАч остаётся далеко не «мизер» заряда. Типовому смартфону с потреблением в активном режиме на уровне 500мА этой ёмкости может хватить на час полноценной работы, а в режиме экономного использования – и того больше. И замечу ещё раз, что разряд до 3В не является критически низким для лития и не приводит к повреждению ячейки или сокращению срока её службы. Глубже 2,7В – несомненно, да. Но не при 3В. Это не я придумал – всё есть в сети.
                                                                                                    Ограничение в 3,4В поставлено из-за схемотехники. В телефоне присутствует несколько стабилизаторов на 3,3В, которым банально нужен запас по напряжению.
                                                                                                    Именно поэтому лично я считаю, что выставленный порог 3,4В ощутимо недоиспользует зарядный потенциал аккумулятора.

                                                                                                    И подробней хочу обсудить вот это:
                                                                                                    не понимает, зачем нужна стабилизация напряжения и стабилизация тока, и какие у них граничные значения в конце заряда

                                                                                                    Способов нормального заряда литий-ионного аккумулятора существует несколько, и классический рекомендуемый профиль не означает, что он единственно возможный и правильный. Это, опять же, не я придумал. На тематических ресурсах полно информации о различных схемах и профилях заряда. Безопасных, позволяющих так же полноценно заряжать и не приводящих к деградации ячейки.

                                                                                                    На деле при заряде литиевого аккумулятора необходимо обеспечить 2 критических условия:
                                                                                                    1) Не допустить перегрева ячейки от пропускания слишком большого зарядного тока.
                                                                                                    2) Не допустить повышения напряжения на ней выше 4,2...4,3В (зависит от химии электродов).

                                                                                                    Остальные параметры кривых зарядного профиля могут изменяться в широких пределах и будут в итоге влиять только на время и/или полноту заряда.

                                                                                                    Подробнее.
                                                                                                    На первом этапе классического профиля заряда, когда аккумулятор ещё сильно разряжен, ток заряда приходится искусственно ограничивать, так как иначе ячейка может пропустить через себя настолько сильный ток, что быстро перегреется со всеми вытекающими последствиями. Ключевым понятием тут является именно ограничивать, а не стабилизировать. Эти понятия отличаются тем, что ограничение – это только непревышение, а стабилизация – это в данном случае зафиксированное постоянство во времени. При этом ни на одном этапе заряда именно стабилизация тока как таковая не требуется. Другое дело, что она сама собой получается за счёт выставленного ограничения тока сверху. Но в пределах этого ограничения по нагреву ничто не мешает произвольно менять зарядный ток хоть на всём протяжении заряда. Ясное дело, что специально этим заниматься никто не будет, и поэтому и возникает ощущение, что ток стабилизирован. А на самом деле он только ограничен сверху. Поэтому профили заряда с не горизонтальными графиками зарядного тока работают с тем же успехом, что и классические. Разница лишь во времени, затрачиваемом на заряд. Смартфон в моём примере вообще делает реверсивный зарядный закон, и ничего…

                                                                                                    То же самое касается напряжения на втором этапе заряда. Необходимо обеспечить непревышение уровня 4,2В. При этом ничто не мешает при желании довести напряжение на ячейке до любого уровня менее 4,2В. Ёмкость она наберёт далеко не полную – да. Но чтобы ей это как-то навредило или снизило ресурс – нет.

                                                                                                    Стабилизация напряжения во второй фазе заряда необходима не постоянно, а только до снижения зарядного тока до определенного предела

                                                                                                    А вот тут неверно. Ограничение максимального напряжения ячейки (за счёт внешней стабилизации) обязательно до тех пор, пока в неё заливается хотя бы какой-то зарядный ток. Иначе она запросто пойдёт выше 4,2В с известным результатом.

                                                                                                    Метод заряда, описанный в статье, во-первых, заряжает аккумулятор в полностью безопасном режиме, т.к. и ток и напряжение гарантированно никогда не превышают норму. И во-вторых, заряжает её полностью, т.к. в конце заряда выполняются 2 свидетельствующих об этом условия: напряжение 4,2В и минимальный зарядный ток на уровне 20мА (для ячейки на 3400мАч это даже меньше, чем рекомендовано).

                                                                                                    Именно естественное достижение зарядным током определённого малого значения при напряжении 4,2В является критерием полного набора 100% заряда, а не какая-то особая форма кривой зарядной характеристики. В качестве дополнительного доказательства могу сказать, что мои 18650 демонстрируют одинаковую продолжительность работы как при заряде от покупного зарядного устройства, так и от описанной тут схемы.
                                                                                                      0
                                                                                                      Это не онанизм, а привычка экономного проектирования. Все свои схемы я изначально считаю на минимально возможное потребление (при условии полного сохранения функционала). При этом для меня не важно от чего будет работать устройство – от маленькой батарейки или от персональной атомной электростанции. Я просто не вижу смысла тратить больше, чем реально требуется.

                                                                                                      Я про то, что вы в тексте этому уделили очень много внимания, хотя в данной ситуации особого упоминания это не заслуживает.

                                                                                                      А вот тут неверно. Ограничение максимального напряжения ячейки (за счёт внешней стабилизации) обязательно до тех пор, пока в неё заливается хотя бы какой-то зарядный ток. Иначе она запросто пойдёт выше 4,2В с известным результатом.

                                                                                                      Да, это я неправильно сформулировал свой тезис. Я имел ввиду, что после уменьшения тока надо отключать заряд совсем.
                                                                                                        0
                                                                                                        вы в тексте этому уделили очень много внимания

                                                                                                        Хотелось рассказать по-максимуму обо всех тонкостях, но потом погряз в таких деталях, что пришлось ещё много удалять. Разным людям ведь разная информация может оказаться интересной.
                                                                                                    0
                                                                                                    Плюс-минус…
                                                                                                    3)Стабилизация напряжения во второй фазе заряда необходима не постоянно, а только до снижения зарядного тока до определенного предела. Капельный заряд возможен для NiMH, но опасен для лития.

                                                                                                    То-ли пчёлы против мёда, то-ли абзац написан в спешке.

                                                                                                    1)Использовать телефон/планшет/ноутбук на постоянной зарядке можно.

                                                                                                    Результат штатной зарядки:
                                                                                                    А на третью [неделю], в один прекрасный день раздался хлопок, и аккумулятор радостно вылетел из телефона на середину комнаты, раздутый внутренним давлением до состояния шара.
                                                                                                      0
                                                                                                      То-ли пчёлы против мёда, то-ли абзац написан в спешке.

                                                                                                      Поясните?

                                                                                                      Результат штатной зарядки

                                                                                                      А уважаемый не отличает собственный опыт от статистики? У меня вот аккумулятор в телефоне в кармане разогрелся до обжигающего состояния. Означает ли это, что телефоны нельзя носить в кармане?
                                                                                                      Умный человек тем и отличает от обезьяны, что способен воспринимать не только свой опыт, и не возводить свой опыт в абсолют. А то, извините, мне мой субъективный опыт тоже говорит о том, что литиевые аккумуляторы с вероятность процентов в 20 начинают плавиться в кармане. Если бы я ему следовал — я бы не смог делать устройства с литием. Но я делаю, потому что внешняя статистика на миллионах устройств — это более веский аргумент, чем мой собственный опыт.
                                                                                                      Автор так не может, и переобучившись на единичной выборке, вместо покупки нового аккумулятора, придумывает монструозные схемы, тратя на них время. Его время — его дело, конечно, но вот с тезисами в статье, которые подаются как единственно правильные, я согласиться не могу.
                                                                                                        0
                                                                                                        3)Стабилизация напряжения во второй фазе заряда необходима не постоянно, а только до снижения зарядного тока до определенного предела.

                                                                                                        Получается, после снижения тока ниже N мА можно перестать следить за напряжением и держать на «капельном» заряде неограниченное время?
                                                                                                        Нет, это неверно.

                                                                                                        А уважаемый не отличает собственный опыт от статистики? ...

                                                                                                        Не вижу ничего плохого для такого подхода к DIY на чужом железе.
                                                                                                        У ТС'а есть опыт с конкретным экземпляром конкретной модели. Желаете представить статистику — купите M W732-х и наберите её. Учтите также возможные различия HW и FW и купите N*M телефонов.
                                                                                                          0
                                                                                                          Получается, после снижения тока ниже N мА можно перестать следить за напряжением и держать на «капельном» заряде неограниченное время?

                                                                                                          Да откуда вы это взяли? Отключать заряд надо после снижения тока до определенного уровня.

                                                                                                          Не вижу ничего плохого для такого подхода к DIY на чужом железе.

                                                                                                          Значит, уважаемый не отличает. Прискорбно-с.
                                                                                                      0
                                                                                                      У меня все проще. Когда-то к своей Соньке купил док-станцию, в которую она, как устанавливается, так и вынимается одной рукой. Настроил штатной утилитой, чтобы при начале зарядки, запускались часы. Т.е. не обязательно старый смарт делать часами, можно и действующий назначить на должность. Прихожу домой, достаю смарт, ставлю в док. Профит следующий: смарт всегда в одном месте, заряжается, плюс еще одни часы в доме.
                                                                                                        +2
                                                                                                        Именно поэтому у гиков есть всякие там часы, а вот детей часто не бывает… или бывают, но от соседа. Это ж сколько пота и крови потрачено впустую… Я очень впечатлён статьёй
                                                                                                          +3
                                                                                                          Фраза «починил смартфон — теперь работает как часы» становится анекдотичной.
                                                                                                            +3
                                                                                                            Для старых планшетов или смартфонов рекомендую Tablet Clock (есть на 4пда свежая версия), умеет показывать погоду и работает без сбоев уже несколько лет.

                                                                                                              0
                                                                                                              аналогично использую старый планшет )
                                                                                                                0
                                                                                                                Такое и на телевизор не зазорно поставить.
                                                                                                                Один недостаток — батарейки в нем нет.
                                                                                                                  0
                                                                                                                  мне не понравилось оформление, много информации на маленькой площади, плюс иконки не очень.
                                                                                                                  +1
                                                                                                                  Прочитал — интересное решение. Я у себя год назад или более применил по такому назначению какой-то китайский планшет 7', он был слаб для серфинга и ютуба, да и вайфай работал там по своему желанию. В итоге я поставил на него софтину «Док станция цифровые часы» из маркета, прога давно не обновляется, но выглядит и функционирует нормально. Из функций авто запуск при подключении питания и автозакрытие при отключении. Юзкейс у меня получился следующий: планшет воткнут в зарядку и в пилот, когда я ухожу я пилот выключаю (параноик, боюсь электричества) — планшет уходит в режим сна, прихожу — включаю, автоматом включается прога и показывает время, так получается что и батарея планшета сильно не ушатывается, потому как пока меня нет дома она разряжается процентов на 20, и имею синхронизацию времени по Ntp, и выглядит все неплохо. Никаких лишних телодвижений кроме установки программы не требуется. Хотя сейчас подумываю перейти на самописную html страничку с нужными мне данными (а это как ни странно погода с narodmon) которая будет запускаться какой-нибудь программой киоском(Fully Kiosk Browser) и работать по тому же алгоритму что и программа «Часов»
                                                                                                                    0
                                                                                                                    Спасибо за статью и ссылку на Velis. Пробую эту программу, т.к. стандартная автояркость Андроида хоть и неплохо справляется, но хотелось бы лучшего. Правда, Velis не обновлялся уже полтора года, но, надеюсь, на его работу это не повлияет.
                                                                                                                      +1
                                                                                                                      Я так и не понял, зачем надо было городить антенну и синхронизироваться через GPS, чем штатная синхронизация по WiFi не угодила?
                                                                                                                        0
                                                                                                                        Мне так было удобнее. Плюс к этому я планировал сделать аналогичные часы для дачи, где вообще нет никакого интернета.
                                                                                                                        Кстати, из-за того, что там дом деревянный, никаких дополнительных выносных GPS-антенн не потребуется.
                                                                                                                        А разве просто зачистить коаксиал и приклеить его на окно уже считается «городить»? :)
                                                                                                                          0
                                                                                                                          + разбирать телефон, паять провод + «колхоз» на окне.
                                                                                                                          На даче можно и раздать со своего инет 1 раз в неделю для синхронизации=)

                                                                                                                          зы. Но каждому своё, конечно.
                                                                                                                            0
                                                                                                                            Телефон придётся разбирать вне зависимости от метода синхронизации ;)
                                                                                                                            А что сложного в том, чтобы… припаять провод?
                                                                                                                            Никакого «колхоза» нет. 10см тонкого провода в самом низу окна. У меня там вообще тюль постоянно висит, за ним ничего не видно.
                                                                                                                            раздать со своего инет 1 раз в неделю

                                                                                                                            Я же написал – инета на даче нет как такового. Сотовый-то сигнал и тот ловит после танцев с бубном на пригорке :)
                                                                                                                            При методе GPS нужна только розетка. Поэтому он для меня универсальнее.
                                                                                                                        0
                                                                                                                        Если системный таймер в телефоне спешит/отстает с постоянной скоростью то в js можно добавить программную коррекцию времени и не тянуть внешнюю антенну.

                                                                                                                        Была программа для PC, которая корректировала системное время при включении. Про интернет тогда уже знали, но мало кто его видел.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          У меня старый планшет используется как часы с погодой без выключения уже 5 лет. Планшет — Acer A-501 c Android 3 на борту. Программа часов с погодой — eWeather HD. image
                                                                                                                            0
                                                                                                                            Новый этап развития «часы на ардуино»…
                                                                                                                              0
                                                                                                                              Следующая часть: часы из 4-х телефонов, под каждую цифру свой телефон.
                                                                                                                                0
                                                                                                                                Классический iPhone 3GS на подставке с установленной программой — часами выглядит в разы функциональнее и красивее.
                                                                                                                                image
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  Последние лет 5 использую вот такие «часы». Нашел применение убитой фэтке.

                                                                                                                                  image
                                                                                                                                    0
                                                                                                                                    У меня валялась читалка на андроиде 2.1.1 texet вот такая. Поставить удалось только Tablet Clock (в плеймаркете уже нет). Работает нормально, правда, погоду и время обновляет только при запуске, не знаю, как победить. Зато работает без аккумулятора, ни на что не ругается. Я его просто выпаял, и шнур от зарядки завёл внутрь через отверстие от аудиовыхода, который тоже выпаял; и к контактам зарядки припаял.
                                                                                                                                      +1
                                                                                                                                      Ура-Ура, старый добрый технопрон!
                                                                                                                                      image
                                                                                                                                        +1
                                                                                                                                        После вашей статьи нашел старый телефон и приспособил под часы. Но городить виджеты и Automagic было лень, поэтому перепробовал чуть ли не все «часовые» програмки.

                                                                                                                                        Нашёл целых 3 штуки, у которых всё пространство занято цифрами (разумеется, настройка шрифта, цвета, отображения даты и т.д. тоже есть):
                                                                                                                                        play.google.com/store/apps/details?id=com.digital_and_dreams.android.night_clock
                                                                                                                                        play.google.com/store/apps/details?id=com.hogdex.HugeClockFree (Умеет показывать в портретном режиме! У меня вертикальная док-станция, оказалось очень удобно, её и использую)
                                                                                                                                        play.google.com/store/apps/details?id=hu.halasztelek.szuts.nightclock2
                                                                                                                                          0
                                                                                                                                          Супер!
                                                                                                                                          Первая из них очень понравилась. Где вы раньше были?)))
                                                                                                                                          Я до того, как нашёл Automagic, долго рылся по просторам, но вот этих не встретил… Может это и к лучшему, благодаря этому щас сам могу нарисовать любые.
                                                                                                                                            0
                                                                                                                                            Я даже не знаю, почему вам в своё время не попалась первая прога из списка выше — она аж от 2012 г.

                                                                                                                                            Я просто тупо вбил в поиск гугло-маркета «digital clock», «night clock», «vertical clock» и ставил почти всё подряд (кроме «стрелочных часов»).
                                                                                                                                            Поставил 20+ прог, запуск, быстрое копание в настройках, удаление (лаунчер Line позволяет удалять приложения сразу из списка приложений, причём пакетно) → шорт лист из 3х программ по заданным критериям (шрифт, цвет, размер).
                                                                                                                                            Жаль только, что «правильный» портретный режим был только у одной (вторая в списке выше). И у "второй" проги есть ещё одна плюшка: если цифры текущего времени узкие, как «1:11», то программа будет использовать бОльший шрифт, чем для широких цифр, таких как «12:55» (об этом прямо написано в описании проги на гугл-маркете).
                                                                                                                                              0
                                                                                                                                              Да просто разработчики этих часов прочитали статью :)
                                                                                                                                            0
                                                                                                                                            В одной статье и GPS и бесперебойное питание и тюнинг Andorid'а — автору респект! Сам искал приложение-часы и с этим действительно проблема. Интересные решения, спасибо.
                                                                                                                                            Как вариант для расширения функций таких «часов на стенке» это интерфейс к умному дому: в режиме ожидания часы, а когда коснулся или тревога — появляется экран умного дома.

                                                                                                                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                                                                            Самое читаемое