古いスマートフォンの美しい正確な時計

この記事では、多数の、常に正確な時刻とバックアップ電源を備えた優れた壁掛け時計で古い不要な携帯電話をリメイクする方法に焦点を当てます。



Android OSの時間同期の明確な機能のいくつかと、スマートフォンの電源システムのさまざまな電気的なトリックについて説明します。 自動バックアップ電源を提供する単純なアナログコンポーネント上の回路の例を説明します。 そしてもちろん、それはアンドロイドのソフトウェアの部分に関するものです-スマートフォンからあらゆる好みに合わせて美しい時計を作ることができる方法と何を助けて。



（ 従来の免責事項-言及されたブランド、商標などは広告ではありません。これが明確であることを願っています。 ）

古いスマートフォンのセカンドライフ

私の古いPhilips Xenium W732は、長い間アイドル状態でした。 フルスクリーンで完全に動作します。 私は彼に第二の人生を与えることに決めました-壁掛け時計に変わります。 私の古い家時計は、まだソビエトで、小さな数字がちらつくので、数メートルから見るのは非常に困難でした。 さらに、彼らはひどく遅れをとっていました、彼らは時々失望しなければなりませんでした、そして、家の電気の損失で、彼らは完全に無効にされ、ボタンを突いて時間を再設定する退屈な手順を必要としました。 このすべてに私は長い間疲れていたので、古い携帯電話からこれらすべての欠点のない良い「スマート」な時計を作ることにしました。

必要なもの

1. 任意の色、フォント、明るさの明確な数字。
2. 私の外部の介入なしで最大の精度と安定性。
3. 不揮発性、つまり 一時的な停電が発生した場合でも、時計は動作し続ける必要があります。
4. 意味での完全に自律的な作業-有料のデータネットワーク、SIMカード、オペレーターなどを使用せずに
5. 「作られ、オンにされ、忘れられた」という原則への最大限の準拠。 つまり、デバイスはメンテナンスやその他の種類の相互作用を必要としません。

Androidに正確な時間を提供します。

最初にすることは、スマートフォンで常に正確な世界時間を取得することでした。 私にとっての「正確」という概念は、世界から1〜2秒の逸脱に収まります。



携帯電話自身のシステムタイマーがそのような安定性を与えないことは明らかであり、彼から要求されるものではありません。 したがって、世界時間への準拠の保証は、定期的な外部同期によってのみ取得できます。



Androidの最も単純なケースでは、「ネットワーク」メソッドを使用して構成できます。 この場合、必然的なSIMカードと料金の支払いを伴うセルラーネットワークでさえも不要です。 ホームWi-Fiをスマートフォンに配布し、インターネットプロバイダーまたはntpサーバーからの時刻を同期するようにルーターを構成するだけで十分です。



ただし、同期の2番目の方法があります-GPS衛星の場合、個人的には良いと思います。



長所から-あなたは空が見える世界のどこでも同期することができます。 GPS自体がこれに基づいているため、時間の絶対精度。 追加の追加の無線チャネルとエミッションの欠如。



GPSの欠点のうち、デバイスには少なくとも少し開いた空が見えるはずです。 おそらく、デバイスに古くて鈍感なチップがある場合は特に、部屋の後ろの任意の場所で何も捕まえられないでしょう。 そして、私の時計は窓から正確に離れているため、リモートGPSアンテナが必要でした...

GPS受信用の最もシンプルな外部アンテナ

インターネットでは、このトピックに関してすべてがかなりきついことが判明しました。 私はすぐに自分でそのようなアンテナを作ることができないことに気付きました-いくつかの複雑な複雑な計算を伴う精巧でかさばるデザインが至る所で提供されました。 私は購入を見つけようとしました-私もすべてが好きではありませんでした。 いくつかはすべて大きくて扱いにくく、外部電源を必要とし、不必要な機能がたくさんあり、同時に不適切に高価です。



解決策は偶然発見されました-私はどういうわけか「半波ダイポール」タイプのアンテナの説明を見ました。 最も単純なバージョンでは、長さは目的の信号の波長の半分に等しい直線のワイヤです。 この「複雑さ」は私には非常に適していたので、任意の波動インピーダンスを持つ最初の同軸ケーブルを取り、GPSパッチアンテナの対応する接点でスマートフォンに静かにはんだ付けしました。





ケーブルのもう一方の端をスクリーン編組から外したので、長さ95 mmの中心コアが残りました。これは、標準GPS信号のL1周波数（1575.42 MHz）の半分の波長です。





電話は窓から持ち去られ、ワイヤーの端が95mm剥がされ、逆に窓に届き、空がもっと見えるようになりました。



そして、フィリップスはすぐに彼の正直な5 ... 7衛星を捕まえて修正しました！ アンテナは機能しています！



そして、ケーブル、アンテナ、受信機の波動インピーダンスの調整がまだ心配されていました。これは、そのような場合に必要であると思われます。 後で、伝送ラインの最大効率（端部反射と過度の減衰がない）を簡単に得るには、このような抵抗の調整が必要であることがわかりました。 そして、ラインが私のようにたったの2〜3メートルで、タスクが単に信号の少なくとも一部をレシーバーに送ることだけである場合、この調整についてまったく考えるべきではありません。すべてが同軸で機能します。

