Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Строим универсальную, машинную USB зарядку (попытка номер раз)

Строим универсальную, машинную USB зарядку (попытка номер раз)

image
Здравствуйте Хабра-господа и Хабра-Дамы!
Думаю некоторым из Вас знакома ситуация:
«Автомобиль, пробка, N-ый час за рулем. Коммуникатор с запущенным навигатором уже 3-й раз пиликает об окончании заряда, несмотря на то что все время подключен к зарядке. А Вы, как на зло, абсолютно не ориентируетесь в этой части города.»
Далее, я расскажу о том, как имея в меру прямые руки, небольшой набор инструментов и немного денег соорудить универсальную (подходящую для зарядки номинальным током, как Apple, так и всех остальных устройств), автомобильную USB зарядку для Ваших гаджетов.

ОСТОРОЖНО: Под катом много фото, немного работы, никакого ЛУТ и нет хеппи энда (пока нет).

Автор, нафига все это?

Некоторое время назад со мной приключилась история описанная в прологе, китайский usb-двойник, абсолютно бессовестно дал разрядиться моему смарту во время навигации, из заявленных 500mA он выдавал около 350 на оба сокета. Надо сказать я был очень зол. Ну да ладно — сам дурак, решил я, и в этот же день, вечером, был заказан на eBay автомобильный зарядник на 2А, который почил в недрах китайско-израильской почты. По счастливой случайности, у меня завалялась платка конвертор DC-DC step down с выходным током до 3-х А и я решил на ее базе собрать себе надежный и универсальный зарядник для автомобиля.

Немного о зарядных устройствах.
Большинство зарядных устройств, которые присутствуют на рынке, я бы поделил на четыре типа:
1. Яблочные — заточенные под Apple-устройства, снабженные небольшой зарядной хитростью.
2. Обычные — ориентированные на большинство гаджетов, которым достаточно закороченных DATA+ и DATA- для потребления номинального тока заряда (тот, что заявлен на зарядном устройстве Вашего гаджета).
3. Бестолковые — у которых DATA+ и DATA- висят в воздухе. В связи с этим, Ваше устройство решает, что это USB-хаб или компьютер и не потребляет более 500 mA, что отрицательно сказывается на скорости заряда или вообще в отсутствии оного под нагрузкой.
4. Хитро%!amp;е — так как внутри у них установлен микроконтроллер, который сообщает устройству, что то из разряда того, что небезызвестный герой Киплинга сообщал животным — «Мы с тобой одной крови, ты и я», проверяет оригинальность зарядки. Для всех же остальных устройств они являются ЗУ третьего типа.

Последние два варианта, в силу понятных причин, считаю не интересными и даже вредными, поэтому сосредоточимся на первых двух. Поскольку наша зарядка должна уметь заряжать, как яблочные так и все остальные гаджеты мы используем два выхода USB, один будет ориентирован на Apple — устройства, второй на все остальные. Замечу лишь, что если Вы по ошибке подключите гаджет к не предназначенной для него USB розетке, ничего страшного не произойдет, просто он будет брать те же пресловутые 500mA.
Итак, цель: » Немного поработав руками получить универсальную зарядку для машины.»

Читайте так же:
Розетка силовая для электроплиты с обычной

Что нам понадобится

1.Для начала, разберемся с током заряда, обычно, это 1А для смартфонов и около 2-х Ампер для планшетов (кстати мой Nexus 7, почему то из своей же зарядки не берет более 1.2А). Итого для одновременной зарядки средних планшета и смартфона нам потребуется ток 3А. Значит конвертер DC-DC, что у меня имеется в наличии вполне подойдет. Должен признать, что конвертер на 4А или 5А для данных целей подошел бы лучше, для того что бы тока хватало на 2 планшета, но компактных и недорогих решений так и не нашел, да еще и время поджимало.
Поэтому я использовал то что было:
Входное напряжение: 4-35В.
Выходное напряжение: 1.23-30В (регулируется потенциометром).
Максимальный ток на выходе: 3А.
Тип: Step Down Buck converter.

2. USB розетка, я использовал двойную, которую выпаял из старого USB-хаба.

Так же можно использовать обычные сокеты от USB удлинителя.

3. Макетная плата. Для того что бы припаять к чему-нибудь USB розетку и собрать простенькую схему зарядки для Apple.

4. Резисторы или сопротивления, кому как больше нравится и один LED. Всего 5-ть штук, 75 кОм, 43 кОм, 2 номиналом 50 кОм и один на 70Ом. На первых 4-х как раз и строится схема зарядки Apple, на 70 Ом я использовал для ограничения тока на светодиоде.

5. Корпус. Я нашел в закромах родины футляр от фонарика Mag-Lite. Вообще, идеально бы подошел футляр от зубной щетки черного цвета, но я такового не нашел.

6. Паяльник, канифоль, припой, кусачки, дрель и час свободного времени.

Собираем зарядку

1. Первым делом я закоротил между собой выводы DATA+ и DATA- на одном из сокетов:


*Прошу прощение за резкость, встал рано и телу хотелось спать, а мозгу продолжения эксперимента.

Это как раз и будет наша розетка для не яблочных гаджетов.

2. Отрезаем нужный нам размер макетной платы и размечаем и сверлим в ней отверстия под крепежные ножки USB розетки, параллельно проверяя, что контактные ножки у нас совпадают с отверстиями в плате.

Читайте так же:
Настенный держатель для розетки

3. Вставляем сокет, фиксируем и припаиваем к макетной плате. Контакты +5В первой(1) и второй(5) розетки замыкаем между собой, так же поступаем и с контактами GND(4 и 8).


Фото только для пояснения, контакты пропаиваются уже на макетной плате

4. Распаиваем на оставшиеся два контакта DATA+ и DATA- следующую схему:

Для соблюдения полярности пользуемся распиновкой USB:

У меня получилось так:

Не забываем подстроить напряжение на выходе, при помощи отвертки и вольтметра задаем 5 — 5.1В.

Так же я решил добавить индикацию к цепи питания USB, паралельно к +5V и GND припаял желтый лед с резистором на 70Ом для ограничения тока.

Убедительная просьба к людям с тонкой душевной организации и прочим любителям прекрасного: «Не смотрите следующую картинку, ибо пайка кривая.»

5. Фиксируем плату конвертер на нашей макетной плате. Я это осуществил при помощи ножек от все тех же резисторов, запаяв их в контактные отверстия на плате конвертера и на макетной плате.

6. Припаиваем выходы конвертера к соответствующим входам на USB-сокете. Соблюдаем полярность!

7. Берем корпус, размечаем и сверлим отверстия под крепление нашей платы, размечаем и вырезаем место под USB розетку и добавляем отверстия для вентиляции напротив микросхемы конвертера.

Крепим макетную плату болтами к корпусу и получаем вот такую коробочку:

В Машине это выглядит так:

Тесты

Далее, я решил проверить реально ли мои устройства будут считать, что они заряжаются от родной зарядки. А заодно замерить и токи.
Питание обеспечено БП от старого принтера 24В 3.3А.
Ток я замерял перед выходом на USB.

Забегая вперед скажу, все имеющиеся у меня устройства зарядку признали.
К USB розетке номер один (которая предназначена для разных гаджетов ) я подключал:
HTC Sensation, HTC Wildfire S, Nokia E72, Nexus 7, Samsung Galaxy ACE2.
Для Sensation и Nexus 7 я проверил время зарядки, начинал с 1% и заряжал до 100%.
Смартфон зарядился за 1 час 43 минуты (батарейка Anker на 1900 mAh), должен заметить, что от стандартной зарядки он заряжается около 2-х часов.
Планшет же зарядился за 3 часа 33 минуты, что на пол часа дольше чем зарядка от сети (Одновременно заряжал только одно устройство).


Чтобы оба Android устройства брали из зарядки максимум, мне пришлось спаять небольшой переходничок(который подключал к apple USB), к нему подключен HTC Sensation.

К USB розетке номер два я подключал: Ipod Nano, Ipod Touch 4G, Iphone 4S, Ipad 2. Поскольку Nano заряжать такой штукой смешно — он у меня максимум 200 mA брал, проверял Touch 4g и IPad. Ipod заряжался 1 час 17 минут с нуля и до 100%(правда вместе с IPAD 2). Ipad 2 заряжался 4 часа и 46 минут (один).

