Ładowarka do telefonu DIY do samochodu. Prosty telefon do tabletów i telefonów komórkowych w samochodzie

Przedstawiam projekt prostej przetwornicy DC-DC, która umożliwi ładowanie telefonu komórkowego, tabletu lub innego urządzenia przenośnego z samochodowej sieci pokładowej 12V. Sercem układu jest wyspecjalizowany układ 34063api zaprojektowany specjalnie do takich celów.

Mikroukład jest aktywnie wykorzystywany przez wielu producentów akcesoriów do urządzeń mobilnych jako główny sterownik w ładowarkach samochodowych. Wiele przemysłowych ładowarek do „zapalniczek” jest realizowanych właśnie według tego schematu.

Mikroukład ma wbudowany stopień wyjściowy, który jest w stanie dostarczyć do obciążenia prąd do 3 amperów, innymi słowy jest w stanie naładować nawet tablet z „pojemną” baterią. Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że obwód jest uniwersalny i może ładować dosłownie każde urządzenie przenośne.

Napięcie wyjściowe obwodu jest stabilne i wynosi 5 V (uniwersalne napięcie do ładowania tabletów i innych urządzeń mobilnych). Dławik nawinięty jest na hantle i składa się z 20 zwojów drutu 0,6 mm. Nominalne napięcie wejściowe obwodu wynosi od 7 do 40 woltów, dlatego skoki i spadki napięcia na pokładzie nie stanowią problemu dla tego obwodu.

Podczas pracy mikroukład nie przegrzewa się, działa stabilnie nawet przy nagłych zmianach warunków pogodowych, a napięcie wyjściowe jest stabilne - 5 woltów. Istnieje wiele różnych schematów połączeń dla tego mikroukładu, z których zidentyfikowałem najprostszą i najbardziej niezawodną opcję, którą można łatwo powtórzyć samodzielnie.

Korzystanie z tego konkretnego mikroukładu jest wygodne, ponieważ można podłączyć do wyjścia powiedzmy 3-4 telefony komórkowe różnych modeli jednocześnie w celu ładowania, a urządzenie będzie je ładować równie dobrze, jak standardowa ładowarka do telefonu, a nawet lepiej. Kondensatory wejściowe i wyjściowe można nawet wyłączyć z obwodu; służą one jedynie do filtrowania zakłóceń.

Aby naładować dowolne urządzenie przenośne, np. telefon czy tablet, z sieci pokładowej samochodu o napięciu 12 V, konieczne będzie zastosowanie przetwornicy DC-DC. Ale nie jest konieczne kupowanie falownika, gdy można samemu zmontować np. bardzo prostą konstrukcję opartą na chipie 34063api.

Chip jest specjalnie zaprojektowany do tego celu i wielu producentów ładowarek wykorzystuje go jako główny sterownik w ładowarkach samochodowych. To właśnie ten mikroukład stał się podstawą większości „ładowarek” zasilanych z zapalniczki.

Mikroukład ma wbudowany stopień wyjściowy, który dostarcza do obciążenia prąd do 3A. Dzięki temu można go uznać za uniwersalny – może naładować niemal każde urządzenie mobilne, w tym urządzenia z pojemnymi akumulatorami, jak np. tablety.

Mikroukład zapewnia stabilne napięcie wyjściowe 5 woltów. Jest optymalny do ładowania akumulatorów szerokiej gamy urządzeń przenośnych. Dławik składa się z 20 zwojów drutu o grubości 0,6 mm owiniętego wokół hantli. Spadki i skoki napięcia na płycie nie są niebezpieczne dla mikroukładu, ponieważ zakres napięcia wejściowego wynosi od 7 do 40 woltów.

Mikroukład działa stabilnie nawet przy nagłych zmianach temperatury i zmianach pogody, bez przegrzania. Możesz podłączyć 34063api za pomocą kilku schematów. Oto najbardziej niezawodna opcja, która jest również prosta i łatwa do odtworzenia.

Szczególnie cenną cechą tego mikroukładu jest możliwość jednoczesnego podłączenia do wyjścia kilku telefonów komórkowych. Jednocześnie jakość ładowania, nawet jeśli wszystkie modele są różne, nie będzie gorsza niż w przypadku standardowego urządzenia. Można także wykluczyć z obwodu kondensatory wejściowe i wyjściowe, które są potrzebne jedynie do filtrowania szumów.

Witam panów Habra i panie Habra!
Myślę, że część z Was zna tę sytuację:
„Samochód, korek, N-ta godzina za kierownicą. Komunikator przy uruchomionym nawigatorze już trzeci raz piszczy o zakończeniu ładowania, mimo że cały czas jest podłączony do ładowania. A ty, na szczęście, nie masz żadnego wpływu na tę część miasta.
Następnie opowiem o tym, jak mając w miarę proste ręce, mały zestaw narzędzi i trochę pieniędzy, możesz zbudować uniwersalną (nadającą się do ładowania prądem znamionowym zarówno Apple, jak i wszystkich innych urządzeń) samochodową ładowarkę USB do swoich gadżetów .

UWAGA: Pod cięciem sporo zdjęć, trochę pracy, brak LUT i happy endu (jeszcze nie teraz).

Autorko, po co to wszystko?

Jakiś czas temu przydarzyła mi się historia opisana w prologu, chiński bliźniak USB zupełnie bezwstydnie rozładował moje urządzenie inteligentne podczas nawigacji; z deklarowanych 500mA, wygenerowało około 350 na obu gniazdach. Muszę powiedzieć, że byłem bardzo zły. No cóż – jestem głupcem – stwierdziłem i jeszcze tego samego dnia wieczorem zamówiłem na eBayu ładowarkę samochodową 2A, która spoczywała w głębi chińsko-izraelskiej poczty. Na szczęście miałem pod ręką chusteczkową przetwornicę obniżającą DC-DC o prądzie wyjściowym do 3 A i postanowiłem z niej zbudować niezawodną i uniwersalną ładowarkę samochodową.

Trochę o ładowarkach.
Większość ładowarek dostępnych na rynku podzieliłbym na cztery typy:
1. Apple - dostosowany do urządzeń Apple, wyposażony w małą sztuczkę z ładowaniem.
2. Konwencjonalny – przeznaczony dla większości gadżetów, dla których zwarcie DATA+ i DATA- wystarcza do poboru znamionowego prądu ładowania (tego, który jest podany na ładowarce Twojego gadżetu).
3. Nieświadomy - dla którego DATA+ i DATA- wiszą w powietrzu. W związku z tym Twoje urządzenie decyduje, że jest to koncentrator USB lub komputer i nie pobiera więcej niż 500 mA, co negatywnie wpływa na prędkość ładowania lub nawet jego brak pod obciążeniem.
4. Przebiegłość!$&e - ponieważ mają w środku zainstalowany mikrokontroler, który podpowiada urządzeniu coś w rodzaju tego, co znany bohater Kiplinga mówił zwierzętom - „Ty i ja jesteśmy tej samej krwi, ty i ja”, sprawdza oryginalność opłata. W przypadku wszystkich pozostałych urządzeń są to urządzenia pamięci trzeciego typu.

Z oczywistych względów dwie ostatnie opcje uważam za nieciekawe, a nawet szkodliwe, dlatego skupmy się na dwóch pierwszych. Ponieważ nasza ładowarka musi być w stanie ładować zarówno Apple, jak i wszystkie inne gadżety, korzystamy z dwóch wyjść USB, jedno będzie skupione na urządzeniach Apple, drugie na wszystkich pozostałych. Zaznaczę tylko, że jeśli przez pomyłkę podłączymy gadżet do gniazda USB, które nie jest do tego przeznaczone, to nic złego się nie stanie, pobierze po prostu te same, osławione 500mA.
A więc cel: „Przy odrobinie pracy rąk zdobądź uniwersalną ładowarkę do samochodu”.

Czego potrzebujemy

1. Najpierw spójrzmy na prąd ładowania, zwykle jest to 1A dla smartfonów i około 2 A dla tabletów (swoją drogą mój Nexus 7, z jakiegoś powodu nie pobiera więcej niż 1,2 A z własnego ładowania). W sumie, aby jednocześnie ładować średniej wielkości tablet i smartfon, potrzebujemy prądu o natężeniu 3A. Zatem przetwornica DC-DC, którą mam na stanie, jest całkiem odpowiednia. Przyznam, że do tych celów lepiej nadawałaby się przetwornica 4A lub 5A, tak aby prąd wystarczył na 2 tablety, jednak nigdy nie trafiłem na kompaktowe i niedrogie rozwiązania, a poza tym czasu było coraz mniej.
Wykorzystałem więc to co miałem:
Napięcie wejściowe: 4-35 V.
Napięcie wyjściowe: 1,23-30 V (regulowane potencjometrem).
Maksymalny prąd wyjściowy: 3A.
Typ: konwerter Step Down Buck.

2. Gniazdo USB, ja użyłem podwójnego, które wylutowałem ze starego koncentratora USB.

Można także skorzystać ze zwykłych gniazdek z przedłużacza USB.

3. Płytka rozwojowa. Aby przylutować do czegoś gniazdo USB i złożyć prosty obwód ładowania dla Apple.

4. Rezystory lub rezystory, jak wolisz, i jedna dioda LED. W sumie jest 5 sztuk, 75 kOhm, 43 kOhm, 2 o wartości znamionowej 50 kOhm i jedna o wartości 70 omów. Pierwsze 4 znajdują się dokładnie tam, gdzie zbudowany jest obwód ładowania Apple; użyłem 70 omów, aby ograniczyć prąd diody LED.

5. Ciało. Znalazłem etui na latarkę Mag-Lite w śmietnikach mojej ojczyzny. Ogólnie czarne etui na szczoteczkę do zębów byłoby idealne, ale nie mogłem takiego znaleźć.

6. Lutownica, kalafonia, lutownica, przecinaki do drutu, wiertarka i godzina wolnego czasu.

Montaż ładowarki

1. Na początek zwarłem piny DATA+ i DATA- na jednym z gniazd:

*Przepraszam za szorstkość, wstałem wcześnie i organizm chciał spać, ale mózg chciał kontynuować eksperyment.

To będzie nasz rynek zbytu dla gadżetów innych firm niż Apple.

2. Odcinamy potrzebny nam wymiar płytki stykowej oraz zaznaczamy i wiercimy w niej otwory pod nóżki montażowe gniazda USB, jednocześnie sprawdzając czy nóżki stykowe pokrywają się z otworami w płytce.

3. Włóż gniazdo, zamocuj i przylutuj do płytki prototypowej. Łączymy ze sobą styki +5V pierwszego (1) i drugiego (5) gniazda, to samo robimy ze stykami GND (4 i 8).

Zdjęcie ma charakter poglądowy, styki są już wlutowane na płytce stykowej

4. Przylutuj następujący obwód do pozostałych dwóch styków DATA+ i DATA-:

Aby zachować polaryzację, używamy pinoutu USB:

Otrzymałem to tak:

Nie zapomnij wyregulować napięcia wyjściowego; użyj śrubokręta i woltomierza, aby ustawić je na 5–5,1 V.

Postanowiłem też dodać sygnalizację do obwodu zasilania USB; równolegle do +5V i GND przylutowałem żółty lód z rezystorem 70-omowym, aby ograniczyć prąd.

Przekonująca prośba do osób o doskonałej organizacji umysłowej i innych miłośników piękna: „Nie patrz na poniższy obrazek, bo lutowanie jest krzywe”.

Jestem dzielny!

5. Naprawiamy płytkę konwertera na naszej płytce stykowej. Zrobiłem to wykorzystując nóżki z tych samych rezystorów, wlutowując je w otwory stykowe na płytce konwertera i na płytce stykowej.

6. Przylutuj wyjścia konwertera do odpowiednich wejść na gnieździe USB. Zachowaj polaryzację!

7. Weź obudowę, zaznacz i wywierć otwory do montażu naszej płytki, zaznacz i wytnij miejsce na gniazdo USB oraz dodaj otwory wentylacyjne naprzeciw chipa konwertera.

Mocujemy płytkę stykową śrubami do obudowy i otrzymujemy takie pudełko:

Na Maszynie wygląda to tak:

Testy

Następnie postanowiłem sprawdzić, czy moje urządzenia rzeczywiście będą uważać, że są ładowane z oryginalnej ładowarki. Jednocześnie mierząc prądy.
Zasilanie zapewnia zasilacz ze starej drukarki 24V 3,3A.
Zmierzyłem prąd przed wyjściem na USB.

Patrząc w przyszłość, powiem, że wszystkie urządzenia, które rozpoznałem, ładują się.
Podłączyłem do gniazda USB numer jeden (które jest przeznaczone dla różnych gadżetów):
HTC Sensation, HTC Wildfire S, Nokia E72, Nexus 7, Samsung Galaxy ACE2.
W przypadku Sensation i Nexusa 7 sprawdziłem czas ładowania, zaczynając od 1% i kończąc na ładowaniu do 100%.
Smartfon ładował się w 1 godzinę 43 minuty (bateria Anker 1900 mAh), zaznaczę, że ładowanie na standardowym ładowaniu zajmuje około 2 godzin.
Tablet ładował się w 3 godziny 33 minuty, czyli o pół godziny dłużej niż ładowanie z sieci (ładowałem tylko jedno urządzenie na raz).

Aby oba urządzenia z Androidem maksymalnie wykorzystały swoje ładowanie, musiałem przylutować małą przejściówkę (którą podłączano do Apple USB), do której podłączony był HTC Sensation.

Do gniazda USB numer dwa podłączyłem: Ipod Nano, Ipod Touch 4G, Iphone 4S, Ipad 2. Ponieważ śmieszne jest ładowanie Nano takim czymś, pobierało mi maksymalnie 200 mA, sprawdziłem Touch 4g i iPada. iPoda ładowano od zera do 100% w ciągu 1 godziny i 17 minut (choć razem z IPADem 2). Ładowanie iPada 2 trwało 4 godziny i 46 minut (jednego).

Jak widać iPhone 4S szczęśliwie zużywa swój prąd znamionowy.

Swoją drogą, Ipad 2 mnie zaskoczył; absolutnie nie stronił od obwodu ze zwartymi stykami danych i pobierał dokładnie taki sam prąd, jak z przeznaczonego do niego gniazda.

Proces ładowania i wnioski

Na początek przypomnę, że wszystkie urządzenia korzystające z baterii litowych posiadają kontroler ładowania. Działa to według następującego schematu:

Wykres jest przeciętny i może się różnić w przypadku różnych urządzeń.

Jak widać na wykresie, na początku cyklu ładowania sterownik pozwala na ładowanie maksymalnym dopuszczalnym dla Twojego urządzenia prądem i stopniowo zmniejsza prąd. Poziom naładowania zależy od napięcia; sterowniki monitorują również temperaturę i wyłączają ładowanie przy wysokich temperaturach. Kontrolery ładowania mogą znajdować się w samym urządzeniu, w akumulatorze lub w ładowarce (bardzo rzadko).
Możesz przeczytać więcej o ładowaniu ogniw litowych.

Właściwie tu dochodzimy do sedna, dlaczego ten temat nazywa się: „Próba numer jeden”. Fakt jest taki, że maksimum jakie udało mi się wycisnąć z ładowania to: 1,77A

Cóż, moim zdaniem przyczyną nie jest optymalnie dobrana cewka indukcyjna, co z kolei nie pozwala przetwornicy Buck wytworzyć maksymalnego prądu. Myślałem o jego wymianie, jednak nie mam narzędzia do lutowania SMD i nie mam w planach w najbliższej przyszłości tego robić. Nie jest to błąd projektantów płytki z serwisu eBay, jest to po prostu cecha tego obwodu, ponieważ jest on zorientowany na różne napięcia wejściowe i wyjściowe. W takich warunkach po prostu niemożliwe jest wytworzenie maksymalnego prądu w całym zakresie napięcia.

W rezultacie otrzymałem urządzenie, które jest w stanie w rozsądnym czasie naładować dwa smartfony jednocześnie lub jeden tablet w samochodzie.

W związku z powyższym zdecydowano o pozostawieniu tej ładowarki w obecnym stanie i złożeniu nowej, w całości własnymi rękami, w oparciu o mocniejszy konwerter LM2678,
który w przyszłości będzie mógł „zasilić” dwa tablety i smartfon jednocześnie (wyjście 5A). Ale o tym następnym razem!

PS:
1. Tekst może zawierać błędy interpunkcyjne, gramatyczne i semantyczne, prosimy o zgłaszanie ich w wiadomości prywatnej.
2. Wręcz przeciwnie, przemyślenia, pomysły, poprawki techniczne i punkty kontrolne od bardziej doświadczonych towarzyszy są mile widziane w komentarzach.
3. Przepraszam za wszelkie nieścisłości techniczne, ponieważ... Do niedawna nie zajmowałem się elektroniką i projektowaniem obwodów.
Dziękuję za uwagę, życzę wszystkim powodzenia i niewyczerpanego optymizmu!

Telefon komórkowy jest naszym wiernym przyjacielem w każdej sytuacji, jednak nie działa wiecznie, przychodzi czas, kiedy trzeba go naładować. Ładowarki sieciowe zapewniają napięcie wyjściowe 5-6,5 V przy prądzie do 500 mA w celu ładowania wbudowanej baterii telefonu komórkowego. Powstaje pytanie: czy w samochodzie da się uzyskać dokładnie takie parametry? To możliwe, a nawet bardzo proste!

Oczywiście podobne ładowarki można kupić w sklepie, ale najłatwiej jest to zrobić samemu, a obwód składa się tylko z jednego elementu - stabilizatora liniowego na chipie 7805.

Koszt takiego mikroukładu nie przekracza 1 dolara, w zamian gotowa ładowarka jest sprzedawana w sklepach za 4-8 dolarów.
Najpierw musisz kupić układ stabilizujący. Z wyglądu mikroukład wygląda jak tranzystor. Określamy pinout w bardzo prosty sposób. Trzymamy mikroukład z napisem skierowanym w naszą stronę. Środkowy zacisk jest wspólny, łączy się z minusem akumulatora samochodowego, lewy zacisk jest wejściowy - łączy się z plusem akumulatora. Pobieramy obniżone napięcie 5 woltów z ujemnego i prawego zacisku.

Pomimo tego, że jest to liniowy stabilizator napięcia, mikroukład jest dość mocny, ale mimo to wymaga chłodzenia. Do chłodzenia można zastosować aluminiowy radiator, lub bezpośrednio przykręcić chip do obudowy (jeśli ta ostatnia jest metalowa), w której planujesz zamontować tę ładowarkę.

Cóż, przygotowaliśmy prostą, ale całkiem dobrą ładowarkę do wszystkich typów telefonów komórkowych, wystarczy znaleźć wtyczkę do swojego telefonu komórkowego i powodzenia!

Sam mikroukład jest liniowym stabilizatorem napięcia i nie należy do niego podłączać dużych obciążeń o natężeniu 1,5 ampera, chociaż maksymalny prąd obciążenia wynosi 2 ampery.

Kup gotowe ładowanie do telefonu nie zainteresowany). Robić własnymi rękami o wiele ciekawsze, zwłaszcza, że tak proste i niezawodne urządzenie zostało już przetestowane. I nie chciała pożyczać zapalniczki. Dowiedziałem się o takim czymś jak KR142EN5A. Zalety tego mikroukładu:

Dopuszczalny prąd wyjściowy 1A
Nie są wymagane żadne komponenty zewnętrzne
Wewnętrzne zabezpieczenie termiczne
Zabezpieczenie tranzystora wyjściowego
Wewnętrzne ograniczenie prądu zwarciowego

Napięcie wejściowe wynosi do 20 V, a napięcie wyjściowe wynosi zawsze 5 V. Właściwie to jest potrzebne, aby niezawodnie ładować baterię telefonu. W montażu nie ma nic skomplikowanego. Do obwodu lutujemy cztery przewody (przylutowujemy dwa zaciski do środkowej nogi - będzie to „masa”). Lewy zacisk to wejście „+”, środkowy to masa, prawy zacisk to wyjście „+”.

Miałem starą zepsutą ładowarkę, odciąłem od niej wtyczkę i przylutowałem do mikroukładu.” wtyczkę +” do „+” na wyjściu KR142EN5A, a wtyczkę „-” do masy obwodu. Okazuje się, że istnieje wspólny przewód uziemiający dla wejścia i wyjścia. W samochodzie przeciągnąłem przewody w wygodne miejsce, gdzie telefon jest zawsze trzymany i podłączony na stałe za pomocą przycisku). Nacisnąłem przycisk, włożyłem wtyczkę do telefonu i zacząłem ładować). Tutaj zamieszczam zdjęcia...

Ale potem musiałem trochę ulepszyć obwód, ponieważ znane „umysły” zalecały zainstalowanie dwóch kondensatorów 1000 uF. Rezultatem jest ten diagram. Polecam od razu zamontować kondensatory, choć bez nich wszystko działało... A sam mikroukład położyć na małym grzejniku (dla pewności)