GPS同期プロセスの機能

もちろん、正常なGPSを受信したら、すぐにAndroidの設定で「GPS衛星で」時刻同期方法を設定し、確認のためにその状態のままにした。 数時間後、電話の時間がコンピューターのコントロールクロック（windowsがntp同期されている）から大幅に「離れた」とき、私は驚きました。 私は理由を見つけ始めました... GPSを介して時間を同期するように構成されたアンドロイドは、実際にこの同期を一度だけ実行することが判明しました-座標を修正した瞬間に 。

そして、スマートフォンが衛星を継続的に監視し続けても、そのシステム時間は内部ジェネレーターによってのみ決定されます。つまり、同期はまったくありません。 少なくとも私のPhilips Android 4.0.3では、すべてがこのように行われます。



私にとっては不愉快な驚きでした。 正確な時刻を更新するためにGPSを手動でプルし続けません...



ソリューションはソフトウェアで発見されました。 私はナビゲーションにAsammソフトウェアのLocusプログラムを使用します。このプログラムでは、アクティブな状態で一定のGPSメンテナンスを構成するのではなく、特定の間隔で定期的に1回だけ座標を修正することができます。 間隔を15分に設定すると、問題は無事に消えました。携帯電話の時刻は、常に世界の時刻と同じでした。 15分以内に、通常のスマートフォンのシステムタイマーは、1〜2秒を超える時間誤差を累積しなくなります。これは私にぴったりです。 必要に応じて、少なくとも10秒ごとに暑い日に修正できます。

据え置き型スマートフォンのケータリング

正確な時間が提供された後、それは私の時計のために有能な食事をする番でした。



すでに述べたように、家の短期的な停電時にクロックがオフにならず、ゼロにリセットされないようにする必要がありましたが、まれに発生します。



ここでの最初の、最も不器用な解決策は、愚かにもスマートフォンをコンセントに差し込み、そのままにしておくことです。 実際、同時に、停電の問題は完全に解決されています。携帯電話はバッテリーに切り替わるだけで、バッテリーは常に完全に充電されて使用可能な状態になります。 すぐに言ってやった。 接続されました... 1週間が経過し、2番目-私はすでに喜び始めていました...そして、3番目の晴れた日に拍手があり、バッテリーが電話から部屋の中央に飛び出し、ボールの状態への内圧によって膨らみました。





ご存知のように、バッテリーケースの縫い目が耐えられず、開けられなかったのは幸運でした。さもなければ、リチウムの火、煙、悪臭、腐ったリノリウムを避けることができたでしょう。



結論は1つだけです。 一定の料金でスマートフォンを数か月間、何年も使用することはできません。 電話はそのようなシナリオで磨きませんでした。 その主なタスクは、バッテリーを最大まで正しく充電することであり、電圧と温度を超えないようにします。 そして、放電はまだ想定されています。 デバイスがコンセントから切断されない場合、コントローラーは通常、鋸歯状充電スケジュールの維持を開始します-最初に100％に調整し、次に電流をオフにして放電が90％前後になるのを待ちます。 そして、これは多かれ少なかれ思いやりのあるアプローチです。 そして、多くの古い携帯電話は、単に愚かにも常にバッテリーの最大電圧を維持することができます。



リチウムイオンセルの電圧が高いほど、劣化と劣化が早くなることが知られています。 一部のスマートフォンは、バッテリー寿命を最大化するために、一般に4.2V以上でもバッテリーを満たします。 しかし、唯一の結果があります-常に最大電圧であると、バッテリーはずっと速く劣化します。 それも古い場合、それは私に起こったように、微視的な内部回路、熱加速、爆発の漸進的な発展からそれほど遠くありません。



爆発したバッテリーの事件の後、私は考えました-同時にバックアップ電源を持ち、バッテリーが絶えずフル電圧にならないようにする方法はありますか？



私はさまざまなシナリオを経験しましたが、最終的には次のことに決めました。



通常モードでは、電話機は常にコンセント、つまりUSBコネクタを介した5Vから給電されます。



シンプルな追加回路を使用して、バックアップバッテリーは自動的に同時に4.2Vの通常の最大値まで充電され、その後充電から完全に切断されます。 さらに、バッテリーは自己放電によって簡単に静かに放電され、どこにも接続されていません。 同時に、回路は常にその電圧を監視し、セル電圧が特定の所定の最小値を下回った場合にのみ、4.2までのワンタイム充電を再びオンにします（3.6Bかかりました）。 など、すべてが完全に自動化されています。 これらの再充電の間のリアルタイムは何年もあり、その間、バッテリーはゆっくりと自己放電しますが、それでも、その全容量からではなくても、いつでも負荷を供給する能力は非常に高いままです。



コンセントからの電源障害が発生した場合、バッテリーは直ちに（無停電電源装置のように）スマートフォンに自動的に接続される必要があります。その後、システムは、主電源が回復するまで、またはバッテリーが完全に使い果たされる（そしてオフになる）まで自律的に動作し続けます。



