Dobrý den, pánové Habra a dámy Habra!
Myslím, že někteří z vás jsou obeznámeni se situací:
„Auto, dopravní zácpa, N-tá hodina jízdy. Komunikátor s navigátorem spuštěným po 3. době pípne o konci nabíjení, přestože je neustále připojen k nabíjení. A vy se jako zlo absolutně neorientujete v této části města.
Dále budu mluvit o tom, jak se středně rovnýma rukama, malou sadou nástrojů a trochou peněz postavit univerzální (vhodný pro nabíjení jmenovitým proudem, jak Apple, tak všechna ostatní zařízení), automobilový USB nabíjení pro vaše gadgety.
VAROVÁNÍ: Pod řezem je spousta fotek, nějaká práce, žádná LUT a žádný happy end (zatím ne).
Autore, co za to všechno?
Před časem se mi stal příběh popsaný v prologu, čínské usb dvojče si naprosto bezostyšně nechalo během navigace vybít chytrý telefon, z deklarovaných 500mA vydalo cca 350 pro obě zásuvky. Musím říct, že jsem byl hodně naštvaný. No dobře – sám jsem blázen, rozhodl jsem se a ještě tentýž den večer byla na eBayi objednána 2A autonabíječka, která odpočívala v hlubinách čínsko-izraelské pošty. Šťastnou náhodou se mi povaloval DC-DC step down měnič s výstupním proudem až 3 A a rozhodl jsem se na jeho základě sestavit spolehlivou a univerzální autonabíječku.Něco málo o nabíječkách.
Většinu nabíječek, které jsou na trhu, bych rozdělil do čtyř typů:
1. Apple - nabroušený pro Apple-zařízení, vybavený malým nabíjecím trikem.
2. Obyčejný - zaměřený na většinu gadgetů, u kterých stačí zkratovaná DATA + a DATA- ke spotřebě jmenovitého nabíjecího proudu (ten, který je deklarován na nabíječce vašeho gadgetu).
3. Hloupý - ve kterém DATA + a DATA- visí ve vzduchu. V tomto ohledu se vaše zařízení rozhodne, že se jedná o rozbočovač USB nebo počítač a nespotřebovává více než 500 mA, což negativně ovlivňuje rychlost nabíjení nebo dokonce při jeho nepřítomnosti při zátěži.
4. Vychytralost%!$&e - protože mají uvnitř nainstalovaný mikrokontrolér, který zařízení říká, že něco z kategorie toho, co známý hrdina Kipling řekl zvířatům - "Jsme stejné krve, ty a já", kontroluje originalitu poplatku. U všech ostatních zařízení se jedná o třetí typ paměti.
Poslední dvě možnosti z pochopitelných důvodů nepovažuji za zajímavé a dokonce škodlivé, proto se zaměříme na první dvě. Vzhledem k tomu, že naše nabíjení by mělo umět nabíjet Apple i všechny ostatní vychytávky, využíváme dva USB výstupy, jeden bude zaměřen na zařízení Apple, druhý na všechny ostatní. Podotýkám pouze, že pokud gadget omylem připojíte k USB zásuvce, která k tomu není určena, nestane se nic hrozného, prostě si vezme stejných notoricky známých 500 mA.
Takže cíl: "Až trochu zapracujete rukama, pořiďte si univerzální nabíječku do auta."
Co potřebujeme
1. Pro začátek se pojďme zabývat nabíjecím proudem, obvykle je to 1A pro smartphony a asi 2 Ampéry pro tablety (mimochodem, můj Nexus 7 si z nějakého důvodu z vlastního nabíjení neodebere více než 1,2A) . Celkově pro současné nabíjení průměrného tabletu a smartphonu potřebujeme proud 3A. Takže DC-DC měnič, který mám k dispozici, je docela vhodný. Musím uznat, že pro tyto účely by se lépe hodil 4A nebo 5A převodník, aby měl dostatek proudu pro 2 tablety, ale nenašel jsem kompaktní a levná řešení a i čas utíkal.Takže jsem použil to, co bylo:
Vstupní napětí: 4-35V.
Výstupní napětí: 1,23-30V (nastavitelné potenciometrem).
Maximální výstupní proud: 3A.
Typ: Step Down Buck Converter.
2. USB zásuvka, použil jsem dvojitou, kterou jsem připájel ze starého USB hubu.
Použít můžete i běžné zásuvky z prodlužovacího USB kabelu.
