Как с помощью паяльника можно превратить карманный компьютер Palm в весьма продвинутое устройство. Часть I

Disclaimer (Отмазка): Все описанные ниже виды модернизации могут быть выполнены только под Вашу полную ответственность. Любая произведенная модернизация устройства может лишить Вас гарантии от фирмы-изготовителя. Строго не рекомендуется выполнять описанные в данном материале модификации, если Вы не готовы нарушить функциональность Вашего устройства.

Примечание 1: Пожалуйста, ни при каких обстоятельствах не запрашивайте у изготовителя устройства информацию относительно описанных здесь модификаций.

Примечание 2: Автор не берет на себя никакой ответственности, за что бы то ни было, за любое повреждение (или ущерб), которое Вы можете причинить Вашему устройству или оборудованию при выполнении описанных модификаций.

Со времен первого каменного топора человеку не дает покоя желание изменять и улучшать окружающие его вещи. И хотя в наш век это делать труднее, чем, допустим, сто или двести лет назад, настоящие умельцы всегда найдут применение своим знаниям. Особенно, если у них есть такая интересная вещь, как электронный органайзер (он же карманный персональный компьютер или КПК) PalmPilot от компании 3Com или один из его ближайших родственников семейства Palm (к ним, относятся и КПК WorkPad от IBM).
Итак, тому, что можно сделать с вашим наладонным помощником для улучшения его функциональных качеств и будет посвящен этот текст.

1. Старинная китайская забава "Дракон, внемлющий флейте", она же "Компьютер, слушающий свой DTR".

Применимость: Pilot (все модификации), PalmPilot (Personal и Professional), Palm III, IBM WorkPad (модели 8602-10U и 8602-20X). На более новых моделях не проверялось.
Сложность: 1/5
Лишение гарантии изготовителя на устройство: нет

Многие пользователи, оставляющие свой PalmPilot в подставке (крэдле), после синхронизации с настольным компьютером замечают, что батарейки карманного компьютера разряжаются заметно быстрее. Это связано с тем, что PalmPilot всегда держит сигнал DTR поднятым и, таким образом, находясь в крэдле, питает соответствующие цепи компьютера, анализирующие состояние DSR. Получается, что батарейки КПК расходуются на питание некой нагрузки, подключенной между его DTR и землей (SG). Наша задача состоит в том, чтобы убрать эту "паразитную" нагрузку. Это реализовывается очень просто: DTR PalmPilot'а нужно оставить "висеть в воздухе", а на компьютере сигнал DTR замкнуть на собственный DSR. В этом случае компьютер будет спрашивать (ждать свой DSR): "PalmPilot включен?" и сам себе тут же отвечать (слушая собственный "вечно" включенный DTR): "Да, PalmPilot включен".

На практике это реализуется следующим образом:

1. Глядя на лицевую сторону крэдла, найдите первый слева из 10 контактов.

Palm Upgrade Image #1

2. Развинтите крэдл и обрежьте провод, подходящий к этому контакту.
3. Завинтите крэдл и начинайте радоваться тому, что выключенный PalmPilot, оставленный теперь в крэдле, будет потреблять не 1 мА/ч, а 0,15 мА/ч (т.е. в 6,7 раз меньше).
Можно на этом и остановиться, но по науке, хорошо бы еще на компьютере DTR замкнуть на собственный DSR.

2. Повесть о "Бесконечных батарейках" ("Заряжающий крэдл, как средство борьбы с энерджайзерамаи и дюраселами"). Оригинальная методика разработана Till Harbaum.

Применимость: Все модели, кроме Palm V
Сложность: 2,5/5
Лишение гарантии изготовителя на устройство: да

Описанный выше способ борьбы с утекающим из КПК током все же подразумевает, что со временем батарейки органайзера разрядятся и вам все равно придется бежать в магазин за новыми. (Некоторых это факт наводит на мысли, что батарейки формата AAA тоже изобрела компания U.S. Robotics, для того, чтобы окупить вложенные в разработку PalmPilot средства. Глядя на логотип "3Com" на всех новых моделях Palm, можно смело сделать вывод, что ее это все равно не спасло J ). Однако нашлись люди, которых такое положение дел не устраивало, они немного подумали и придумали:правильно, "заряжающий крэдл". Эта модификация синхронизационной подставки (крэдла) позволяет устройству PalmPilot не только работать от аккумуляторов, но и заряжать их во время нахождения карманного компьютера в подставке.
В этой части я хочу рассказать вам об электронной схеме, которая может быть смонтирована в крэдле PalmPilot и позволяет автоматически заряжать батареи при установке КПК в подставку. Эта схема уже была успешно протестирована на всех моделях Palm (за исключением Palm V, обладающего, как известно, собственным "заряжающим крэдлом"). Заряжающая электроника позволяет осуществлять быструю зарядку никель-металгидридных (NiMH) аккумуляторов. Она работает с Palm независимо от того, включен он или нет, позволяя даже одновременно производить синхронизацию (HotSync) и зарядку. Зарядное устройство обладает способностью регулировать выходное напряжение таким образом, что даже при установке дефектных аккумуляторов или при их отсутствии, электроника вашего карманного друга не пострадает. Зарядное устройство довольно быстро заряжает батареи до их полной емкости, а затем переходит в режим подзарядки для компенсации разряда батарей. Кроме того, с заряжающим крэдлом можно легко использовать любой не усовершенствованный Palm (заряжаться при этом он, конечно, не будет), а сам доработанный Palm может использоваться с любыми не модифицированными подставками без всяких ограничений.

Для того, чтобы Пилот мог заряжаться от подставки, необходимо произвести небольшую его модернизацию, а именно, установить диод (D5) между неиспользуемым 9-м контактом синхронизационной подставки и положительной клеммой батареи.

9-й контакт не используется и даже отключен в моделях Pilot Personal и Professional, но все равно вам нужно припаять тонкий провод к краю контакта так осторожно, чтобы припой не попал на центр золотого контакта. В моделях Palm III, Palm IIIx и Palm IIIe есть тонкая дорожка, соединяющая неиспользуемый контакт с резервным контактом на обратной стороне основной платы. Этот контакт не должен быть использован для пайки, поскольку он расположен с обратной стороны контактной резины четырех функциональных клавиш. Вместо этого вы должны удалить часть зеленой изоляции на дорожке, подходящей к контакту 9, и припаять в этом месте провод. Будьте очень осторожны: не сотрите изоляцию дорожек с обратной стороны и не закоротите контакты. Как только вы соединили контакт 9 с анодом диода, а его катод к положительной клемме батарейки, монтажные работы внутри Пилота можно считать законченными. Теперь можно заняться:

Само зарядное устройство будет находиться в подставке. Но, сначала вам нужно ее открыть. У моделей PalmIII/x/e вам просто нужно открутить винт на нижней панели. А вот у более старых моделей открыть крэдл чуть труднее и вам нужно будет для этого сдвинуть переднюю панель (ту, на которой находится кнопка) вниз. Возможно, вам придется раздвинуть две защелки на нижней части, чтобы убрать переднюю панель.

В синхронизационной подставке Palm III вполне достаточно места для размещения в ней зарядного устройства (см. рисунок), а вот в подставке от старых моделей вам придется приделать его с тыльной части.

Сама схема зарядного устройства базируется на микросхеме MAX712CPE от Maxim. Размеры схемы 4,2см*2,7см позволяют ей легко поместиться в подставку.

Пожалуйста, не используйте маленькое изображение, чтобы протравить схему, а воспользуйтесь данной картинкой. Изображение является зеркальным отображением схемы. Если вы хотите сразу перенести изображение на текстолит, вам нужно распечатанную схему лицевой стороной приложить к плате. Имейте в виду, что размеры отверстий для диодов должны быть 1 миллиметр в диаметре, а остальные отверстия 0,8 мм.
Микросхема MAX712 представляет собой источник постоянного тока с ограничением по напряжению и таймером. MAX712 программируется через выводы PGM0-PGM3. В нашей схеме микросхема сконфигурирована для зарядки двух никель-металгидридных аккумуляторов. (Вывод PGM0 замкнут на V+, а PGM1 оставлен открытым). Два аккумулятора, вставленных в Palm, подсоединены через контакт 9 HotSync коннектора к одному из выводов диода D1. Текущая зарядка переключается транзистором T1, который контролируется контроллером зарядки U1. Контроллер постоянно отслеживает напряжение на резисторе Rsense. Значение в 2 Ома ограничивает ток заряда величиной 125мА. Ток заряда может быть изменен путем выбора другого номинала для Rsense (см. спецификацию). Значение 125мА было выбрано для аккумуляторов емкостью 450-550мАh и позволяет зарядить их за 4 часа. Для современных NiMH аккумуляторов емкостью 700 mAh номинал резистора Rsense должен быть 1,5 Ом.

Через выводы PGM2 и PGM3 контроллер программируется на прекращение зарядки примерно через 4,4 часа, даже если полная зарядка не была достигнута. Этот таймаут гарантирует безопасную работу даже с дефектными батареями и предотвращает перезарядку.
Контроллер постоянно отслеживает напряжение батарей через контакт "BATT+". Во время зарядки напряжение постоянно повышается, пока не станет постоянным к концу зарядки. После этого контроллер переключается в режим "поддерживающий" зарядки, чтобы предотвратить разрядку батарей.
Можно также использовать и совместимый контроллер зарядки MAX713, который позволяет заряжать никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы. Хотя аккумуляторы этого типа и дешевле никель-металгидридных, у них вполовину меньшая емкость и, кроме этого, они обладают таким неприятным эффектом, как "память", который влечет за собой потерю емкости, если аккумуляторы не были полностью разряжены перед зарядкой. Я настоятельно рекомендую использовать NiMh-батареи, поскольку их достаточно легко купить, они дешевы и обладают емкостью, примерно вполовину уступающей хорошим алкалайновым батарейкам.
Большинство "фирменных" зарядных устройств могут определять количество установленных для зарядки батарей. Однако эта возможность может стать роковой для Пилота, поскольку такие зарядные устройства повышают напряжение для определения количества подсоединенных батарей. Повышенное напряжение может легко вывести из строя электронику карманного компьютера. У MAX712 такой функции нет. Вместо этого она может программироваться для поддержки строго определенного числа аккумуляторов (в нашем случае двух). Это значит, что MAX712 выдаст максимальное выходное напряжение в 4 Вольта. Диод D5, встроенный в Palm обеспечит падение напряжения на 0,7 Вольта и, таким образом, на внутреннюю электронику КПК подастся напряжение не выше 3,3 Вольт. Такое напряжение безопасно и будет достигнуто только в случае, когда батареи окажутся дефектными или батареи не будут вставлены в Palm. Во время нормальной работы напряжение составляет значение 2,8-2,9 Вольта. Если напряжение достигнет 4 Вольт (3,3 Вольта в Пилоте), то зарядка будет прекращена и возобновится только после повторной установки КПК в подставку. После повторной установки, контроллер продолжит операцию быстрой подзарядки до тех пор, пока батареи не будут заряжены. Таким образом, процесс зарядки будет осуществляться после каждой новой установки Palm.
Само зарядное устройство можно приклеить к передней панели подставки Palm (см. рисунок выше). Разъем внешнего питания можно разместить в задней части подставки. Следует быть очень осторожным при сборке подставки, поскольку в силу ограниченности места есть ненулевая вероятность случайно замкнуть зарядное устройство и PCB-коннектор подставки.
Два светодиода отображают состояние зарядного устройства. Зеленый светодиод показывает, что зарядное устройство включено. Желтый светодиод сигнализирует, что идет процесс быстрой зарядки. Он выключается, когда в подставке нет Palm или когда батареи заряжены и зарядное устройство перешло в "поддерживающий" режим. Светодиоды лучше расположить где-нибудь на передней части подставки. MAX712/713 обладает дополнительной возможностью контролировать температуру батарей. В данной схеме эта функция не используется, поскольку для этого понадобится задействовать дополнительные соединения и элементы внутри КПК. Поскольку в нашем случае ток зарядки довольно мал (125 мА), нет опасности перегрева батарей.

Источник питания должен быть как можно более дешевым. Главное требование, чтобы он выдавал ток 200 мА и напряжение примерно 7,5 Вольт. Источник не должен быть заземлен! Заземленный источник питания будет создавать наводки на "землю" настольного компьютера, соединенного через разъем RS-232 с подставкой и может привести к неправильному функционированию регулятора зарядки.

После того, как пайка окончена и все соединения внимательно проверены (правильно ли расположены диоды/конденсаторы) вы можете провести первое тестирование. Сначала подсоедините питание к схеме без установки MAX712. Диод D2 защитит схему от повреждения, если вы перепутали полярность питания. Светодиод питания (D4) должен гореть, а индикатор зарядки - светодиод D3 быть выключенным.

Теперь отключите питание и установите микросхему. После включения питания индикатор зарядки не должен гореть. Измерьте напряжение между 10-м контактом (GND,"земля") и 9-м (если смотреть с лицевой стороны на подставку, контакт 10 будет самым правым). Должно быть точно 4 Вольта. Теперь можно установить NiMh-аккумуляторы в КПК и установить его в подставку. Индикатор зарядки должен загореться и ток на входе должен быть около 150 мА. Мои поздравления, вам никогда больше не придется покупать батарейки для вашего КПК. Для правильной работы с батареями вам нужно уставить программу вроде Battery Hack или подобную ей и выбрать тип батарей "NiMh".