このアプローチでは、リチウム電池は、最大電圧が常に維持されている場合よりも、より控えめなモードで動作します。 そして、それは確かに爆発しません！

スマートフォンの電気トリック

次に、このすべての回路の実装方法について説明します。



ここでの問題は、スマートフォンでは電源システムで整理するのがそれほど簡単ではなかったという事実によって複雑になっています。



たとえば、バッテリーがないと、USB経由で5Vの電圧がかかっていても電話はオンになりません。



USBの使用中にバッテリーを取り外すと、すべてがすぐにブランクになります。 同時に電源は明らかにUSBコネクタからのみ供給されますが！



最初は、バッテリーの3番目の接触に問題がありました。 標準のフィリップスのバッテリーに縛られたくなかったので、調べることにしました-3番目の接触端子をまったく接続しないままにするとどうなりますか？ スマートフォンが同時にオンにならないことが判明しました... i2cなどの高度なデジタルバスが、さまざまな技術的なテレメトリーだけでなく、「友だち」スタイルの工場コードも電話に送信することを恐れ始めました。 これは私がフィリップスのネイティブバッテリーに永遠に縛られていることを意味します。私は間違いなくどんな種類の欺digital的なデジタルインターフェースを置くつもりもなかったためです（世界的に有名で尊敬されている日本の会社のビデオカメラバッテリーで作業するとき、私は同様の驚きを覚えていました）。



3回目の接触で何が起こっているかをオシロスコープで確認しました。 幸いなことに、Philips W732は非常にシンプルでした。 内部バッテリー温度センサーからの通常の定電圧を表示します。 スマートフォンの3番目の接点の入力は高インピーダンスです。



シンプルなチューニングディバイダーを組み立て、中間の接点に異なる電圧を印加して、アンドロイドが表示するバッテリー温度が3番目の接点の電圧に依存するいくつかのポイントを取りました。





3番目の値が153mV未満の場合、バッテリーの過熱に関するフルスクリーン警告が開始され、数秒後に電話が通常どおりオフになることが判明しました。 630mVを超える電圧では、アンドロイドはバッテリーがマイナス温度に凍結していると信じ始めますが、動作し続けます（そして静かに！）。 もう実験する必要はありません-ここで3番目の接触を欺くことは基本的であることに気付きました-そこに155〜600 mVの電位を印加するだけです。



その結果、形状2の基準を採用しました。これがないと、スマートフォンはまったく機能しません。



1.バッテリーのプラス端子の必須電圧（システムはUSBコネクタから給電されているという事実にもかかわらず）



さらに、電話が電池が挿入されていると考えるように、これは何らかの偽の潜在的な詐欺であってはなりません。 少なくともスマートフォンの動作電流以上の電流を備えた本格的な低インピーダンス電圧源が必要です。



2.バッテリーパックの3番目の接点に155〜600mVの範囲の定電圧が存在する。 すでに十分な単純な高インピーダンスの潜在的なブレンドがあります。

---

ちなみに、標準のリチウム電池は最大3V、さらには2.8Vでも簡単に放電できるのに、Androidのシャットダウンしきい値（3.4V）が高い理由はまだわかりません！ 頭に浮かぶのは、スマートフォンに3.3Vの内部消費者が存在することだけです。これには、降圧コンバーターに電力を供給する必要があります。 ただし、SEPICを使用して、バッテリーをより完全に使用できます。 それとも現代では誰もこれについて考えませんか？

---

次に、これらすべてを監視して自動的に制御する単純な補助スキームを考案する必要がありました。 私はすぐにマイクロコントローラーを使用しないことに決めましたが、マイクロコントローラーは使用できます。 この場合、少し考えて、すべてを徹底的に最適化する必要があり、すべての機能は単純なアナログコンポーネントに実装されました。 すべてが機能し、フリーズすることはありません。



バックアップクロックバッテリーは、何かから定期的に充電する必要があります。 最初は、スマートフォンのバッテリープラスから直接行うことにしました。なぜなら、正直で変わらない4.2Vを持っていると単純に信じていたからです。 オシロスコープの助けを借りて、そこで実際に何が起こっているのかを見ました。 一定のレベルの匂いがないことが判明しました！..



まず、バッテリーのプラス端子に何も接続されていない場合、充電コントローラーはまだスリープせず、定期的にチェックして「プローブ」します。





約45ミリ秒ごとに、電話機は連続した「プローブ」からはしごを出しますが、外部電圧はバッテリー接点に現れましたか？ そして、これらのチェックの間、4.05Vの一定の一定レベルが維持されます。



バッテリーを接続すると、システムはそれを認識し、定期的にそこの電流を埋め始めます。 しかし、再び、常にではなく、10秒の期間で。 これらの10秒間の充電のそれぞれの後、2秒間のスマートフォンには、電流の完全な反転が含まれます。 バッテリーから電流を取り、まともな電力で（これらすべてのパラメーターの正確な数値を測定しなかったので、原理に興味がありました）。 この短期の電流サンプリング中に、スマートフォンは負荷の下でバッテリーの充電を測定するため、パーセントと電圧の正確な数値が得られます。 Androidでこの逆を行った後、すべてのバッテリーパラメーターの値がどのように更新されるかが明確にわかりました。



測定用シャントの連続アナログ電圧制御に基づいて充電回路のロジックを構築するつもりだったため、このトリッキーな充電メカニズムはすべて私には適さず、干渉さえしました。 また、シャントでの低下が所定の最小値まで減少すると、充電電流が充電の最終段階に達したことが示されると、充電が自動的にオフになります。 そして、この逆はすべてを完全に台無しにしました...最初は何らかの方法でそれを回避または欺こうとしましたが、結果として、基準充電電圧の外部ソースを使用する方が簡単であることに気付きました。 理解を深めるために、信頼性と透明性の両方が向上します。



外部の一体型スタビライザー（通常、線形）を取り付け、 安定性の低い5〜6V USB充電器から正確で温度安定性のある 4.2Vを受け取りました。 彼らと一緒に、最初にスマートフォンに正のバッテリー端子を供給したので、彼は常に100％充電されたバッテリーがあり、この画面で何も完全に放送しないと考えました。 次に、このバスからバックアップバッテリ充電システムが機能します。



途中で、私は奇妙な観察に出会いました。 USB経由で電源をオフにし、安定化されたソースからスマートフォンのバッテリー端子に決して変化しない一定の電圧を印加すると、Androidは充電率の傾斜した下降グラフを持続的に描画します。 どうやら、これらの割合を計算するための何らかの種類の方程式がアンドロイドバッテリー監視プログラムに組み込まれており、実際のセル電圧だけでなくデバイスの消費電流も考慮されています。 私は特に、最も貪欲な現在の消費者の1人として、スクリーンのバックライトをオン/オフする実験を行いました。 1日に収集される統計は次のとおりです。





画面が機能し、バッテリーターミナルからの電流が顕著になると、Androidは1時間あたりの低下の約5％の良好な勾配を描きました。 その後、バックライトをオフにすると、スマートフォンがスリープ状態になり、電流が小さなスタンバイ値に低下し、グラフがほぼ水平になりました。 彼は再び画面をオンにしました-そして再びランプ。 バッテリーのプラス端子の電圧は常に厳密に一定であることに注意してください。 そのため、アンドロイドは、測定された電流のみに基づいて充電率を計算しました。



ただし、充電が15％に達すると（ここでは、バッテリーの放電について警告が表示されます）、チャートは減少を停止し、15％水平に移動します...これがトリック（またはグリッチ）です。



別の機能がありました。 USBポートを介して電力を供給し、バッテリー端子に外部電源を安定化するが4.2V未満の場合 、スマートフォンは最初に、そして長い間、充電の不完全な割合を正直に表示し、その後突然「 Doる 」スタイルでscるバッテリーのあるもの！充電に時間がかかりすぎています！ 」 そしてもちろん、このすべてが再びフルスクリーンで、私の時計の上に！



まあ、4.2Vを超える電圧を印加すると、4.3V付近でバッテリー電圧の危険な過剰を誓うようになります。これは理解できます。 したがって、ここでの「穏やかな範囲」は非常に狭く、わずか0.1Vです。



そして、彼が5V USB電源とバッテリー端子を介して正確な4.2Vの完全なエミュレーションを提供された場合にのみ-アンドロイドは幸いにもシャットダウンし、彼は正直にバッテリーを最大まで充電したと信じています。 そして、彼はすでに、神に感謝し、何も不平を言わない！

---

一貫性のない2つの低インピーダンス電圧源を相互にロードすることで、私が非常に貧弱だと思っていた人々をすぐに安心させます（つまり、外部4.2V安定装置とそれ自体が「給電」する正のバッテリー端子） 。 実際、私の外部安定器は通常の線形LDOであり、その回路によって電流を迂回させることはできません。 失敗するだけです。 したがって、たとえば複数の異なるバッテリーが並列に接続されている場合に発生する可能性があるため、ここでは電気的な競合は発生しません。

---

スキーム

TKが最終的に完全に決定されると、特定のスキームの開発を開始することができました。 タスクの見かけのシンプルさにもかかわらず、私は特にそれをいじくりました！ 私は発明し、それから無数の単純なものからかさばるものまで、十数以上の異なるオプションを拒否しなければなりませんでした。 結果は次のとおりです。





明らかな冗長性にもかかわらず、スキームは単純です。 SMDのおかげで、35x22 mmサイズのスカーフは、取り外した通常のバッテリーのコンパートメントに簡単に収まります。 バックアップバッテリーとして、私は通常のリチウムイオン18650を時計台に取り付けて使用しました。



この回路は次の機能を提供します。

1. USBコネクターを介したコンセントからの5Vの主電源。
2. USBから電源障害が発生した場合に、スマートフォンをバックアップバッテリーに自動的に転送します。
3. スマートフォンのバッテリー端子への安定した4.2V供給（アンドロイドが常に落ち着いているように）。
4. 3番目のバッテリー接点の電圧エミュレーション（任意の電力モード）。
5. 電圧が所定のレベルを下回ると、バックアップバッテリの充電が自動的に開始されます。
6. 簡素化された安全な法律に従ってバックアップバッテリを充電してください。
7. 充電電流の設定値に達すると、充電が自動的に停止します。
8. バックアップバッテリが常に最大電圧に維持されるとは限りません。

ここで、簡単に、回路の仕組みを説明します。



温度に依存しない安定した4.2Vを得るために、Analog Devicesの素晴らしい統合LDO ADM7172を使用しました。 4.22Vから2Aの負荷までの完全に均一な電圧が必要です。 スマートフォンのバッテリーコネクタ（VBAT）のプラスに置き、それを使用してシステムのバックアップバッテリーを充電します。



3番目のバッテリ接点（TEMP）の電圧エミュレーション回路は、わずかなバックグラウンド電流で駆動される単純なダイオードD2で作成されます。



Q4 PチャネルMOSFETは、+ 5V USBメインバスの電圧がなくなるとすぐにバックアップバッテリーをスマートフォンに接続します。 ここでLED2は、タイヤのたるみの過程で開口Q4をわずかに加速するためのレベルシフトの目的でのみ設定されています。 それは赤外線であり、どこにも輝きません。



残りの詳細は充電回路を作りました。 バックアップバッテリーBT1は、Q3 MOSFETとR9R10制限抵抗器を介して充電されます。



YOU U2の仕事はここで興味深いです。 ここに含まれているので、放電の度合いと充電の度合いの両方を制御できます。 オペアンプはコンパレータモードで動作し、それが制御する回路のプロセスにより、それに対するポジティブOSが自動的に取得されます。



それがどのように起こるかです：すべてがうまくいくと-+ 5V USB電源があり、バックアップバッテリーは分圧点R4R5R6によって設定された電圧よりも高い電圧まで充電されます-そしてオペアンプは4.2ボルトのバスの電位を出力します（そこから給電されます）、そして充電Mosfet Q3は終了しました。何らかの理由でバッテリーがこのポイント（図の+ 3.63V）を下回ると、オペアンプの出力がプラスから徐々に「切り離され」、Q3充電MOSFETが開きます。電流がバッテリーに流れ込み、セルの電圧が少なくとも数ミリボルト（内部抵抗がゼロでないため）すぐに増加し、これがオペアンプの信頼できるPOSとして機能します。ここでは、独自のヒステリシスを持つ実際のコンパレータを適用できますが、実際には、アンプの切り替えは信頼性が高く高速であり、ガタつきのドリフトはありません。



バッテリーの充電は抵抗R9R10を通ります（消費電力を増やすために合成されます）。まず、充電電流を制限します。充電電流はここで絶対に必要です。そうしないと、2アンペアの充電器でさえ対応できなくなります。第二に、この抵抗での電圧降下により、回路は充電をオフにしなければならない瞬間を決定します。



これは次のように発生します。充電がオンになるとすぐに、補助MOSFET Q2が開き、オペアンプの反転入力用の制御分周器R4R5R6が再構築されます。したがって、オペアンプは充電抵抗器で放出される電圧の監視を開始します。充電の開始時、バッテリーが完全に放電すると、R9R10で約0.5Vが低下し、充電状態でオペアンプが確実にアンバランスになります。そして、バッテリーが徐々に完全に充電された場合にのみ、制御抵抗を通る電流が特定の値（約20 mA）に弱まり、その後、オペアンプ入力の電位が等しくなり、その後、同じ外部POSメカニズムによって反対の状態（出力でプラス）に転送され、Q2 MOSFETをオフにしますQ3および充電の停止。



結果として生じるそのようなスキームはリチウムイオン電池の充電プロファイルでは、R9R10抵抗器が最大初期電流、その自動漸減およびゼロに近い単純な充電機能を自動的に実装します。





バッテリーメーカーは、電流と電圧の安定化セクションを備えた次の有名な充電プロファイルを推奨します。





私の場合、セルの電圧も電流も明確に安定化されることはありませんが、セルの電圧は安全限界を超えないことが保証されています。したがって、このような単純化された充電方法は非常に実用的で効果的であると考えています。実際には、うまく機能し、同時に必要な抵抗は1つだけです。



Mosfet Q1が使用されているため、バックアップバッテリのみで作業する場合、回路の他の部分に電力を供給するために電流を無駄にする必要はありません。コンセントから電力が失われると、Q1が閉じ、回路の未使用部分全体が共通線から遮断されます。このため、構造全体の消費はごくわずか3〜5マイクロアンペアに低下し、これにより長時間システムの電源を切ったことを忘れた場合に自動的にバッテリーの深い放電が防止されます。



スタビライザーU1への入力にあるショットキーダイオードD1は、U1を流れる逆電流をブロックし（ADM7172内にこのようなブロッキングはありません）、小さなスタビライザーマイクロ回路を過度の電力消費から解放するという二重の機能を実行します。バッテリー充電の最初の時点で、充電電流は1Aに達し、+ 5V USBバスからの電圧降下の1ボルト全体が小さな3x3 mm ADM7172にかかると、サーマルパッドが基板にはんだ付けされていても非常に熱くなります。したがって、入力電圧の一部はブロッキングダイオードD1で正常に消滅し、その結果、これらの両方の部分はより均一に加熱され、それほど加熱されません。

使用済みコンポーネントについて

入力安定器として、最小パススルードロップが非常に低い優れたLDOを使用しましたが、この場所では、その電圧が0.4V未満に低下することはありません。 ADM7172の仕様の多くは本当に気に入っています。そのため、ここにはほぼすべての線形安定化マイクロ回路を配置できます。主なことは、温度に変動しない信頼性の高い電圧と、少なくとも1.5Aの電流を生成することです。



ここでは、MOSFETから最小限のオープンチャネル抵抗（RdsON）が必要でした。これは、ビットPチャネルキーQ4に特に当てはまります。そこで、壮大なToshibovskiy TPH1R712MDサンプルを配置しました。これは、小さな平らなケースのチャネル抵抗によって発見された最高のものです。オープン状態では、実際の1.3mOhmがあり、スマートフォンの動作電流が200〜300mAで、無視できる0.4mVで貴重なバッテリー電圧の通過損失が発生します。