3. Breadboard. Aby bylo možné k něčemu připájet USB zásuvku a sestavit jednoduchý nabíjecí obvod pro Apple.
4. Rezistory nebo odpory, jak chcete, a jedna LED. Pouze 5 kusů, 75 kOhm, 43 kOhm, 2 s nominální hodnotou 50 kOhm a jeden na 70 Ohm. Na prvních 4 se staví schéma Apple nabíjení, při 70 ohmech jsem použil k omezení proudu na LED.
5. Tělo. V popelnicích své vlasti jsem našel pouzdro na baterku Mag-Lite. Obecně by bylo ideální černé pouzdro na zubní kartáček, ale žádné jsem nenašel.
6. Pájka, kalafuna, pájka, drátkořezy, vrtačka a hodina volna.
Sbíráme nabíjení
1. Nejprve jsem zkratoval piny DATA + a DATA- k sobě na jedné ze zásuvek:
* Omlouvám se za tvrdost, vstal jsem brzy a tělo chtělo spát a mozek pokračoval v experimentu.
Toto bude naše odbytiště pro ne-jablečné gadgety.
2. Odřízneme požadovaný rozměr prkénka a označíme a vyvrtáme v něm otvory pro montážní nožičky USB zásuvky a zároveň zkontrolujeme, zda kontaktní nožičky lícují s otvory v desce.
3. Vložíme patici, zafixujeme a připájeme na prkénko. Kontakty + 5V první (1) a druhé (5) zásuvky vzájemně sepneme, totéž uděláme s kontakty GND (4 a 8).
Foto je pouze pro upřesnění, kontakty jsou již připájeny na prkénku
4. Ke zbývajícím dvěma kontaktům DATA+ a DATA- připájejte následující obvod:
Pro pozorování polarity používáme konektor USB:
Mám to takhle:
Nezapomeňte upravit výstupní napětí, pomocí šroubováku a voltmetru nastavte 5 - 5,1V.
Rozhodl jsem se také přidat indikaci k napájecímu obvodu USB, paralelně k + 5V a GND jsem připájel žlutý led s odporem 70 Ohm pro omezení proudu.
Přesvědčivý požadavek na lidi s jemnou duševní organizací a další milovníky krásy: "Nedívejte se na následující obrázek, protože pájení je křivé."
Jsem statečná!
5. Připevníme desku převodníku na naši prkénko. Udělal jsem to pomocí nohou ze všech stejných rezistorů, které jsem připájel do kontaktních otvorů na desce převodníku a na prkénku.
6. Připájejte výstupy převodníku k odpovídajícím vstupům na USB zásuvce. Dodržujte polaritu!
7. Vezmeme pouzdro, označíme a vyvrtáme otvory pro osazení naší desky, označíme a vyřízneme místo pro USB zásuvku a naproti čipu převodníku přidáme otvory pro ventilaci.
Připevníme prkénko pomocí šroubů k pouzdru a získáme tuto krabici:
Ve stroji to vypadá takto:
Testy
Dále jsem se rozhodl zkontrolovat, zda moje zařízení budou skutečně považovat za nabíjení z nativní nabíječky. A zároveň měřit proudy.Napájení zajišťuje PSU ze staré 24V 3,3A tiskárny.
Měřil jsem proud před přechodem na USB.
Při pohledu do budoucna řeknu, že všechna zařízení, která jsem rozpoznal, se nabíjejí.
K USB zásuvce číslo jedna (která je určena pro různé gadgety) jsem připojil:
HTC Sensation, HTC Wildfire S, Nokia E72, Nexus 7, Samsung Galaxy ACE2.
U Sensation a Nexus 7 jsem zkontroloval doby nabíjení, počínaje 1 % a nabíjet až na 100 %.
Smartphone se nabil za 1 hodinu 43 minut (baterie Anker 1900 mAh), podotýkám, že nabíjení ze standardního nabití trvá asi 2 hodiny.
Tablet se nabil za 3 hodiny 33 minut, což je o půl hodiny déle než nabíjení ze sítě (nabíjel jsem pouze jedno zařízení najednou).
Oběma Zařízení Android Z nabití jsem si vzal maximum, musel jsem připájet malý adaptér (který se připojoval k apple USB), k němu bylo připojeno HTC Sensation.
Do USB zásuvky číslo dvě jsem připojil: Ipod Nano, ipod touch 4G, Iphone 4S, Ipad 2. Vzhledem k tomu, že Nano je směšné nabíjet takovou věc - mě to vzalo maximálně 200 mA, zaškrtl jsem Touch 4g a iPad. Ipod se nabíjel 1 hodinu 17 minut z nuly na 100 % (i když s IPAD 2). Nabíjení iPadu 2 trvalo 4 hodiny a 46 minut (jedna).
Jak vidíte, Iphone 4S spotřebovává svůj jmenovitý proud s potěšením.
Mimochodem Ipad 2 mě překvapil, absolutně se nevyhýbal obvodům se zkratovanými datovými kontakty a odebíral naprosto stejné proudy jako ze zásuvky pro něj určené.
Proces nabíjení a závěry
Pro začátek mi dovolte připomenout, že všechna zařízení, která používají lithiové baterie mít regulátor nabíjení. Funguje podle následujícího schématu:
Graf je zprůměrován a může se pro různá zařízení lišit.
Jak je patrné z grafu, na začátku nabíjecího cyklu umožňuje regulátor nabíjet maximum přípustný proud pro vaše zařízení a postupně snižuje proud. Úroveň nabití je určena napětím, regulátory také sledují teplotu a při vysokých hodnotách vypínají nabíjení. Ovladače nabíjení mohou být umístěny v samotném zařízení, v baterii nebo v nabíječce (velmi zřídka).
Můžete si přečíst více o nabíjení lithiových článků.
Vlastně se zde dostáváme k tomu, proč se toto téma nazývá: "Pokus číslo jedna." Fakt je, že maximum, co se mi podařilo z nálože vymáčknout, je: 1,77A
No důvodem podle mě není optimálně zvolená tlumivka, která zase brání Buck-konvertoru dodávat svůj maximální proud. Myslel jsem, že ho vyměním, ale nemám nástroj na pájení SMD a v blízké budoucnosti se to neočekává. Není to chyba konstruktérů desek eBay, je to pouze vlastnost tohoto obvodu, protože se stará o různá vstupní a výstupní napětí. Za takových podmínek je prostě nemožné dodat maximální proud v celém rozsahu napětí.
Díky tomu jsem získal zařízení, které dokáže nabíjet dva smartphony současně nebo jeden tablet v autě za rozumnou dobu.
V souvislosti s výše uvedeným bylo rozhodnuto ponechat tento náboj tak, jak je, a sestavit nový, zcela vlastníma rukama, na základě výkonnějšího převodníku LM2678,
který bude v budoucnu schopen „krmit“ dva tablety a smartphone současně (výstup 5A). Ale o tom až příště!
V našem technologickém věku je těžké si představit život bez telefonu. A jaká je frustrace, když si sedne. Pokud se to stalo doma nebo v kanceláři, není to samozřejmě problém, zapojte nabíječku do zásuvky a je to. Ale při cestování v autě nebo při práci s věčným cestováním to nepůjde.
To vyžaduje nabíječku v autě. Dá se samozřejmě koupit na prodejně, ale nehledáme jednoduché cesty, tím spíš, že není problém ho sestavit.
Za základ bude vzat čip MC34063, obvykle se používá v měničích napětí DC / DC, tzn. od trvalého k trvalému.
Což je přesně to, co potřebujeme. Jak víte, napájení palubní sítě je 12 V a pro nabíječka Je potřeba 5 V. Proto na základě tohoto mikroobvodu sestavíme měnič napětí z 12 V na 5V. Kruhový diagram budoucí zařízení je uvedeno níže.
Jmenovité výstupní napětí je nastaveno hodnotami rezistorů R2 a R3. Pro požadovanou hodnotu 5 V je nutné nastavit R2=1 kΩ, R3=3 kΩ. Vzorec pro určení hodnoty výstupního napětí je uveden níže, takže pokud potřebujete nastavit výstup na jiné napětí, můžete jej použít k výpočtu.
V zásadě můžete vytvořit univerzální adaptér, pokud na místo R3 vložíte proměnnou a odšroubujete požadovanou hodnotu. Jediná věc, kterou je třeba před tím udělat, je výpočet, abychom pochopili, v jakém rozsahu by jeho hodnoty měly být.
Rezistor R1 hraje roli omezovače proudu, když je R1 nastaven na 0,3 Ohm, překročení výstupního proudu o více než 500 mA vypne zařízení, snížení hodnoty odporu zvýší limit cutoff proudu.
Kondenzátor C3 nastavuje frekvenci měniče, zbývající kondenzátory jsou filtrační. Induktor funguje také jako filtr, počítá se pro proud 1 A. Jako dioda byla vybrána 1N5819, ale docela vhodný je i domácí analog.
Adaptér je sestaven na základě pouzdra Z-43, jeho velikost je dostatečná pro kompaktní umístění celé základny prvku. Na vstupu dáme zástrčku do zapalovače na výstupní USB konektor - hotovo!