Читайте так же:
Подрозетники под гипсокартон как установить розетку


Как Вы видите Iphone 4S с удовольствием потребляет свой номинальный ток.

Кстати, Ipad 2 меня удивил, он абсолютно не чурался схемы с закороченными дата контактами и потреблял абсолютно те же токи, что и от предназначенного для него сокета.

Процесс зарядки и выводы

Для начала напомню, что все устройства в которых используют литиевые аккумуляторы имеют в наличии контроллер заряда. Работает он по следующей схеме:

График усреднен и может варьироваться для разных устройств .

Как видно из графика, в начале зарядного цикла контроллер позволяет заряжать максимально допустимым током для Вашего устройства и постепенно снижает ток. Уровень заряда определяется по напряжению, так же контроллеры мониторят температуру и отключают зарядку при высоких значениях последней. Контроллеры заряда могут находится в самом устройстве, в аккумуляторе или в зарядном устройстве (очень редко).
Подробней о зарядке литиевых элементов можно почитать здесь.

Собственно тут мы и подошли к моменту почему этот топик называется: «Попыткой номер раз». Дело в том, что максимум, что у меня получилось выжать из зарядки это: 1.77А

Ну а причина, на мой взгляд, не оптимально подобранная катушка индуктивности, которая в свою очередь не дает Buck — конвертору выдать свой максимальный ток. Думал ее заменить, но инструмента для пайки SMD у меня нет и в ближайшее время не предвидится. Это не ошибка проектировщиков платы с ebay, это просто особенность данной схемы так как она ориентированна на различные входящие и исходящие напряжения. При подобных условиях просто невозможно выдавать максимальный ток на всем диапазоне напряжений.

В итоге, я получил устройство, которое способно заряжать два смартфона одновременно или один планшет в автомобиле за вменяемое время.

В связи с вышесказанным было решено оставить эту зарядку как есть и собрать новую, полностью своими руками, на базе более мощного конвертора LM2678,
который в перспективе, сможет «накормить» два планшета и смартфон одновременно (5А на выходе). Но об этом уже в следующий раз!

Краткое описание:

Розетка USB с креплением на зеркало с выключателем

Характеристики:
Цвет: черный
Входной интерфейс: 9-24 В
Выходной интерфейс: 5 В 1A/2.1A
Кнопка вкл/выкл: есть
Материал: ABS-пластик
Подходит для руля мотоцикла: 21-25 мм в диаметре.
Подходит для крепления зеркала мотоцикла (под болт): в пределах 10 мм диаметр.

Читайте так же:
Розетка двойная этюд технические характеристики

Производитель: Guangzhou motorcycle parts

Вес товара: 0.10 кг

Размер в упаковке: 100x60x30 мм.

Guangzhou motorcycle parts поставляют аналоги оригинальных запчастей для японских и европейских мотоциклов. Продукция производится в Китае, однако практически не уступающих по многим характеристикам оригинальным запчастям. Цены на продукцию Guangzhou motorcycle parts более привлекательные, чем у оригинальных запчастей. К тому же, среди ассортимента Guangzhou motorcycle parts многие мотоциклисты найдут уже снятые с производства OEM запчасти для своих мотоциклов.

купить недорого в Екатеринбурге

Производитель: Guangzhou motorcycle parts

Что нужно знать при выборе?

Покупая девайс на 12 или 220 Вольт, следует учитывать несколько нюансов:

  1. В первую очередь, следует обратить внимание на технические особенности. Главными параметрами являются сила тока на выходе и напряжение. Если ПА покупается для зарядки мобильных гаджетов, то выходной ток может составлять 1 Ампер, если для планшета — то 2.1 Ампер, не меньше. 2.1 Ампер — это параметр, которому лучше отдать предпочтение, если вы покупаете универсальный ПА.
  2. Еще один нюанс — крепление кабеля. Важно убедиться в том, что место соединения кабеля с коннектором и к ПА уплотнено при помощи специальной защиты. Если уплотнения нет, адаптер будет менее практичным и безопасным. Как показывает практика, со временем эксплуатации в месте соединения провод перегнется и сломается.
  3. Длина кабеля. Как известно, сам ПА в разных машинах может быть установлен по-разному. Если кабель будет слишком коротким, использование адаптера будет неудобным. Поэтому лучше всего приобрести девайс с запасом провода и желательно, чтобы сам кабель был витым, это позволит регулировать его длину при необходимости.
  4. Обратите внимание на корпус — он не должен быть хрупким. При сжимании корпуса не должно быть скрипа.
  5. Более качественные переходники оснащены встроенном защитой от замыканий.

