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)
Самый быстрый способ подзарядки смартфона в автомобиле! (Тесты) Рекомендую прочитать текст…
И стало безумно любопытно, действительно, существенна ли разница в типах зарядки мобильного телефона, от бытовой сети 220V, от автомобильной бортовой сети 12V, от автомобильной бортовой сети по средствам специального адаптера с поддержкой Quick Charge 4,0, либо, БОНУСНОЕ тестирование — зарядка мобильного телефона от фирменного адаптера питания, с максимально возможной силой тока, но от инвертора 12/220V подключенного к AGM батареи.
ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ, кроме зарядки от «бытовой» сети 220V, ПРОИЗВОДИЛИСЬ НА ЗАГЛУШЕННОМ АВТОМОБИЛЕ, то есть напряжение бортовой сети равнялось 12.6-12.7V (стандартный показатель кальциевого аккумулятора в состоянии «покоя»), а ИНВЕРТОР мощностью 600 Watt, подключен к AGM вне бортовой сети, ради чистоты замера.
В роли «подопытного» выступает новый смартфон OnePlus 7T (убийца флагманов, как его прозвали в 2019 году во время релиза), емкость батареи смартфона 3800 mAh, поддержка зарядки OnePlus Warp Charge (аналог Quick Charge 3.0, плюс фирменные особенности), мощность зарядки 30 Watt, простыми словами, смартфон «возьмет» максимум тока от «предложенного» источника питания!
ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ УСЛОВИЕ ТО, ЧТО ВО ВСЕХ СЛУЧАЯХ ИСПОЛЬЗОВАЛСЯ ОДИН И ТОТ ЖЕ ПРОВОД ПИТАНИЯ, НЕ ОРИГИНАЛЬНЫЙ, НО КАЧЕСТВЕННЫЙ, РАЗЪЕМЫ ПИТАНИЯ USB-A/type-C!
Смартфон вещь довольно специфическая, для многих это продолжение руки, и кроме того, все больше и больше, смартфон обретает «связь» с автомобилей, в моей случае телефон выполняет роль «брелка» на охранный комплекс StarLine 6-го поколения, и помимо этого это карманная навигация, радар-детектор и так далее, И, исходя из этого, оперативная подзарядка в автомобиле довольно важна, и крайне важно, чтоб зарядка, по интервалу времени не занимала более 15-20 минут для компенсации заряда необходимого для конкретной задачи, ну например, сделать важный звонок, выполнить работу в сети интернет, ну вы поняли.
Предусмотрел четыре варианта развития событий по возможной зарядке смартфона, окромя пятого варианта (беспроводная зарядка, к сожалению, OnePlus 7T не поддерживает данный тип):
— Зарядка от бытовой сети 220V;
— Зарядка через адаптер Ноу Нейм мощностью 1 Ампер подключенного напрямую на акб автомобиля, правда через предохранитель 15 Ампер;
— Зарядка от адаптера UGREEN Car Charger 69 Watt, с поддержкой Quick Charge 4,0;
— Зарядка смартфона от связки AGM + инвертор AVS in-ps600W, через фирменный адаптер OnePlus Power Supply Unit (короче связка аналог бытовой сети 220V)
Внимание! Для того, чтобы МИНИМИЗИРОВАТЬ влияние контроллеров зарядки мобильного телефона по уменьшению ТОКА и НАПРЯЖЕНИЯ по мере восполнения заряда батареи, стартовой отметкой зарядки ВСЕХ типов является уровень заряда 51%, и одинаковый интервал времени подзарядки — 15 минут!
