8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Зарядное устройство схема usb – Не очень удачное USB зарядное устройство (блок питания). . Обзоры электроники.

Не очень удачное USB зарядное устройство (блок питания). . Обзоры электроники.

Написать про это зарядное устройство хотел давно, но все не доходили руки, хотя даже у него есть на что посмотреть.
Получил я его от одного довольно известного магазина, который после моего отчета изъял его из продажи и на мой взгляд сделал правильно. Собственно потому я и не даю ссылку на товар. Возможно он вам попадется в других магазинах, потому считаю, что данный обзор все равно будет полезен.

Получил я данное зарядное устройство (хотя конечно корректнее - блок питания) в обычном пакете с защелкой, никаких блистеров и коробок.

Размер не назвал бы совсем маленьким, мне попадались куда более габаритные варианты при не слишком меньшем заявленном токе.

Заявлен выходной ток в 3000мА, что довольно неплохо для большинства применений, например можно заряжать планшет + смартфон.
Зарядное имеет два выходных порта, промаркированных как iPad и Galaxy, ну или как устройства от Эппл и Самсунг.
Сверху расположен светодиод индикации работы, светит всегда независимо от режима работы.

Но так как снаружи для меня обычно нет ничего интересного, то я конечно же решил его вскрыть. Делается это относительно просто, выковыриваем небольшую щелку между половинками корпуса, а затем при помощи отвертки разделяем половинки. БП заклеен, но открылся довольно легко.

На первый взгляд довольно аккуратно, по крайней мере не вызвало нехороших чувств.

Плата изготовлена аккуратно, правда светодиод лежит прямо на разъемах USB, но в качестве защиты на них наклеили изолирующую пленку.

Плата спаяна также вполне нормально, есть небольшие грехи, но в целом на твердую четверку. Минус один балл снял за местами грубоватую пайку и отсутствие защитных разрезов в текстолите.

Вот что меня немного удивило и даже заставило сделать отдельный снимок, так это то, что провода к плате имеют силиконовую изоляцию и без проблем держат температуру жала паяльника. А кроме того они весьма гибкие, купить бы такого провода себе отдельно от блока питания.

Рассмотрим плату более детально.
1. Входных конденсаторов два, соединены параллельно, суммарная емкость около 10мкФ, для 15 Ватт мало. Входной фильтр отсутствует, зато есть предохранитель 🙂
2. Микросхема в DIP корпусе. Даташит на нее я не искал, но помню что где то уже попадалась и даже соответствовала мощности блока питания. Зато увидел весьма диодный мост в весьма оригинальном исполнении, до этого такие как-то не попадались.
3. Трансформатор не очень большой, заявленные 15 Ватт для него действительно максимальны, запаса нет 🙁
4. Но при всем этом межобмоточный конденсатор стоит правильного типа, кроме того есть обратная связь через оптрон, иногда даже на этом экономят.
5. Выходных диодов два, включены параллельно, емкость выходного конденсатора всего 1000мкФ, для тока в 3 Ампера этого маловато. Кроме того отсутствует выходной фильтр.

6. А вот обратная связь реализована не очень хорошо, явно видна экономия. Вместо нормальной схемы с TL431 применили просто стабилитрон.

Кстати, входной конденсатор разделен на два более мелких не зря, между ними спрятался небольшой дроссель для уменьшения помех.

Микросхема имеет внешний шунт для измерения тока, что говорит о как минимум наличии защиты от короткого замыкания выхода, и защита действительно работает.
Около выходных разъемов установлены делители напряжения. Они используются для того, чтобы заряжаемое устройство знало, какой ток оно может взять от зарядного устройства.

На всякий случай, да и просто для общей информации, начертил принципиальную схему данного блока питания. Ничего нового, что отличало бы данный блок питания от других я не увидел, ну разве что уже давно не попадались блоки питания со стабилитроном вместо специальной микросхемы для стабилизации выходного напряжения.

