如何從手機音頻口獲得電能

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如何從手機音頻口獲得電能


時下手機音頻(耳塞)口的外設配件已不是什麼新鮮事了。
目前應用最廣的就是支付領域了,似乎Square公司在2011年就展開了移動支付業務,推出的刷卡支付方式受到的廣泛的使用和好評,在短短的一年時間做出了驚人的成績。現在國內也有很多廠商模仿退出類似產品和服務。
如何從手機音頻口獲得電能
Square的產品

如何從手機音頻口獲得電能
國內的類似產品

從圖上可以看出,這些個玩意兒只是利用了手機的耳塞插口,所以電源、通信都在一個耳塞插口。
這個項目Hijack http://web.eecs.umich.edu/~prabal/projects/hijack/ 是另外一個更好的應用耳塞插口的例子。
如何從手機音頻口獲得電能
Hijack

HiJack是一個硬件和軟件平臺,用來在小型、低耗電周邊設備和iOS設備之間建立通信。該系統採用22kHz音頻信號,將其轉換爲7.4mW電能(轉化效率47%),可以帶動一個TI MSP430微控制器和其它電子元件,允許HiJack和iOS應用進行通信。所有的資料都能在上面給的鏈接找到,有興趣的可以自己動手做一個。
本文就單獨對如何從手機音頻口獲得電能做一個介紹。
下面是我的實驗過程:
1. 手機的耳塞插孔簡介
如何從手機音頻口獲得電能


手機耳塞插孔線都是由四根線組成,也就是插頭前面分成四部分,1和2是兩路音頻輸出,這個對所有耳機插孔都是兼容的,極個別廠商也許會有例外?至少我沒見過。因爲普通的3根線的耳塞在那款設備上都可以用,普通耳塞的3、4兩根線其實只有一根的,也就是上圖中的3、4中間是沒有隔開的,就是一跟底線GND。而手機的耳塞插孔3、4有一根是GND,還有一根則是麥克風MIC輸入。這兩根線好多廠商都不一樣,比如iphone就是3對應GND,4是MIC;而我手頭的索愛E15i和諾基亞E63則是3對應MIC,4對應GND,華爲C8812則跟iphone一樣。

2. 電路
這是電路和對應的元器件型號表(價目都列出來了):
如何從手機音頻口獲得電能

如何從手機音頻口獲得電能

J1接耳塞一路輸出(另外一路還可以留作他用)。之後是一個升壓變壓器T1,因爲輸出的音頻電壓很低,甚至不能觸發後面的FET導通,所以需要先升壓。升壓完了之後經過FET組成的橋整流電路,再經D1調整以後就得到直流輸出。實際做電路的時候發現T1很難買,價格比起這個指導價巨貴,這個指導價是一萬片的價格,另外Q1-Q4也不好買,就用了A3401和A3402代替。
做好以後像下面這樣,ugly but works:

如何從手機音頻口獲得電能


3. 實驗
音頻輸出找了個Android simple frequency generator的軟件,它可以調整輸出頻率和波形,結果發現輸出16448HZ的方波的時候輸出電壓最大。其實是可以通過最佳匹配輸入阻抗來計算這個頻率值的,但是不清楚廠商的技術指標,所以直接試也是不錯的辦法,而且很方便。
華爲手機能得到2.2v的電壓,發光二接管亮了。
如何從手機音頻口獲得電能

索愛的能得到2.8V。
如何從手機音頻口獲得電能

Hijack的文檔上說它在iphone能得到3.5v電壓,不曾考究過。如果電壓在2.2V-2.8V,可以加個charge pump來調整到3.3V。只要最後功率能達到驅動應用電路就可以了。

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