За эталонный показатель, по понятным всем причинам (заблуждение), возьмем уровень заряда смартфона от бытовой сети 220V, с помощью фирменного адаптера OnePlus Power Supply Unit, который способен (по громкому заявлению производителя!) выдавать аж 6 Ампер заряда, в чем сильно сомневаюсь, ОДНАКО, результат подзарядки в течении 15 минут, смартфон OnePlus 7T восполнил заряд с 51% до 66%, то есть 15% уровня заряда батареи…
А теперь распишем результаты «мобильных» девайсов применимых в автомобиле:
1). Автомобильное зарядное устройство UGREEN Car Charger 69 Watt, снабженный тремя выходами питания — USB type-C (SCP), USB type-A (QC 3.0), USB type-C (60 Watt — для питания ноутбука, серьезно) — результат АНАЛОГИЧЕН тому, что выдало зарядка от «бытовой» сети 220V, то есть 15% заряда за 15 минут подзарядки, разумеется, на заглушенном двигателе.
Пожалуй, справедливости ради отмечу, данный адаптер, чуть ли не самый мощный по отдаче тока адаптер на рынке — ценник не особо гуманный, но так как я нашел промокод в фирменной группе UGREEN в вконтакте, а скоро «Тотальная распродажа 11.11» то выложу сюда, возможно кто то воспользуется моментом PDUR201 (1 доллар от 20 долларов потраченных, как раз проканало на покупке данного адаптера!), и второй промокод PDUE302 (2 доллара от 30 долларов потраченных)
Ранее я забавно улыбался на промокоды в доллар, а сейчас уже не смешно…
Кстати, адаптер питания UGREEN, возможно ДОУМКОМПЛЕКТОВАТЬ кабелем, либо type-C — type-C (60 Watt), либо кабелем Lightning — type-C, то есть кабель для зарядки продукции Apple от данного адаптера, что крайне удобно для пользования в автомобиле!
ВНИМАНИЕ, а сейчас шок контент! Комплект адаптер UGREEN Car Charger 69 Watt + кабель UGREEN type-C — type-C (60 Watt) в автомобиле заряжают смартфон на 40% мощнее фирменного адаптера OnePlus Power Supply Unit, и за интервал 15 минут, повышают уровень заряда на РЕКОРДНЫЕ 20%! (Помним первое условие, кабель в замерах используем ОДИН И ТОТ ЖЕ, то есть «стандартный» USB type-A/type-C)
Настоятельно рекомендую использовать подобную связку — это самый эффективный способ подзарядки, а если, вам принципиально важно гнездо розетки 12V, то присмотритесь к аналогичному адаптеру на 84 Watt!
2). Подзарядка смартфона с помощью выхода USB мощностью 1 Ампер, производитель Ноу Нейм, приобретался данный девайс в далеком 2015 году — результат вполне прогнозируемый, то есть за 15 минут, заряд поднялся с 51% до 62%, что существенно ниже показанных чуть выше результатов.
3). «Связка» AGM + инвертор AVS in-ps600W показала результат сопоставимый с результатом от бытовой сети 220V, с той разницей, что как и обещано производителем, инвертор создает «плавный» пуск тока по нарастающей, обратите внимание на показатель мобильного приложения Ampere, где отчетливо заметно, минимальный ток зарядки и нарастающий.
Пожалуй, распишу немного идею установки инвертора в автомобиль, разумеется, основная задача это питание мультимедийных устройств, высокой нагрузки, в частности НОУТБУКА, мощного, ИГРОВОГО ноутбука.
Короче, планировал купить автомобиль, а купил в честь дня рождения, НОУТБУК Acer серии NITRO 5 — очень серьезная игрушка, по стоимости бюджетного автомобиля, какой нибудь Lada Kalina 2010 года выпуска!
В подобных решениях, однозначно необходим стабильное устройство, по типу автомобильного инвертора, а что касается зарядки телефона, то адаптер питания на 69 Watt суммарной мощности, плюс фирменный провод type-C — type-C покажут просто невероятный результат!
Рекомендую особое внимание, обращать на «кабели» питания, которыми пользуетесь, ибо разъем type-C «стандарта» USB 3.1 визуально аналогичен разъему type-C «стандарта» USB 2.0, а по факту, первый способен пропустит через себя до 100 Watt мощности, а второй и десятой части не осилит!
Вот такая сегодня житейская тема, в принципе, каждый из нас, сталкивался с подобной проблемой в личном автомобиле.
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!
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!