Проверка по большому счету более чем стандартна для моих обзоров. В ходе теста были использованы:
Электронная нагрузка
Осциллограф
Мультиметр
Термометр
Бумажка и ручка.

1. Первый тест без нагрузки, выходное напряжение немного завышено, норма до 5.25 Вольта. Хотя такое встречается довольно часто.
2. Второй тест - ток нагрузки 1 Ампер, уровень пульсаций заметно вырос, выходное напряжение вполне в норме.

1. Ток нагрузки 2 Ампера. уровень пульсаций около 0.7 Вольта, это очень много. Осциллограф даже пришлось переключить на режим 0.2В на клетку, а не 0.1, как это было в предыдущем тесте.
2. Ток нагрузки 2.5 Ампера, уровень пульсаций как в предыдущем тесте, выходное напряжение в норме.

Дальше было в планах выставить 3 Ампера, но температура выходных диодов перевалила за 100 градусов и я остановил тест.
На основании теста была составлена табличка. Интервал между тестовыми измерениями составлял 20 минут, весь тест занял 1 час.

Как можно видеть из таблицы, температура выходных диодов и конденсатора достигла довольно высоких значений, эксплуатировать долго в таком режиме не рекомендуется, потому тест был остановлен.

Иногда спрашивают, а от чего вообще выходят из строя блоки питания. Ниже фото двух блоков питания 5 Вольт 2 Ампера. Они вышли из строя с интервалом примерно в пол часа. Средний от планшета Текласт, до этого нормально работал несколько месяцев, а потом внезапно выгорел с небольшими спецэффектами, планшет в это время заряжался и был включен. Но так как планшет был нужен, достал с полки еще одно зарядное устройство, которое также без проблем прошло тесты и работало нормально (справа), через пол часа ситуация повторилась, пришлось заряжать планшет от лабораторного блока питания.

Очень часто блоки питания выходят из строя из-за:
1. Перегрев силового трансформатора, падает магнитная проницаемость сердечника выше критической температуры.
2. Некорректная работа самого ШИМ контроллера, особенно в режиме перегрузки или КЗ.
3. Падение емкости конденсаторов в следствии старения.

Данный блок питания трудится уже более полугода, но пришлось его немного доработать. К ШИМ контроллеру припаял металлическую пластинку, выполняющую роль радиатора, а внизу и вверху корпуса насверлил вентиляционных отверстий. В таком варианте проблем нет, хотя я думаю, что если использовать при токах до 2 Ампер, то работать будет и без доработки.

В общем что можно сказать про данное устройство. ТАкое чувство, что разогнались сделать хорошо, но потому вдруг закончились деньги и решили сделать дешево. Т.е. местами сделано нормально, но видны явные следы экономии. Да и заявленный ток в 3 Ампера несколько оптимистичен, я бы не стал рисковать и нагружал максимум на 2 Ампера.

На этом все, вот такой вышел небольшой, но грустный обзор.

www.kirich.blog

Сетевое зарядное устройство с USB выходом - Источники питания (прочие полезные конструкции) - Источники питания

Сетевое зарядное устройство с USB выходом.

Сегодня в каждом доме найдется несколько цифровых электронных устройств, например: телефоны, MP3-плееры, GPS-навигаторы, электронные книги и многие другие с внутренними аккумуляторными батареями, обладающих возможностью подключения к USB-порту персонального компьютера. Зарядка встроенных в них аккумуляторов происходит также через USB-порт. Порой бывает удобно иметь зарядное устройство, как дома, так и на работе, однако часто бывает, так что такие цифровые гаджеты, в стандартной комплектации не имеют зарядного устройства, а содержат только соединительный USB кабель, поэтому приходиться заряжать их от компьютера, что не всегда удобно.

Более удобно для этой цели использовать специальные сетевые зарядные устройства, имеющие два или несколько USB выхода, которые позволяют вести подзарядку аккумуляторов сразу нескольких портативных устройств без использования персонального компьютера.
При отсутствии в комплектации такого зарядного устройства его нетрудно изготовить самому, например, из блока питания от мобильного телефона, только при этом следует учитывать, что максимальное напряжение на выходе такого устройства не должно превышать 5,5V, а под нагрузкой напряжение не должно падать ниже 4,0V.  Таким образом, первоначально необходимо подобрать подходящее ЗУ или убедиться в возможности его переделки.
 
Выбор ЗУ проводится на основании измерения выходного напряжения без нагрузки и проверки его нагрузочной способности.
Для этого к выходу зарядного устройства подключают вольтметр и замеряют напряжение, если оно не превышает 5,5V, а под нагрузкой (резистор 1 Вт сопротивлением 15 Ом) напряжение не падает ниже 4,0V, то такое ЗУ от мобильного телефона будет надежно работать в качестве USB-зарядного устройства.
Если у имеющегося зарядного устройства выходное напряжение выше чем 5,5V, то его необходимо немного доработать, для чего на плате ЗУ находим стабилитрон и заменяем его на другой с напряжением стабилизации 5,6V, например BZX55C5V6.
Стабилитрон на плате можно различить по прозрачному стеклянному корпусу оранжевого цвета с нанесенной маркировкой 6V2, 6V8, 7V5 или 8V2, это означает, что стабилитрон имеет напряжение стабилизации 6,2V, 6,8V, 7,5V и 8,2V соответственно. 

При замене обязательно обращаем внимание на соблюдение полярности устанавливаемого стабилитрона, катод которого на корпусе обозначен черной, а на плате жирной, белой полоской.

 
Маркировка и внешний вид таких стабилитронов.

Для доработки наиболее хорошо подходят ЗУ имеющие выходное напряжение до 6V, блоки питания со стабилитронами 8V2, как правило, лучше не использовать, так как они имеют высокое напряжение «холостого хода» порядка 8V.

Варианты схем наиболее часто применяемых в таких зарядных устройствах показаны на рисунках.

У меня нашелся давно заброшенный блок питания "Switching Power Adaptor DVE DSA-15P-05", кажется от вышедшего из строя радиотелефона, имеющий для этого случая просто идеальные параметры.
•    Model: DSA-15P-05 US 050100
•    INPUT: 100-240V - 50/60Hz 0.5A
•    OUTPUT: +5V 2A

Правда, блок питания был в нерабочем состоянии, но ремонт оказался не сложным и заключался в замене входных высоковольтных электролитических конденсаторов (2х10х400V) и предохранителя, который “перегорел” вследствие замыкания между собой перекрученных проводов возле основания корпуса.

Кстати, хотелось бы заметить, что большинство зарядных устройств, которые попадали ко мне в ремонт, имели похожие неисправности.

Обрыв либо перекрученные и закороченные провода возле корпуса или штекера, или некачественные (вздувшиеся) входные электролитические конденсаторы, после замены которых, блоки продолжали исправно работать. 


Подключения USB разъема к выходу зарядного устройства.


Следует учитывать, что современные устройства определяет тип зарядного устройства и допустимый ток зарядки, по потенциалам на контактах D+ и D-  разъема USB. Поэтому подачи только одного напряжения +5V на устройство, для начала процесса зарядки недостаточно, эти «умные» штуковины просто не поймут, что они подключены к ЗУ и откажутся от зарядки. Таким образом, результат использования любой +5V вольтовой зарядки с разъёмом USB, зависит от состояния её контактов D+ и D-.

Согласно этому условию присутствующие на рынке зарядные устройства, можно разделить на следующие категории:
1. Обычные подходящие для большинства гаджетов, где для потребления номинального зарядного тока заявленного зарядным устройством, достаточно закоротить между собой линии D+ и D-.

2. Те, у которых контакты DATA+ и DATA- висят в воздухе, в связи, с чем подключенное к ним устройство решает, что это USB-хаб или компьютер и ограничивает ток потребления на уровне около 480 - 500mA, что сказывается на скорости заряда либо заряд под нагрузкой вообще не происходит.

3. И для "Apple" устройств.
•    напряжение на контакте D- около 2,0V, а на контакте D+ около 2,7V (iPhone) - ток потребления около 1А,
•    напряжение на контакте D- около 2,7V, а на контакте D+ около 2,0V (iPad) - ток потребления около 2А.

Apple использует опорные напряжения, +2,0V и +2,7V или (+2,0), и по наличию этих потенциалов на контактах шины данных в разъёме USB их гаджеты iPad & iPhone распознают оригинальное зарядное устройство.

Зарядное устройство iPhone, зарядный ток от 0.5 до 1А.
•    VCC +5V,
•    USB_D- (+1.9V),
•    USB_D+ (+2.6V),
•    GND — общий провод («земля» источника питания).
Такое ЗУ на контактах 2 (D-) и 3 (D+) может иметь также и одинаковое напряжение +2,0V. 

Зарядное устройство iPad, зарядный ток до 2.1А.
•    VCC +5V,
•    USB_D- (+2,7V),
•    USB_D+ (+2,0V),
•    GND — общий провод («земля» источника питания).

Нужные напряжения получаем с помощью резистивного делителя, распаивая контакты DATA+ и DATA- по одной из приведенных ниже схем:

Для устройств "Samsung" на перемычку подается половина напряжения питания, то есть +2,5V.
Если зарядка “Apple” устройств не планируется, и при этом вы уверены в том, что ваше зарядное устройство способно в течение длительного времени безболезненно отдавать ток порядка 800-900мА, то для большинства гаджетов достаточно просто закоротить между собой линии D+ и D-, что в моем случае и было сделано.

Далее для превращения идеи в аккуратную и законченную конструкцию, её необходимо поместить в корпус, в качестве которого была выбрана обыкновенная монтажная, распределительная коробка для открытой установки “Hegel КРК2702”, в которой и были размещены все детали готового зарядного устройства: плата ЗУ, USB разъем, и кнопочный выключатель питания.

На мой взгляд, в итоге получилось довольно симпатичное и достаточно мощное сетевое зарядное устройство, имеющее двойной USB порт, пригодное для использования, как дома, так и на работе, в качестве зарядного устройства для таких изделий как большинство планшетных компьютеров, плееров, мобильных телефонов, КПК и при необходимости позволяющее заряжать 2 устройства одновременно.

ВНИМАНИЕ:
После переделки перед использованием со своим любимым гаджетом, необходимо обязательно проконтролировать работу ЗУ под нагрузкой для чего проводят проверку также, как это было описано выше: к выходу ЗУ подключают резистор 15 Ом, и замеряют выходное напряжение, которое не должно быть меньше 4,0V и больше 5,5V.


Литература: журнал «ЭЛЕКТРИК» №6, 2012г.

WEB источник: http://4pda.ru/forum/

cxema.my1.ru

Аварийная USB-зарядка своими руками

Это устройство незаменимо на природе, либо в длительной поездке, когда нужно срочно зарядить телефон/фотоаппарат. Не занимает много места, но в нужный момент может очень выручить. Кроме того, устройство само заряжаться от USB, что очень удобно.


Для его изготовления понадобятся:
-Li-Ion аккумулятор
-контроллер заряда Li-Ion аккумулятора
-повышающий преобразователь 3-5V
-ну и конечно провода, переключатель и молекулярный клей

Итак, первым делом подбирается аккумулятор. Найти его можно в ненужном/сломанном мобильном телефоне, mp3-плеере, фотоаппарате и т.д. Напряжение этого аккумулятора должно быть 3,7 вольта, а емкость чем больше, тем лучше. Понятное дело, что аккумулятор должен быть рабочий, поскольку именно он часто бывает причиной выхода из строя долго используемого мобильного телефона. В данной конструкции применяется аккумулятор емкостью 760мАч. Иными словами, обычный аккумулятор, валяющийся без дела.


Для того, чтобы удостовериться в его работоспособности, понадобится контроллер заряда Li-Ion аккумулятора. В данной конструкции был использован самый дешевый вариант Tp4056. Выглядит он следующим образом:

Найти его можно в любом радиомагазине, а стоимость его $0,5. Он будет заряжать аккумулятор от USB током, который будет установлен подбором резистора, отмеченного на картинке.

От производителя этот блочек приходит с резистором в 1,2кОм, что соответствует максимальному току заряда для этого блока – 1ампер. Вот таблица, по которой можно выбрать номинал токозадающего резистора:
Аварийная USB-зарядка своими руками
В данной конструкции применен токозадающий резистор номиналом 2,2кОм, что соответствует максимальному току заряда 500-550мА. Ток максимального заряда выбирается таким, чтобы он не превышал значения емкости аккумулятора, поскольку значительное превышение тока заряда обязательно приведет к выходу аккумулятора из строя.

На блочке есть два светодиода, один красный, сигнализирующий процесс зарядки аккумулятора, второй синий, сигнализирующий окончание зарядки. После залития всей конструкции прозрачным термоклеем, они красиво подсвечивают все устройство.

После того, как аккумулятор был заряжен и проверен под нагрузкой, тем самым показав свою работоспособность, подпаивается повышающий преобразователь 3-5 вольт. Он может быть промышленного производства, например вот такой:


Называют его «3-5V to 5V 1A Adjustable Step-up Power Supply Module with USB Output», либо его можно изготовить самостоятельно на базе широко распространенной микросхемы mc34063. А поскольку самодельный уже был, то он и был применен. Информации по его расчету и изготовлению в Интернете предостаточно, так что подробно останавливаться на изготовлении преобразователя не имеет смысла. Вот его схема:

Частота преобразования 100 кГц, устанавливается емкостью конденсатора C5. Индуктивность намотана на маленьком ферритовом сердечнике от какого-то старого радиоприемника проводом с сечением диаметром 0,5мм. Это достаточно толстый провод, но он позволяет значительно повысить КПД устройства. R1 ограничивает входной ток преобразователя (защищает аккумулятор от КЗ), делитель R3,R4 устанавливает напряжение на выходе ровно 5 вольт, конденсаторы C3 и C4 сглаживают колебания напряжения. Диод VD1 - диод Шоттки с малым падением напряжения, его применение также повышает КПД преобразователя.

Перед повышающим блоком устанавливается выключатель, чтобы аккумулятор не разряжался во время простоя.
Вот общая схема устройства:

Теперь конструкция спаяна и готова к заливке термоклеем. Не лишним будет еще раз все проверить.

Напоследок вся конструкция заливается термоклеем для механической прочности и хоть какой-то гидроизоляции.
Все, устройство готово. Теперь оно еще раз подключается к USB для зарядки (загорается красный светодиод):

Через некоторое время аккумулятор зарядился и загорается синий светодиод

Это значит что теперь девайс готов питать и заряжать любой USB-потребитель. Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя

С проблемой выхода из строя автомобильных USB зарядок знаком каждый автомобилист, особенно если они не фирменные, а куплены в первом попавшимся переходе. Сегодня у нас в статье ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя, которое мы специально приобрели в заведомо неисправном состоянии. Интересно? Читаем далее…

Предисловие. Гуляя по рынку случайно натолкнулся на лоток с зарядками, где было выставлено пол ящика различных зарядок по броской цене, всего 5 грн (12 руб или 0,2 у.е). Продавец клялся, что они новые, продавал их на запчасти и говорил: «может контакт где-то отошел…». Понимая, что эти все зарядки скорей всего принесли обратно покупатели, у которых они сгорели в первые часы работы, решено было прикупить парочку адаптеров для вскрытия и описания возможной процедуры ремонта.

Ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя

Адаптер имеет логотип с надписью DRAFT, модель CC21-2USB, выходное напряжение 5 В, ток 2 А.

Корпус не разборной на торце находятся два USB порта.

Для вскрытия пришлось разрезать клеевой шов вдоль корпуса. Так выглядит начинка этого устройства.

Основу USB зарядного адаптера от прикуривателя составляет микросхема DC-DC конвертер RZC2013. Если присмотреться, то на ней видны явные следы повреждения.

Схема USB адаптера практически ничем не отличается от схемы типового включения RZC2013.

По сути, необходимо просто заменить микросхему DC-DC конвертер RZC2013 новой. Но, увы, в продаже RZC2013 просто нет, заказывать с AliExpress такую мелочь не было ни желания ни времени. Решено было искать максимально приближенный доступный аналог, им стал DC-DC конвертер AСТ4060 SH.




Как видим, назначение ножек, и большинство других параметров практически совпадают. Но есть несколько важных нюансов, о которых будет указано далее. Выпаиваем RZC2013 и устанавливаем на его место AСТ4060 SH.

Если произвести пробное включение, то мы увидим, что адаптер работает, но не стоит спешить и собирать его в корпус. Если произвести замер выходного напряжения, то мы увидим, что оно отличается от нужных 5 В и составляет 7,25 В. Это много для зарядки девайсов, необходимо его откорректировать, и почему же оно стало другим?


Дело в том, что опорное напряжение на ножке №5 у RZC2013 и AСТ4060 SH разное. У RZC2013 оно составляет 0.925 В, а у AСТ4060 SH1,293 В.

Выходное напряжение рассчитывается по формуле:

Vout = (R3 + R4)/R4 х Vfb

  • R3 = 51 кОм
  • R4= 11 кОм
  • Vfb RZC2013 = 0.925 В
  • Vfb AСТ4060 SH= 1,293 В

При одних и тех же значениях R3 и R4 значения выходного напряжения для микросхем будет разным.

Vout RZC2013 = (R3 + R4)/R4 х Vfb = (51 + 11)/11 х 0,925 = 5,21 В

Vout AСТ4060 SH = (R3 + R4)/R4 х Vfb = (51 + 11)/11 х 1,293 = 7,28 В

В общем, как раз то, что мы наблюдаем на выходе. Нам нужно скорректировать R3.

R3 = R4 (Vout/Vfb — 1)

R3 = 11 (5/1,293 — 1) = 31,5 кОм (ближайший резистор будет номиналом 33 кОм)

Таким образом, на плате заменяем резистор 51 кОм на резистор 33 кОм, выходное напряжение станет уже 5,2 В.


После замены резистора ремонт USB зарядного устройства от прикуривателя завершен, уже можно склеить корпус и пользоваться адаптером.

Важным нюансом станет то, что у AСТ4060 SH входное напряжение рассчитано только до 20 В, такой конвертер нельзя использовать в автомобилях с напряжением бортовой сети 24 В.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

diodnik.com

СХЕМА ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ОТ USB


   Представляю неплохое зарядное устройство от USB порта компьютера. Устройство предназначено для зарядки литиевых аккумуляторов от мобильных телефонов. Достаточно простая конструкция обеспечивает правильную зарядку аккумулятора. Имеет светодиодный индикатор заряда. Красный цвет означает, что светодиод заряжается, зеленый - что аккумулятор заряжен. Использовался контролер заряда на микросхеме BQ2057CSN.

   Она была выбрана как самая подходящая для данной цели. В принципе диапазон входных напряжений достаточно большой - от 5 до 15 вольт.

   Схему можно использовать как с терморезистором для защиты, так и без него. Температура считается нормальной, пока на входе TS микросхемы напряжение 30-60% от напряжения напряжения зарядки аккумулятора. Если терморезистор не нужен - вместо него надо поставить ещё один один резистор на землю того же номинала.

   В данной схеме был использован транзистор BCP53, но желательно использовать более мощные аналоги, например FDD4243, также возможно заменить отечественным, очень советую кт814, 816. Диод можно ставить практически любой, который есть под рукой, желательно использовать диоды на 1 ампер и более, поскольку вся нагрузка на него, а от порта ток до 1 ампера! Термодатчик тоже можно не ставить.

   Светодиод нужен с двумя положения (двухцветный), на крайний случай можно использовать два светодиода. Контролер напичкан разными функциями, он отключает зарядный ток при коротком замыкании, перегреве аккумулятора. Имеет защиту от переплюсовки и перенапряжения. 

   Также он обеспечивает правильный заряд аккумулятора, зарядный ток в пике достигает до 600 миллиампер, но если заряжаемый аккумулятор севший, то контролер заряжает его сначала маленьким током, затем постепенно прибавляет ток заряда, этим не дает аккумулятору вздуваться, а нам известно, что литиевые аккумуляторы имеют <<характер>> вздуваться от зарядного тока. Подобные контролеры заряда присутствуют на плате литиевых аккумуляторов от мобильного телефона, в дальнейшем мы рассмотрим вариант переделки такой платы под универсальный контролер заряда.


Поделитесь полезными схемами

ЗВОНОК ОТ БРОНИРОВАННОЙ ДВЕРИ

    Такой звонок исправно проработал более 3-х лет, после чего стал очень быстро садить батарейки. Попробуем его разобрать и отремонтировать.






samodelnie.ru

Строим универсальную, машинную USB зарядку (попытка номер раз) / Habr


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.

Ebay цена 1,59 USD

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.»

Я смелый!

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:

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!

P.S.:
1. Текст может содержать пунктуационные, грамматические и смысловые ошибки, об оных прошу сообщать в личку.
2. Мысли, идеи, технические поправки и ЦУ от более опытных товарищей — напротив приветствуются в комментариях.
3. Прошу прощения за возможные технические неточности, т.к. электроникой и схемотехникой до недавнего времени я не занимался.
Спасибо за внимание, Всем удачи и неиссякаемого оптимизма!

habr.com

Универсальное usb зарядное устройство | Мастер-класс своими руками

Не секрет что подавляющее количество пользователей компьютеров используют в качестве таковых именно удобные и компактные ноутбуки. При этом тачпад так и не стал полноценной, а главное удобной заменой мыши. Наиболее удобным вариантом для работы на ноутбуке является использование беспроводной мыши, работающей на аккумуляторных батарейках формата AAA.
После нескольких случаев разряда аккумуляторов мыши в самый неподходящий момент, когда под рукой нет розетки – пришла в голову идея создания из подручных средств универсального зарядного устройства, позволяющего зарядить батареи от ноутбука.

Для большей универсальности, также была добавленна возможность заряжать и телефон, посредством паралельного присоединения штекера для зарядки телефона, в итоге даже находясь в дороге, можно без проблем зарядить мобильник.

И так, для создания этого устройства была использована задняя часть от поломаного пульта управления, например от телевизора, в общем главное, что бы имелся работоспособный отсек для батареек ААА, его нам надо будет просто взять и отпилить для последующего использования в устройсве.

Теперь у нас уже имеется отсек для батареек, далее берем любое старое зарядное устройство и отрезаем на нем штекер, как правило, там будет два провода – красный (+) и черный (-), главное не перепутать. Подключать же напрямую зарядное устройство к аккумуляторам категорически запрещается в целях вашей же безопасности, источник питания к батареям будет подключен через специальную микросхему, которая есть в любом телефонном аккумуляторе, служит она как раз для ограничения подачи питания при достижении полного заряда батарей.

Подключить эту схему не сложно, плюсом для зарядно устройства будет являться контакт припаяный к корпусу самого аккумулятора, хотя на самом деле каждый контакт обычно подписан, главное не перепутать вход с выходом.

Следующий шаг это установка в устройство гнезда mini usb, его можно взять от любого поломаного плеера или телефона, подключить его очень просто первый контакт – плюс, пятый – минус, подключать следует ко входу выше оговоренной микросхемы.


Для индикации, работы зарядного устройства, удобно использовать светодиод взятый, например, из зажигалки с фонариком, припаивать его необходимо через сопротивление от 150 до 500 Ом к выходам микросхемы.

Итого собрав, все это мы получаем универсальное зарядное устройство с возможностью зарядки телефона и батареек, как от ноутбука или компьютера, так и от сети.


sdelaysam-svoimirukami.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *