Простая схема мощной автомобильной зарядки для планшета и других девайсов.
Нашел на просторах интернета интересную схемку для зарядки мобильных устройств током 4-5 Ампер. Дальше копипаст
В качестве силового компонента использован мощный биполярный транзистор КТ818ГМ или любой другой аналогичной мощности. В качестве стабилитрона использован отечественный стабилитрон малой мощности с номинальным напряжением стабилизации 4,7-5 Вольт, максимальная величина стабилизируемого напряжения составляет 10 Вольт (стабилитрон КС147А). Можно использовать другой стабилитрон с аналогичным напряжением стабилизации.
Силовой компонент (транзистор) устанавливаем на теплоотвод, может наблюдаться тепловыделения.
Напряжение электролитического (1000мкФ, 16В) конденсатора подбирается на 16, 25 или 50 Вольт, емкость может отклонятся от указанного на 20% в ту или иную сторону.
Выходной ток такой зарядки напрямую зависит от используемого транзистора, в нашем случает ток порядка 4-5 Ампер, что более, чем достаточно для зарядки любых планшетных компьютеров.
Резистор 680 Ом.
Такая схема может быть использована для зарядки мобильных телефонов MP3 плееров и CD проигрывателей и их питания в автомобиле.
Готовая схема получается очень компактной и может помещаться в компактном корпусе, размеры не более спичечного коробка.
Выходное напряжение 5-5.5 Вольт стабильное и не меняется в зависимости от скачков входного напряжения (напряжение автомобильного аккумулятора может снизится до 10 Вольт и подняться до 15 Вольт)
Строим универсальную, машинную USB зарядку (попытка номер раз)
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%!$&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.»
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.
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).
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:
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!
USB зарядник 3000 мА своими руками
Понадобилась зарядка планшетов для авто. Погуглил разные варианты и решил сваять подобную этой:
Главное преимущество — универсальность и большой ток заряда (до 3000 мА) при малых потерях на тепло. Да и зарядники всякие в прикуривателе надоели уже. Вот что из этого вышло.
Для стабилизатора на 5 Вольт прикупил на ебэе модули KIS-3R33S. Купил сразу десяток за 270 р хотя мог обойтись и одним. Току выдает 3 А. Не греется т.к. КПД у него до 95 %. Решил все же сделать две розетки с раздельными стабилизаторами. В итоге планшет и телефон можно заряжать одновременно не хуже чем дома.
Врезать USB не трудно, но требует терпения и аккуратности. За панелью есть ребра жесткости небольшие, которые как будто созданы для врезки USB разъемов. Между ними вырезал отверстия с помощью сверла на 2 мм и надфиля и на них же легла плата. Сзади скрепил все монтажной платой (просто припаял разъемы USB к монтажке) на которой и разместились резисторы для обмана продукции Apple. Хотя это совсем не обязательно. Модули закрепил на той же панели сзади двусторонним скотчем и термоклеем.
Подключил параллельно розеткам прикуривателя и POWER OUTLET каждый стабилизатор отдельно для пущей надежности.
правда тут чел сильно заморочился. Мне было лень и я сделал проще.
Добавил пару фоток еще одного зарядника для навигатора на таком же модуле. Настраиваю с помощью чарджер доктора. Его видно на фото. Синий такой. Удобная мелочь.
Адаптер для зарядки телефона в салоне автомобиля
Схемотехника рассматриваемого адаптера для зарядки от прикуривателя автомобиля не претендует на оригинальность и использует очень распространенную микросхему MC34063. Однако, печатная плата разработана под маленький корпус Z-43 и занимает мало места. Данный проект будет полезен тем, кто все же хотел бы самостоятельно изготовить зарядное устройство для телефона для автомобиля нежели покупать готовое устройство, так как суммарная стоимость устройств возможно будет одинаковой.
Итак, перейдем к схеме устройства:
Если бы номиналы получались не столь «красивыми», то необходимо было бы задать в начале другой номинал и заново рассчитать второй резистор.
На печатной плате в Sprint Layout на синем слое (М1) обозначена перемычка. На готовой печатной плате эта перемычка выполнена синим проводом.
Готовый адаптер выглядит так:
Размер вполне компактный получился.
Адаптер в рабочем положении:
К статье прилагается печатная плата в программе Sprint-Layout 6, а также проект протеус для симуляции работы схемы преобразователя.
Мощная USB зарядка в авто своими руками
Собрались мы как то с товарищем DRIVER-6307 пивка попить. А заодно, хотели разобраться почему у него Экшн-камера www.drive2.ru/l/9743390/ (используется в качестве регистратора) находясь на зарядке — разряжается… Питание брали с вот такой «пимпочки» в прикуриватель (типа 2.1А + 1.1А),
покупали вместе, у меня тоже таких 2-е штуки.
Проверяли как работает путем подключения амперметра перед самим прикуривателем, что меня удивило показания амперметра выше 0.5 ампера не поднимались! Также мы выяснили что два литра пива нам мало что при подключении того же самого устройства другим кабелем питания ток выростает на 30%. Короче сказал я Боде, кабель у тебя «ГОВНО», а он мне отвечает: «Мы же вместе покупали)))…» И тут я понял, что теперь я угощаю!))))…
Но все равно не давал мне покоя вопрос — почему только до 0.5А и выше не растет? Мы ведь подключал свой телефон, десяти дюймовый планшет на максимальной яркости и все такое…
В общем появилась у меня возможность поехать радио-рынок — попить кофе с моими знакомыми…
И рассказали они мне о том, что в большинстве этих «пимпочках» стоят слабые микрухи, которые можно менять на более мощные… В результате чего мощность оных выростает с 0.5А до 0.7А.
Но я хотел иметь больший запас…
И купил вот эти стабилизаторы напряжения до 3А каждый… + USB мамы и по совету одного «профессора» конденсаторы повышенной емкости для подавления помех. Помогло относительно — помехи на радио остались, но стали меньше чем от «пимпочки»…
Собрал на монтажной плате
По совету драйвовчан на правой паре выходов USB замкнул междусобой D+ и D- (для самсунгов и китайцев), а на левой паре в каждом выходе USB D+ подключил через сопротивление 3.3 кОм к ACC и D- подключил через сопротивление 3.3 кОм на GND (для Iphone) — скорость зарядки выросла.
Подключал по одному сдвоенному USB на каждый стабилизатор в отдельности. Вольтаж выставил на 5.3 и 5 вольт.
Втулил светодиод через сопротивление в 1 кОм (в наличии оказался только переменный)
Подключил от АКБ, через предохранитель и реле, управление рэллюшкой взял с прикуривателя (включается при повороте ключа в положение «ACC».
Фото конечного результата:
ИТОГ: май фай в машине заряжается за полтора часа, причем одновременно с телефоном, а раньше от 4-х до 6-ти, существенного нагревания не заметил.
Я ИСПОЛЬЗОВАЛ ШИМ СТАБЫ, ГОВОРЯТ, ЧТО ОНИ САМИ ПО СЕБЕ ДАЮТ ПОМЕХУ, А ЛИНЕЙНИКИ — НЕТ, МОЖЕТ СТОИЛО ПОИСКАТЬ?
П.с.: С паяльником дружу, но фазу на автомобильном аккумуляторе иногда путаю))) Так что не судите строго.
Всем ровных дорог!