Vetaif.ru

Авто журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Usb розетка в автомобиль

USB разъем в машину

До недавнего времени USB разъем в автомобиле считался чуть ли не роскошью. Отсутствует такой разъем и во многих современных моделях, не говоря уже про машины, выпущенные 10-15 лет назад. В этой статье я расскажу, как из 12 вольт бортовой сети получить 5 В для USB разъема.

Многие устанавливают себе в авто различные устройства с питанием от прикуривателя – видеорегистратор, GPS навигатор, а еще периодически нужно подключать зарядное для телефона. А т.к. гнездо прикуривателя одно, покупают разветвитель, но это не выход из положения, провода, тянущиеся через приборную панель мало того, что отвлекают и мешают, могут стать причиной ДТП.

Как правило все эти устройства рассчитаны на напряжение 5 В (стандартное напряжение интерфейса USB), а преобразователь из 12 в 5 вольт содержится в штекере каждого из этих устройств. Я предлагаю установить в машину один источник питания на 5 В и от него посредством USB, mini USB разъемов питать все необходимые устройства.

Обновление от 30.07.2015.
Информация из статьи актуальна и сейчас, но появилось альтернативное решение – готовые USB адаптеры с подключением к сети 12 В. Речь идет не о переходниках в прикуриватель, они были на рынке и в момент первой публикации, а про самостоятельные устройства-преобразователи.

Устройство разработано таким образом, чтобы его использование было максимально комфортным. Передняя часть преобразователя оснащена розеткой, адаптированной для вилок, используемых по всей Европе, и портом USB, благодаря которому мы можем заряжать наш смартфон, устройство для чтения электронных книг и любое другое устройство, которое можно подключить через порт USB.

Сзади инвертора находится вентилятор, который обеспечивает адекватное охлаждение устройства.

Все это закрыто в небольшом, но очень прочном корпусе. Он изготовлен из качественного алюминия, благодаря чему устойчив к любым механическим повреждениям и ударам во время поездки. Кроме того, благодаря используемым материалам преобразователь очень легкий.

Параметры, которые имеют значение

При поиске преобразователя обратите внимание на такие параметры, как напряжение [В] и мощность [Вт]. Это очень важно, потому что выбор преобразователя с неправильным входным напряжением или слишком малой мощностью не позволит нашим устройствам работать.

Первый параметр, который следует определить, — это напряжение нашей батареи, которое должно полностью соответствовать указанному на преобразователе. Чаще всего используется напряжение 12 В, которое используется в легковых автомобилях, кемпингах и некоторых грузовиках, и 24 В, которое в основном используется в грузовиках.

После подбора напряжения нужно определиться, какая мощность инвертора будет подходящей. Если мы хотим подключить выбранное устройство к инвертору, мы должны проверить инструкцию, какую мощность он потребляет (если вы хотите подключить больше устройств, мощности должны быть суммированы). Мощность, потребляемая вашим устройством, не должна превышать 85% от номинальной мощности инвертора! Например, для ноутбука мощностью 100 Вт и нагревателя на 300 Вт подходящим преобразователем будет преобразователь мощностью 500 Вт и более.

Инвертор оснащен рядом необходимых защитных приспособлений для защиты пользователя и подключенных устройств. Это подтверждено сертификатами CE и RoHS, которые гарантируют безопасность.

Для мотоциклов оборудованных гнездом «прикуривателя»

Для владельцев мотоциклов, оборудованных штатным гнездом для прикуривателя наиболее просто и рационально приобрести готовое приспособление, специально предназначенное для установки в это гнездо. Выбор таких зарядных устройств от многочисленных китайских производителей («Powstro», «Celbro» или «Raxfly») весьма разнообразен. Цена на сегодняшний день находится в диапазоне от 200 до 350 рублей. Основным критерием при выборе зарядного устройства, устанавливаемого в штатный прикуриватель мотоцикла, являются его размеры. Приспособление должно без помех устанавливаться и выниматься из гнезда. Несомненным преимуществом таких изделий является простота установки (нет необходимости протаскивать дополнительные провода, подключаться к электрической схеме мотоцикла и устанавливать дополнительный выключатель, так как питание на гнездо прикуривателя подается только при включении зажигания) и эксплуатации.

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.

Читать еще:  Приора не включается вентилятор радиатора

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).

Читать еще:  Как завести машину если сломалась сигнализация


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!

Виды usb-розеток

Розетки с usb разъемами состоит блока питания на 5 вольт, который спрятан внутри розетки и из самого разъема usb. Подобные устройства могут быть одинарными или иметь несколько usb-выходов.

Розетка с usb может быть установлена в любой части дома, а наличие разъёма этого стандарта позволяет заряжать любые мобильные гаджеты, не занимая основную розетку 220 В. Наиболее часто устанавливается двойная юсб розетка, которая позволяет осуществлять одновременное подключение двух гаджетов для зарядки.

Розетка для подключения юсб-гаджетов может быть внутренней конструкции и наружной. Какой именно вариант установить зависит от многих обстоятельств, и прежде всего, от того возможно ли произвести штробление стен с минимальными негативными последствиями для интерьера комнаты. При установке наружного устройства стена не подвергается штроблению или сверлению, но внешний вид такого электрического элемента значительно уступает розетке скрытого монтажа.

Если же у вас уже установлены электрические розетки закрытого типа, то вам можно заменить ее на совмещенную розетку электро и USB.

Такие розетки бывают и с несколькими электрическими входами.

Ну и необходимо упомянуть о блоках розеток, которые могут объединять и юсб розетки, и электрические и антенные или телефонные.

Основное количество розеток юсб, которые реализуются на рынке, не оборудованы выключателем. Такие устройства постоянно подключены к электрической сети. Но, несмотря на постоянное подключение, такие устройства в режиме «холостого хода», электроэнергии потребляют мизерное количество, но существует опасность выхода из строя устройства, если в доме имеются маленькие дети, которые могут засунуть в разъём юсб, какой-либо металлический предмет. Питающее напряжение таких изделий составляет не более 5 В постоянного тока, что является безопасной для жизни и здоровья человека величиной, но при возникновении короткого замыкания существенно повышается риск выхода устройства из строя.

Модели оснащённые выключателем, позволяют осуществить включение устройства, только когда это необходимо.

Бывают и герметичные розетки.

Отдельной строкой стоят электрические удлинители с USB разъемами.

Так же есть розетки переходники. Их преимущества в том, что их вообще не надо никуда монтировать. Воткнул в существующую сетевую розетку и получил USB-разъем, для зарядки гаджетов еще и выход на 220 вольт. Необходимо производить эти действия в другом помещении. Пожалуйста, перенеси и никаких проблем. Прошла необходимость и убрал устройство в стол.

При выборе розетки USB необходимо руководствоваться следующими критериями:

  1. Сколько необходимо USB портов.
  2. На какую силу тока они должен должны быть (бывают на 1 ампер для зарядки мобильных телефонов, или 2,1 ампера для более мощных потребителей, например планшета).
  3. Какой вид розетки выбрать. Или переходник, или удлинитель, или что то комбинированное. Ну, тут кому что надо.
  4. Какими дополнительными свойствами должно обладать устройство. Например, полочка для телефона.

Смартфон Realme Q

Цена: от US $224.99 / 16757.31 руб.

Смартфон Realme Q оснащён 6.3-дюймовым FHD-экраном и работает на восьмиядерном процессоре Snapdragon 712AIE и Android 9.0. Фронтальная камера гаджета оборудована сенсором на 16 Мп, основная камера состоит из четырёх модулей на 48 Мп + 8 Мп + 2 Мп + 2 Мп. Объёмы оперативной памяти и встроенного хранилища зависят от выбранной модели: 4 ГБ / 64 ГБ, 6 ГБ / 64 ГБ и 8 ГБ / 128 ГБ. Корпус смартфона водозащищённый. Доступны смартфоны трёх цветов.

Внутри USB-розетка имеет модуль преобразователя напряжения 220 В на 5 В постоянного тока и плату с ЮСБ-портом. Модуль может иметь два выхода на разные токи заряда. Однако, некоторые производители выходы для заряда девайсов объединяют.

Встроенная

Встроенная розетка с USB: встраиваемые USB розетки представляют собой единый блок, внутри которого расположен блок питания и от одного до четырех USB разъёмов, расположенных на лицевой панели. Визуально он практически не отличим от обычной силовой встраиваемой розетки.

К преимуществам такого вида розеток можно отнести удобство их использования, стационарность и привлекательный внешний вид. Из недостатков отмечают повышенное энергопотребление в связи с потреблением электроэнергии даже в режиме холостого хода. Это значение не столь существенно и колеблется в пределах 0,1 – 0,5 Вт, но за месяц может набежать до 400Вт.

Читать еще:  Как подключить 2 колонки к одному каналу

Двойная

Двойная розетка с USB: встраиваемая розетка двойная для скрытой проводки с USB очень удобная в эксплуатации. Имея такие силовые розетки USB, Вам уже не нужно использовать адаптеры для зарядки телефона и др. устройств. Достаточно обычный кабель USB для подзарядки Вашего девайса подключить к розетке с USB и зарядить устройство.

К тому же зарядники частенько перегорают от перепада напряжения или теряются где-то в квартире. В отличие от них сам кабель для зарядки при правильной эксплуатации не перегорит и прослужит не один год.

Накладная

Накладная розетка с USB: всегда можно сделать розетку накладной из встраиваемой посредством переходника. Накладной блок и в него внутренняя розетка. На примере Legrand серии Valena 776181. Цена, правда, у любого из нормальных производителей, боюсь, не понравится, но это уже отдельная история.

Переходник

Так же есть розетки-переходники. Их преимущество в том, что их вообще не надо никуда монтировать. Воткнул в существующую сетевую розетку и получил выход на 220 вольт еще и USB-разъем, для зарядки гаджетов . Необходимо производить эти действия в другом помещении — пожалуйста, перенеси и никаких проблем. Прошла необходимость и убрал устройство в стол.

Legrand

Розетка с USB Legrand: cиловые розетки Legrand с разъемом USB C позволяют использовать бытовую и офисную технику и при этом одновременно заряжать мобильные устройства. Новые модели отличаются стандартными размерами и занимают одно установочное место в постовой рамке.

Современный зарядный модуль USB C 5В 1.5 позволяет подключаться напрямую, не требуя дополнительных переходников, адаптеров и соединений. Он также оснащён встроенной электронной защитой от перегрузки, что обеспечивает дополнительную безопасность гаджетов во время подзарядки и предотвращает их выход из строя.

Schneider

Розетка с USB Schneider: двойная USB розетка Schneider Electric Unica — простое и надежное устройства для подключения одного или двух устройств для зарядки посредством USB-кабеля. При подключении двух устройств отдача 1050 мА при 5 В, одного — 2100 мА.

    Преимущества USB-розеток Schneider Electric:
  • Многоуровневая система контроля исключает поставку бракованных моделей.
  • Безопасность материалов для здоровья.
  • Высокое качество сборки и отсутствие отклонений от проектированной геометрии.

Леруа Мерлен

Розетка с USB Леруа Мерлен: встраиваемая розетка Werkel с керамической контактной площадкой подойдет для систем скрытой электропроводки с заземлением. Розетка предназначена для монтажных рамок, лицевая часть выполнена из долговечного пластика в белом цвете.

  • компактная встраиваемая конструкция;
  • керамическая контактная площадка;
  • защитные шторки на контактах;
  • 2 USB-разъема.

Полезная розетка по крайне завышенной цене и с посредственным качеством изготовления и сборки, можно брать с оговорками. Недостатки: издает неприятный низкочастотный звук, который слышно в тишине.

Пошаговое руководство по установке:

1. Аккуратно проверьте провода фазовой отвёрткой.
2. Отключите напряжение в основном электрическом щитке.
3. Снимите с розетки декоративную заглушку.
4. Очистите провода от изоляции, тщательным образом соскоблите остатки металла.
5. Вставьте провода в места зажимов и закрутите их при помощи специальных болтиков.
6. Установите розетку в специальное отверстие в стене.
7. Закрепите розетку по центру. После чего подтяните винтики при помощи отвёртки по очереди.
8. Установите декоративную заглушку обратно.

После всех вышеперечисленных манипуляций данная разновидность розеток гарантированно будет работать. Для проверки ее работоспособности можно подсоединить любое устройство. В транспортном средстве тоже можно сделать выход для питания. Для этого понадобится специальный блок, вставляемый в прикуриватель. Его можно использовать двумя способами:

1. Вставить в прикуриватель и оставить его там.
2. Полностью разобрать блок и спрятать его микросхему под торпеду. После чего входные контакты запитать от дополнительных проводов от аккумуляторной батареи или же непосредственно от самого прикуривателя. Докупить кабель USB и вывести его под торпедой в удобное место на приборной доске. Можно также пропустить провода под тоннелем транспортного средства.

Второй способ потребует больше времени, но полученный результат будет смотреться намного более аккуратно и намного более красиво. Гнездо прикуривателя останется свободным.

Совет

Если данная разновидность розеток в транспортном средстве подключена к аккумулятору, то нужно стараться не оставлять подключённых приборов в салоне. Иначе сам аккумулятор быстро разрядится.

Схема подключения розетки к электрической сети является предельно простой.

К электрической сети с напряжением в 220 Вольт

В данном случае потребуется подключить только два провода. А именно ноль и, соответственно, фазу

Где не стоит покупать USB розетки?

Очень много при покупке таких розеток поступают от покупателей Леруа Мерлен. Покупатели жалуются, что розетки свистят, сложны в установке. Главным же недостатком этих розеток является то, что они не заряжают устройство, а разряжают. Конечно, гаджет показывает, что зарядка идёт, но на самом деле заряд ещё больше падает.

Стоит взглянуть на микросхему, чтобы определить её низкое качество. Оптрон на ней отсутствует, поэтому обратная связь проходит через допобмотку. Решение достаточно экономное, но качество изделия заметно падает.

Самое худшее что может быть – это режим отсутствия нагрузки, когда микросхема не в состоянии определить количество, которое снижается на выпрямительном диоде, когда же генерация отключается, то несколько секунд просто ступор.

Из-за нестабильности напряжения гаджет отказывается заряжаться. Причём это происходит через определённые промежутки времени. Во время скачков система заряжаемого телефона вроде бы видит ток, но из-за скачков воспринимает зарядку как угрозу и перестаёт его принимать. После чего некоторое время виснет и заново проделывает всю процедуру. В конечном итоге на распознавание и определение безопасности уходит больше энергии.

Фильтр помех также отсутствует. Просто испортите технику.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector