Selbsgebauter Controller für Qualcom Quickcharge 2.0

[Joshua L. (joshua2033)]

Hallo ich bin gerade dabei einen Controller für eine Powerbank mit 
qualcom quickcharge 2.0 Technologie zu bauen um den Flowermate 5.0, der 
9Volt benötigt, zu laden.

Der Schaltplan ist im Anhang und der Programmcode lautet wie folgt:

#include <avr/io.h>

int main()
{
    DDRC = 0xFF; //Alle Pins von PortC als Ausgang


    PORTC = 0b00010000; //LED anschalten

    PORTC = 0b00010001;
    _delay_ms(2000);
    PORTC = 0b00010011;
    _delay_ms(100);
    PORTC = 0b00010001;
    _delay_ms(200);
    PORTC = 0b00010101;
    PORTC = 0b00011101;




    while (1)
    {
        ;
    }


}

Hier gibts weitere Infos über Quickcharge 
http://www.hackvlog.com/2016/12/bitbanging-quick-charge-2.html
Die Schaltung funktioniert und man erhält nach wenigen Sekunden die 
geforderten 9V. Im Programmcode steht drin das der Transistor T3 
geschlossen ist wenn der Transistor T4 aufgesteuert wird. Wenn T3 auf 
wäre und T4 auch dann entladen sich die 5Volt über T3 und den 3 Ohm 
Widerstand. Ich weiß noch nicht wie ich das besser lösen soll aber es 
ist ja theoretisch eine Gefahrenquelle wenn T3 aus irgendwelchen Gründen 
aufschalten sollte.


Ich möchte jetzt noch eine Schaltung an die bestehende Schaltung anbauen 
die sicherstellt das der Flowermate nur mit 9 Volt geladen wird. Ich 
weiß aber nicht wie ich das sicherstellen soll. Hat da jemand eine Idee?


Ich habe erst letztens davon erfahren das es auch schon fertige ICs gibt 
die mit der qualcom technologie funktionieren. ich möchte das ganze doch 
lieber mit dem AtMega 8 realisieren, da ich dann den Qualcom Chip nicht 
mehr kaufen muss.


Gruß

[Harald A. (embedded)]

Interessantes Thema, leider ist der Schaltplan kaum lesbar da du keine 
typischen Supply-Symbole verwendet hast. In erster Linie wäre da mal das 
Masse-Symbol.

Wo werden denn die 9V aufgeschaltet? Das ist nicht erkennbar.

Ist nur der Qualcomm-Chip schwierig in der Beschaffung oder dürfte es 
auch ein anderer sein? Oder wirklich nur der ATMEGA sein?

[void (Gast)]

Harald A. schrieb:
> leider ist der Schaltplan kaum lesbar

Dem muss ich leider zustimmen. ;-(

Harald A. schrieb:
> Wo werden denn die 9V aufgeschaltet? Das ist nicht erkennbar.

Dachte ich mir auch erst. Aber die Beschreibung was es werden soll hat 
mich zunächst in die Irre geführt. Die Schaltung ist besser beschrieben 
mit einem (Dummy-)USB-Device welches einem USB QC2.0 fähigem 
Ladegerät(also Steckernetzteil oder Powerbank) vorgibt ein QC2.0 fähiges 
Device zu sein. Sprich die Schaltung wird zunächst mit 5V (über 
PLUS+MINUS pins) versorgt und fordert dann dazu auf die von ext. 
kommende 5V Versorgungsspannung auf 9V (oder 12V) umzuschalten.

Joshua L. schrieb:
> Ich möchte jetzt noch eine Schaltung an die bestehende Schaltung anbauen
> die sicherstellt das der Flowermate nur mit 9 Volt geladen wird.

Da sich die Spannungs-Pegel an D+/D- um 9V/12V anzufordern überdecken, 
kannst du das leider nicht durch Festhalten der D+/D- Pegel in 
bestimmtem Bereich erreichen.
Und eine Crowbar an der 5V/9V/12V USB Versorgung welche auf 9V die 
Spannung kurzschließt dürfte nicht so einfach realisierbar/geeignet 
sein.

Joshua L. schrieb:
> 5Volt über T3 und den 3 Ohm Widerstand. [...] aber es
> ist ja theoretisch eine Gefahrenquelle wenn T3 aus irgendwelchen
> Gründen aufschalten sollte.

Du siehst da Probleme wo keine sind.
Erstmal wird das Spannungslevel von D- über die 3,3V gespeist, nicht 
über 5V. Zum anderen wenn T3 durchsteuert, dann fließt ein Strom über 3 
Ohm in Reihe mit 2kOhm. Also so ganze 1,5mA (3,3V / 2003 Ohm).

[Joshua L. (joshua2033)]

void schrieb:
> Du siehst da Probleme wo keine sind.
> Erstmal wird das Spannungslevel von D- über die 3,3V gespeist, nicht
> über 5V. Zum anderen wenn T3 durchsteuert, dann fließt ein Strom über 3
> Ohm in Reihe mit 2kOhm. Also so ganze 1,5mA (3,3V / 2003 Ohm).


Ohh ja stimmt das hatte ich überlesen. Ist also doch nicht so schlimm. 
Ich habe den Schaltplan derweil etwas überarbeitet und er sollte jetzt 
besser zu lesen sein.

So folgendes zu den Anschlüssen.
Das USB Kabel das zwischen der Quickcharge Powerbank und dem Controller 
angeschlossen wird hat 4 Leitungen.
1. PLUS_POWERBANK : ist die Leitung vom USB Kabel mit der 
Spannungsversorgung
2. MASSE_POWERBANK: ist die MasseLeitung
3. D+             : ist eine Leitung mit grüner Isolierung die für die 
Kommunikation für die quickchargetechnologie benötigt wird.
4. D-             : ist eine Leitung mit weißer Isolierung die für die 
Kommunikation für die quickchargetechnologie benötigt wird.


Die beiden Anschlüsse MASSE_FLOWERMATE und PLUS_FLOWERMATE sind dafür da 
um den Flowermate anzuschließen der mit 9 Volt geladen werden muss.

MASSE_FLOWERMATE ist mit MASSE_POWERBANK direkt verbunden.
PLUS_FLOWERMATE ist mit PLUS_POWERBANK direkt verbunden.

Nach dem einschalten der Schaltung gibt es eine Spannung zwischen 
PLUS_FLOWERMATE  und MASSE_FLOWERMATE von 5 Volt da dies die 
Standartvoltzahl ist die die Powerbank in jedemfalle liefert. Nach dem 
Handschake der vom Microcontroller durchgeführt wurde und der nachdem 
Handshake auch noch die entsprechenden Signale an D+ und D- sendet 
steigt die Voltzahl auf 9 Volt so wie das auch sein soll.

Wenn kein Strom fließt oder nur ein sehr geringer von weniger als ca 
40mA so fällt die Voltzahl nach 1-2 Minuten auf 0,85 Volt ca. Die 
Powerbank registriert anscheinend das fast kein Strom fließt und senkt 
dann auch die Voltzahl.

Ich würde es besser finden eine art galvanische Trennung einzubauen die 
verhindern soll das der Flowermate durch irgendeinen Fehler z.B. mit 12 
Volt geladen wird oder mit 5 Volt.

Ich guck mal nach was eine crowbar ist.
Gibt es noch Probleme beim verständniss des Schaltplans?

Lieben Gruß

[void (Gast)]

Joshua L. schrieb:
> Voltzahl

Grusel. Das ist eine Spannung!

Joshua L. schrieb:
> Gibt es noch Probleme beim verständniss des Schaltplans?

Na, bei mir nicht. Aber ein aufgeräumter Schaltplan sieht anders aus. 
Mal so zur Ansicht, so könnte der Rechte Teil aussehen. Dann man auch 
die Funktion der Widerstände und Transistoren an D+/D- leicht verstehen, 
einfach weil sie der Funktion nach (Spannungsteil entsprechend QC2.0 
Lookup-Tabelle) aufgemalt wurden.

Joshua L. schrieb:
> fällt die Voltzahl nach 1-2 Minuten auf 0,85 Volt

Nix da. Bei geringem Stromfluss (<40mA was auch immer) registriert das 
die Powerbank selber. Deine Schaltung macht da mal garnichts. Die 
Powerbank reduziert dann die Versorgungsspannung indem sie Ihren 
Ausgangsregler wieder von 9V- zurück auf 5V- Betrieb einstellt.

Joshua L. schrieb:
> Ich guck mal nach was eine crowbar ist.

Hätte ich vielleicht ein Smily hinmalen sollen...
Eine crowbar ist eine Schaltung welche eine Überspannung vermeidet, 
indem sie einen Kurzschluß produziert welcher dann ein sinken der 
Versorgungsspannung zur Folge hat. Das bedingt aber eine kurzschlußfeste 
Quelle, was eine Powerbank oder ein USB Steckernetzteil aber typisch 
nicht sind.

Joshua L. schrieb:
> art galvanische Trennung einzubauen die
> verhindern soll das der Flowermate durch irgendeinen Fehler z.B. mit 12
> Volt geladen wird oder mit 5 Volt.

Aber du möchtest erst einmal nachschauen was eine galvanische Trennung 
ist.
Das hat nichts mit Spannungsbegrenzung zu tun...

Im allgemeinen fehlen aber auch noch jegliche Angaben welche 
Eingangsspannung (bei welchem Strom) dein Flowermate 5.0 überhaupt 
benötigt. Das mag aber auch die Schuld des Herstellers sein, solche 
Überflüssigen Angaben nicht in die Bedienungsanleitung zu schreiben.

[Joshua L. (joshua2033)]

void schrieb:
> Nix da. Bei geringem Stromfluss (<40mA was auch immer) registriert das
> die Powerbank selber. Deine Schaltung macht da mal garnichts. Die
> Powerbank reduziert dann die Versorgungsspannung indem sie Ihren
> Ausgangsregler wieder von 9V- zurück auf 5V- Betrieb einstellt.

Ich habe auch geschrieben das die Powerbank das regelt. Die Spannung 
fällt direkt von 9 Volt auf die 0,85 Volt falls zu wenig Strom fließen 
sollte.

void schrieb:
> Aber du möchtest erst einmal nachschauen was eine galvanische Trennung
> ist.

ich dachte da an eine galvanische Trennung mit einem Relais das erst 
aufschaltet wenn die 9Volt erreicht sind und dann wieder schließt wenn 
mehr oder weniger als 9Volt anliegen. Über das Relais wird dann der 
Flowermate geladen.

void schrieb:
> Im allgemeinen fehlen aber auch noch jegliche Angaben welche
> Eingangsspannung (bei welchem Strom) dein Flowermate 5.0 überhaupt
> benötigt. Das mag aber auch die Schuld des Herstellers sein, solche
> Überflüssigen Angaben nicht in die Bedienungsanleitung zu schreiben.

Also ich habe das am Originalnetzteil gemessen. Die Spannung die anliegt 
beim Laden beträgt ca. 9,1 Volt und der Strom beträgt, wenn der Akku des 
Flowermates leer ist ca 1 Ampere. Der Strom wird natürlich geringer wenn 
der Akku immer voller wird.

Der Flowermate wird übrigens mit einem Hohlstecker geladen. Beim Laden 
mit meiner Schaltung fiepst der Flowermate komischerweise. Beim Laden 
über das Originalnetzteil fiepst er nicht. Kann es sein das das fiepsen 
entsteht das der Flowermate beim Originalnetzteil ca 0,2 Volt mehr 
bekommt als meine Powerbank liefern kann? Meine Powerbank liefert unter 
last ca. 8,9Volt.

Wenn ich den Flowermate dann allerdings einschalte und dieser dann auch 
noch mit dem Controller über die Powerbank verbunden ist, hört das 
Fiepsen auf. Der Flowermate zieht dann so ca 800 mA.

[Joshua L. (joshua2033)]

Also ich habe mich jetzt dazu entschieden den Schaltplan so zu bauen. 
Eigentlich war es noch geplant einen irf1404Z Mosfet zu verwenden der 
nachdem die 9 Volt erreicht wurden, aufschaltet um den Flowermate zu 
laden. Der Flowermate wurde dann aber komischerweise nur mit 40 mA 
geladen was natürlich viel zu wenig ist. Ich glaube es lag daran dass 
der Flowermate durch die nicht so stabile Spannungsversorgung die bei 
Last etwas einbricht zu wenig Spannung erhalten hat, sodass er überhaupt 
nicht läd. Wenn ich den Flowermate lade, so fällt die Spannung von 8,9 
Volt im idle Betrieb auf 8 - 8,3 Volt beim Laden herab. Der flowermate 
macht so ein fiepsen, ähnlich wie bei einem Spulenfiepen. 
Schätzungsweise liegt die Frequenz des fiepsen so bei ca. 400 Herz.
So jetzt meine FRAGE: Ist es schädlich oder irgendwie gefährlich wenn 
ich den Flowermate mit 8,3 oder auch mal 8 Volt lade obwohl der 
eigentlich mit 9 Volt geladen wird?
Je voller der Flowermate wird, desto weniger Strom fließt auch in den 
Flowermate. Ergo wird die Powerbank nicht mehr so stark belastet und 
diese liefert dann auch mehr Spannung. Eventuell werden die Zellen im 
Flowermate dann am Anfang mit 8 Volt geladen und am ende dann mit fast 
9Volt.


Im flowermate sind zwei Lithium Mangandioxid akkus verbaut.

Gruß