また、Q1のRdsONを低くして、共通ワイヤの電位をより正確に接続することが望ましいです。フェアチャイルドのFDMC8010 MOSFETもこれで問題ありません。より低インピーダンスの試料がありますが、この設計では、部品の小さな寸法も重要でした。



MOSFETの残りの部分はどれでもかまいませんが、開放のしきい値電圧が低いことが望ましいだけです。



U2コンパレータとして、マイクロパワーMicrochip MCP6V11 IOWを使用しました。これは、その優れた効率で気に入っています-バックグラウンドでわずか7マイクロアンペアです。ただし、従来のYOWと比較すると、当然ながらタートルとしては低速です（GBW 80 kHz、スルーレートはわずか0.03 V /μs）。とにかくここでうまく機能します。ちなみに、ヒステリシスを内蔵した実際のコンパレータをここに配置しようとしました。バックグラウンドでわずか600ナノアンペア（！）しか消費しない優れたサンプルMCP6541が見つかりました。トリガーされると、最大30 mAの電力で出力をプルできます... MCP6541は非常に高速に切り替えられることが判明しましたそのパルスの速度フロントは、ゲート電極の静電容量Q2を簡単に貫通して制御分周器R4R5R6の回路に入り、それ自身の反転入力に到達します。そのような動的なフィードバックが判明し、コンパレータは切り替わりませんが、生成を開始します。

この問題は、コンパレーターの出力とQ2ゲートの間に高抵抗抵抗器を追加するだけで解消されますが、追加の小さなSMD抵抗器を追加する場所がまったくないボードが既にあったので、MCP6V11をここに残しました。



LED1は、バッテリーに充電が流れていることを示すためにのみ必要です。良い方法で、これは数年ごとに起こるはずです...あなたは絶対に、任意の色を使用することができます、またはあなたはそれをまったく置くことができません。



抵抗器とコンデンサは最も一般的なSMDであり、サイズが小さいことを除いて、それらの要件はありません。 7343Hの場合は、ESRの低いタンタルコンデンサを使用しましたが、いずれも適合します。ボードのバッテリーコンパートメントに収まるだけです（W732 Philipsの場合、サイズは55x60x8 mmです）。



バッテリーを充電する過程で、ボード全体が最初の数時間、最大60度までまともに加熱されます。コンパートメントにまだ十分なスペースがあるので、ボードの面積を意図的に増やし、ボード上の加熱部分を広げて、お互いや他の隣人が無駄に過熱しないようにしました。





手で作られた、フォトレジスト。 FRの方法では0.15mmの「プロセス」を簡単に得ることができますが、何らかの理由で、錫メッキ時に細い道路が脱落するような品質の悪いテキソライトがあります。 ！



したがって、スマートフォンは最終的に適切に電源が供給され、あらゆる意味で「時計のように」動作します！コンセントからの電力とバッテリーからの両方で安定してオンになり、静かに動作します。充電器を接続すると、常に100％の充電が表示されます。コンセントから取り外すと、バックアップバッテリから静かに動作し続け、すぐに実際の電圧が表示され始めます。主電源を回復すると、再び静かに静かに100％充電されます。すべてが正常です！



原則として、同様の回路を介して、バッテリーの3番目の接点から単純な定電圧を受け取る携帯電話に電力を供給できます。

Android用デジタル時計

これで、問題は鉄で完了しました。ソフトウェアのトッピングの時が来ました。つまり、スマートフォンの画面で大きなデジタル時計を取得する必要がありました。



必要なものは次のとおりです。

1. 可能な最大数！私は目を細めて遠くから小さなものを見るのが好きではありません。
2. 任意の色の任意のフォントを配置する機能。可読性もこれに依存します。
3. 画面に時計を表示する排他性-時間桁以外はありません。天気予報、警告、メッセージ、ステータスバー、その他のナンセンスは表示されません。
4. スマートフォンの画面が自然に黒くなることはありません。
5. 画面の自動輝度調整機能が適切に機能しています。
6. 最大の信頼性（私はこの時計に今も住んでいます）。依存、フリーズ-これはすべて除外されます。

私はまず電話をつなぎ、手が届くゴミを容赦なく根こそぎにした。あらゆる種類のギャップ、ブロットウェア、および通常のロードに必要ではないすべてのものがバスケットに飛び込みました。多数のシステムアプリケーション、SIMカード、ダイヤラ、SMS、ブラウザ、カレンダー、壁紙、その他のナンセンスを操作するためのさまざまなユーティリティが含まれます。何度か行き過ぎた-電話がエラーでループした。しかし、私はすべてを復元し、再びそれをクリアしました。



それから長い間、私はアンドロイド用のフルスクリーンデジタル時計の通常のプログラムをインターネットで検索しました。同様のプログラムが山ほどあるにも関わらず、私にふさわしいものはほとんどありませんでした！すべての開発者は、例外なく、さまざまな不要なものを製品に詰め込もうとしています-何らかの面白い背景（切断不可能）から始まり、天気予報、ニュース、カレンダー、その他の類似のゴミで終わります。私は一般に、すでにすべての人に届いているポップアップ広告については黙っています...私は時計からの時間だけが必要でした！



また、監視プログラムとウィジェットの普遍的な機能は、画面領域の完全に不経済な使用です。数字はどこでも小さく、画面の端からの余白は巨大です。私のフィリップスの画面は最大のものではありません-たった4.3インチです。



要するに、私はほとんど唯一の適切なプログラム-Big Digital Clock 1.1.1を見つけました。





彼女は最大の数字を持っています。それでも、彼らはまだマトリックス領域の完全な使用からは程遠い。プログラムの利点-時間以外のすべてを画面から削除する機能、色、24時間形式、点滅しない分割コロン、画面の方向、および非フェードバックライトの自動メンテナンスを選択する機能。欠点について-典型的な7セグメントを模倣した、しっかりと縫い付けられたフォント。



それを提供し、毎日の使用を開始しました。最初はすべてが大丈夫でした-数字は大きいように見え、普通に見えます、そして私の昔の時間の後-一般に天と地！しかし、今では、約1か月の継続的な作業の後、私は突然、その時間が凍結することに気付き、変化しませんでした！なんてナンセンスだ！？確認することにしました-これは、プログラムの1回限りの不具合または「機能」です。



時計を再起動し、数週間後にフリーズが繰り返されました。時間は更新を停止します。代わりに、プログラムは7〜10分ごとにランダムにサグし、クロックを更新して再びagain迷に陥ります。そのような「信頼性」が私に合わなかったことは明らかです。

Android Automatorsとその「チップ」

これが実際に唯一の適切なプログラムだったので、私は松葉杖を発明し始めなければなりませんでした。凍結する前に、バグのある時計プログラムを定期的に再起動するために、何らかの種類のアンドロイドオートメーションデバイスをインストールする必要があると判断しました。Taskerを入れてください。彼は忙しかったので整理しました-しかし、私は好きではなかった...私はそれをAutomagicに変更しました。誰も知らない-この自動化ツールは、視覚的なフローチャートに基づいたスクリプトを使用します。そして、彼のこの特徴は本当に私を魅了しました！





バグのある時計プログラムを定期的に再起動する機能は、ほぼ即座に実装しました。そして、彼はAutomagicをメインの動作中のスマートフォンに搭載し、興味深い実験に1週間掛けました。その結果、私は携帯電話で日常生活に多くの有用性をもたらしました。



しかし、それは主なものではありませんでした。カスタムウィジェットなどのチップのAutomagicプロパティに出会いました。そして、その助けを借りて、プログラムの想像力と機能性しか持たない自家製のウィジェットを実際に描画して「復活」させることができました！それから、私は自分の心だけが望んでいるような時計を自分で描くことができることに気付きました！さらに、プログラムのヘルプでは、時計ウィジェットの作成例を説明しました。



数日後、すべてが最高の方法で準備が整いました！Nova lancerのおかげで、マトリックスの端までウィジェットを引き伸ばすことができます。また、ドックバーとステータスバーを非表示にして、画面をすべてのインターフェイス要素から解放しました。結果は次のとおりです。ディスプレイの境界線に関する膨大な数...最後に、嬉しい!!!





Automagicを使用すると、すべての要件を満たすことができました。任意の.ttfまたは.otfフォントを配置できます。画面に完全に収まるように、任意の比率で文字を描画および伸縮できます。最後に、必要なものだけを手に入れることができます！時計に分割コロンを描画しませんでした-シンプルなスペースで、すべてが完全に読み取り可能です。外部プログラムと松葉杖のアプリケーションでは、すぐに不要になりました。



さらに、時刻同期のためにGPS座標を定期的に修正するためにLocusも必要ありませんでした。これはすべて、自動化ツールで完全に実行できます。制御シナリオでは、必要なほぼすべてを実装できます。たとえば、画面を非フェード状態に維持します。



さらに一般的に、外観のさまざまな磨きで問題が発生しました。そして、なぜこれらすべてを簡単に実装できるのでしょうか？



たとえば、フォントのサイズのサイズと係数を選択する場合、4文字の時刻形式（XX：XX）から開始する必要があります。しかし、0：00から9:59の期間では、画面上に3桁しかありません。それらは4よりも小さい幅を占めるため、マトリックスを完全には使用しません。些細なことですが、いです。Automagicを使用すると、追加のコマンドをいくつか追加するだけで、ケースを簡単に解決できます。これは、カスタム・ウィジェットのほぼすべてのパラメータを変更することを可能にする機能を持っている場では。この場合、これはフォント文字の幅（フラットネス）の要因であり、上記の時間間隔のトリガーによって変更するように設定します。うまくいく！





最初は、毎分発生するクロック測定値を更新する瞬間についても疑問がありました。 Automagicは、スマートフォンのシステムクロックの分数の変更と同期するのではなく、arbitrarily意的に1分間のランダムエラーを発生させるのではないかと心配しました。 私はチェックし始めました...



Automagicには、カスタムウィジェットに時間を実装する2つの異なる方法があります。 外部アクションイベントによって、ウィジェットの通常のテキストフィールドに数値を送信できます。 そのようなイベントごとに、「固定時間」という特別なオプションがあります。これは、システム時間が変更された瞬間に同期して送信する必要があることを意味します。



そして、2番目の方法はより簡単です-外部スクリプトを使用せず、タイプのシステムコール関数をウィジェットの目的のテキストフィールドに直接書き込むことで構成されます

{getDate(),dateFormat,HH:mm}
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

しかし、「固定時間」というようなオプションはありません。 ウィジェットは「自動更新」にチェックされ、「更新間隔」に正確に1分間設定されます。 そしてここでの私の懸念は、1分間のウィジェットの自己更新のこの間隔が、システム時間の分の変化の「グリッド」の時間に対して任意にカウントできることでした。 私はいくつかの実験をしましたが、私の喜びはすべてが順調であることがわかりました。 システムクロックの分が変わるとすぐに、ウィジェットはすぐに自動的に更新されます！



どの時点でウィジェットが機能し始めても関係ありません。

自動輝度画面

私が次にしたかったのは、画面の鮮明な自動明るさでした。 私の古いフィリップスに組み込まれた自動輝度はひどく働きました。 けいれん、不十分、非常に狭い範囲。 ここでは、多くの自動輝度調整プログラムの1つを煩わせずに配置しました。 最初はLuxを試しましたが、直感的ではないチンキや複雑なプロファイルは好きではありませんでした。 Velisに変更すると、これが必要なものであることがわかりました。 私が特に気に入ったこと-Velisを使用すると、ルクスメーターの測定値に対する輝度の依存性の実際の曲線を描くことができ、リアルタイムでこのグラフにスマートフォンがそれに応じて輝度を調整する方法を示します。 画面がほとんど見えない場合、明るさの変化の非常に滑らかな法則と、もちろん最大1％の任意の値を設定できます。 数字がかろうじて発光する夜に非常に便利です。



新しい時計を駆け回っている間、スマートフォンのマトリックスは、完全に黒い画面の背景であっても、バックライトが突き刺さっている状態で、きちんと光っていることに気付きました。 これは特に完全な暗闇で顕著です。画面の四角形は、グロー効果のような灰色の背景の形ではっきりと見えます。 外部フィルターで修正することにしました。 私が赤を選んだ時計の数字の色 遠くから最もはっきりと見える赤い色。



最初のフィルターを手動で作成しました-インクジェットプリンターで透明なフィルムに赤の塗りつぶしを印刷し、2つのまだ生の印刷物を互いにインクで折り畳みました。 フィルムはしっかりと接着され、濃い赤色の良好な透明「ガラス」が得られます。 ちなみに、このようなライフハックはもう機能しません。私の仕事では、すべてのインクジェットプリンターがファッショナブルなレーザーMFPに取って代わられたためです。 彼らは完全に紙に印刷しますが、彼らの助けを借りてフィルムに透明な色を塗りつぶすことは不可能です-何も見えないノイズの多いマット層があります。



しかし、ここで私はどういうわけか鉛筆のためにKomusに行きました。





これは普通のオフィス用紙トレイですが、それが何でできているか見てください。 プレキシガラスまたは透明プラスチックのいずれかですが、フィルターに必要なのと同じ色と光の透過率です。 私はそれを購入し、スクリーンに合うように慎重にプレートを切り取り、それを適合させました。 美人！

最後の仕上げ

原則として、これについては、古い不要な携帯電話の優れた美しい時計への変換は完全であると考えることができます。



確かに、ヒープの前でさえ、フォントエディタで.otfフォントを少し変更して、文字が思い通りに、わずかに曲がるまで混乱しました。 些細なことですが、素晴らしい！ また、文字を変更するときに行が移動してディスプレイの境界を超えてクロールされないように、フォントを等幅にする必要がありました。 オープンソースフォントエディタの1つであるGlyphr Studioを使用しました。



結局のところ、部屋の隅にある棚に構造全体を固定するだけです。 創造性には大きな範囲があります。 単純にアルミニウムのL字型のストリップを曲げ、スマートフォンの背面カバーをネジで静かにねじ込みました。 シェルフにもう一方の端をねじ込みます。 任意の表示角度を設定して回転できます。 アルミニウムを少し曲げずに曲げ、垂直方向に角度を調整します。 実際、私は一般的にすべてをインストールしたので、もう触れません。



バックアップバッテリーは、取り付けストリップの屈曲部に適合しています。 ここで私は絶妙なデザインなしでやった、後ろからは何も見えない。 バッテリー用の端子容器も気にしませんでしたが、はんだごてで過熱しないように、バッテリーの内部内容物に隣接していない場所で18650金属ケースに直接慎重にはんだ付けしました。



すべての接続は通常の配線で行われ、スマートフォンの背面カバーに開けられた穴から投げられます。 そして内部では、スマートフォンボードの詳細とトラックを直接見つけました。



合計で、2本の外部ワイヤが設計から引き出されます。電源充電器からの5V電源と、窓に行き、そこにあるガラスに粘着テープで接着されたGPSアンテナケーブルです。



ほぼ1年間、時計は、大きくて美しい数字、正確な動作、中断のない信頼できる操作で私を喜ばせてきました。



そして、楽しみのために、2番目の時計ウィジェットを作成しました-スマートフォンの垂直方向の位置用です。





このような型破りな配置の数字をさらに大きくすることができるという理由で、つまり画面領域の有用な使用が可能な限り最大になることが理由で、私はそれを発明し始めました。 さらに、この場合、時間形式X：XXからXX：XX、またはその逆に切り替えるたびに文字幅係数を変更する必要がなくなります。すべてが常に自動的に中断されるためです。



確かに、このような非標準の縦型時計を見せたほとんどの人は、「fuuu、横型の方がいい！」 まあ、これはアマチュアの問題です、私は個人的に両方が好きです。



それだけです 読んでくれた皆さん、ありがとう！