Возможные причины поломки

Причин, из-за которых прикуриватель на Приоре может не работать, довольно много, но чаще всего они однотипны, и связаны с неправильным использованием данной детали или же вследствие его старения.

  • Загрязнение контактов внутри прикуривателя, которое приводит к невозможности проводимости тока через них. Такая проблема встречается довольно часто, если использовать прикуриватель по назначению. Остатки пепла попадают внутрь прикуривателя и загрязняют его.
  • Разъем прикуривателя, который подключатся к нему снизу, так же подвержен повреждениям. При использовании мощных аксессуаров возможно подгорание контактов.
  • Предохранитель прикуривателя одна из наиболее часто встречающихся проблем при неработающем прикуривателе. Перегорание предохранителя происходит из-за возможного короткого замыкания или использования мощных автомобильных аксессуаров.
  • Неисправность подсветки прикуривателя не приводит к его отказу, но все же когда в автомобиле что-то не работает это не хорошо и требует ремонта.
Читайте так же:
Сертификат соответствия розетка рпв

Проблемы, которые случаются с прикуривателем, ясны, теперь необходимо разобраться, как решить их починить прикуриватель.

Выбор автомобильного вольтметра

Аналоговый стрелочный вольтметр в машину

Аналоговый стрелочный вольтметр в машину

Абы какой прибор не подойдёт. Аналоговые или стрелочные отпадают сразу. Они прикольно выглядят, но толку от них очень мало. Нужен цифровой вольтметр со следующими параметрами:

  1. Диапазон измерений — до 30 В. Чем ближе эта цифра будет к измеряемому напряжению, тем точнее прибор. Например, вольтметры, которые могут измерять до 100 В, в диапазоне от 10 до 15 В менее точны, чем модели до 30 В.
  2. Количество знаков после запятой — 2. Обязательно при напряжении выше 10 В. Хитрые китайцы часто фотографируют свои вольтметры при напряжении 5-7 вольт, и после запятой реально есть 2 знака. Но стоит только подать более 10 В, и один знак после запятой исчезает, так как для него уже нет места.
  3. Скорость обновления показаний — до 25 миллисекунд. Быстрый вольтметр позволит проводить более обширную диагностику.
  4. Отдельное питание. Дешёвые модели питаются от того же напряжения, которое измеряют. А оно скачет. Чтобы показания на дисплее не гуляли, вольтметру нужно обеспечить отдельное, стабилизированное питание.
  5. Наличие калибровки. То ли китайские вольты отличаются от наших, то ли есть какие-то другие причины, но без калибровки практически невозможно найти два одинаково показывающих вольтметра.

Достойный вольтметр для автомобиля

Достойный вольтметр для автомобиля

Если выбранная вами модель не соответствует ни единому требованию из перечисленных, то делать расширенную диагностику не получится. Хотя кое-что и такие вольтметры в машине могут показать.

Следует ли пользоваться альтернативным подключением?

Специалисты не советуют подключать видеорегистратор в авто в обход прикуривателя. Подобные электрические схемы рекомендуется использовать исключительно как временный вариант, но ни в коем случае не постоянный, так как кабели очень быстро поддадутся тепловому старению.

Произвести монтаж и подсоединить видеорегистратор в обход прикуривателя возможно, хоть придётся немного повозиться. Если никогда раньше не занимались ничем подобным, то лучше не беритесь за такую работу, чтобы не вывести гаджет из строя.

Помните, что видеорегистратор в наше время — не роскошь и не баловство, а надёжный способ обезопасить себя от возникновения необоснованных претензий или обвинений в случае чрезвычайной ситуации.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector