Адаптер для зарядки телефона в салоне автомобиля — Меандр — занимательная электроника

Схемотехника рассматриваемого адаптера для зарядки от прикуривателя автомобиля не претендует на оригинальность и использует очень распространенную микросхему MC34063. Однако, печатная плата разработана под маленький корпус Z-43 и занимает мало места. Данный проект будет полезен тем, кто все же хотел бы самостоятельно изготовить зарядное устройство для телефона для автомобиля нежели покупать готовое устройство, так как суммарная стоимость устройств возможно будет одинаковой.

Итак, перейдем к схеме устройства:

Схема построена на микросхеме DC/DC преобразователя MC34063, микросхема используется в корпусе DIP-8, так как рассеиваемая мощность в таком корпусе чуть больше, чем в корпусе SO-8 — так чуть надежнее. Резисторы R2 и R3 образуют обратную связь с выходом схемы, как таковые резисторы образуют делитель напряжения. При этом на пятом выводе микросхемы всегда поддерживается напряжение 1,25 вольта, это значит, что выходное напряжение напрямую зависит от сочетания номиналов в делителе напряжения:

А из этого следует, что можно точно рассчитать выходное напряжение. Если нам нужно получить на выходе 5 вольт, то необходимо произвольно выбрать номинал одного резистора — пусть это будет 1000 Ом, тогда расчет другого резистора будет выглядеть так:

Если бы номиналы получались не столь «красивыми», то необходимо было бы задать в начале другой номинал и заново рассчитать второй резистор.

Резистор R1 используется на подобие предохранителя — при превышении номинального тока микросхемы он отключит ее. Так как номинал этого резистора мал, то его можно собрать из нескольких резисторов, подключенных в параллель друг другу. На печатной плате это предусмотрено. Конденсатор С3 задает частоту работы преобразователя. Остальные конденсаторы выполняют функцию фильтрации на входе и на выходе. Чем больше номинал конденсатора С5, тем меньше будут пульсации на выходе. Важным параметром у нас является миниатюрность, поэтому в схеме был использован конденсатор емкостью 1000 мкФ, выпаянный с материнской платы на 6.3 вольта. Диод VD1 должен быть быстрым (Шоттки). И дроссель должен выбираться также не только исходя из его индуктивности, но от тока, который он может пропускать длительное время без разрушения. В данной схеме дроссель рассчитанный на 1 ампер вполне подойдет. Разъем на выходе схемы ставится типа USB-A (мама). На входе ставится разъем обычный для питания подходящего диаметра для вас, тип разъема также мама. Таким образом на выходе можно подключить стандартный USB кабель для вашего телефона или другого устройства. Вход схемы подключается через переходник прикуривателя автомобиля. Вообще это дело можно немного упростить и подключить разъем прикуривателя просто подпаиванием проводов к плате, а не использовать разъем.

 Как было указано, корпус используется Z-43. Печатная плата с установленными компонентами занимает все пространство корпуса. В корпусе необходимо сделать два отверстия — для USB разъема и для входного напряжения. На фото нижняя крышка немного подпилена для плотного закрывания по причине габаритов разъема для подключения прикуривателя. Небольшая притирка, так сказать. При условии отказа от использования разъема по входу напряжения занимаемый объем в корпусе немного уменьшится и отверстие можно сделать меньше для пропукания провода внутрь корпуса, чтобы подпаяться к контактам на плате. Данная вариация с разъемом зависит от того, что есть в наличии (мне было жалко резать провод прикуривателя, поэтому использовал такой разъем).

На печатной плате в Sprint Layout на синем слое (М1) обозначена перемычка. На готовой печатной плате эта перемычка выполнена синим проводом.

Готовый адаптер выглядит так:

Размер вполне компактный получился.

Адаптер в рабочем положении:

Характеристики адаптера:

• входное напряжение — 12 В
• выходное напряжение — 5 В
• частота преобразования — 85 кГц
• ток выходной части — 500 мА (можно увеличить до 750 мА, заменив резистор R1 на 0,2 Ом — это будет максимальный ток, допустимый микросхемой)
• КПД ~ 70-75 %

К статье прилагается печатная плата в программе Sprint-Layout 6, а также проект протеус для симуляции работы схемы преобразователя.

Прикрепленные файлы:

Зарядное mini (micro) USB устройство на 5 вольт в автомобиле своими руками 📹

 Современные мобильные девайсы уже незаменимо вошли в нашу жизнь. Прежде всего, мы говорим о телефонах и планшетах. Мы пользуемся ими везде, дома, на улице, в машине. В машине к ним добавляются еще навигаторы, видеорегистраторы и т.д. А что надо для нормальной работы этих приборов? Конечно питание, ведь любой, даже очень хороший аккумулятор «сядет», в конце концов.
Можно купить готовое зарядное устройство USB для всего того, что мы используем в машине. Но здесь могут быть проблемы с количеством гнезд, с мощностью и т.д. Как правило,мощность зарядного устройства ограничивается током 0,5 А, хоть на многих и написано 1 А, но выдержать такой ток они не в состоянии.
 А что касается моего частного случая, так данное зарядное устройство, которое по сути является стабилизатором напряжения на микросхеме 7805, было применено для того, чтобы спрятать его под панелью приборов. В итоге, запитав его от прикуривателя и спрятав под панель приборов, были выведены лишь только штекеры mini USB на панель приборов, для навигатора и видеорегистратора. Это позволило обеспечить питанием гаджеты, при этом оставить не занятыми розетки прикуривателя. А быть может самое главное, это избавиться от проводов, которые мешались под рукой и от их не эстетического вида.

 Итак, в нашей статье мы расскажем об альтернативе, о самостоятельном изготовлении USB зарядного устройства для автомобиля на базе микросхемы — стабилизатора 7805.

  В качестве «сердца» нашего зарядного устройства будет использован стабилизатор напряжения серии L7805 (ток 1 А) или его аналог L7805CV (ток 1,5 А). На самом деле применяемых аналогов может быть великое множество. В принципе, вся серия микросхем 7805 подойдет для этого. Об аналогах подробнее мы расскажем чуть позже.

 Сама электрическая схема подключения стабилизатора проста, она аналогична стабилизатору питания, про который мы рассказывали в другой нашей статье «Стабилизатор питания в автомобиле на 12 вольт». Можно сказать, что это микросхемы собратья, только напряжения стабилизации у них разное.

Собрать все можно как навесным монтажом, так и на плате. Можно на обычной простой универсальной монтажной плате. Для того, чтобы микросхема смогла развить свой максимальный ток питания, ее необходимо поставить на радиатор. В нашем случае радиатор взят от компьютерного процессора.

Сами микросхемы — стабилизаторы могут выпускаться в различных корпусах. Возможные варианты корпусов и применяемых аналогов приведены на рисунке ниже.

В нашей сборке применен корпус ТО-220… Возможно применение и микросхем с индексом KIA 7805. Более подробный Data sheet на эти микросхемы можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Подключение mini и micro USB штекера от зарядного устройства в автомобиле

После того, как вы собрали USB устройство необходимо правильно подключить USB коннекторы. Можно взять провод с уже заводским штекером mini, micro USB, а можно купить «пустой» штекер в магазине, и припаять к нему провод. Правильное подключение различных видов USB приведено на рисунке ниже.

В моем случае необходим был штекер mini USB, который и был припаян к проводу. Вид приведен без корпуса.

Затем с помощью универсального прибора еще раз было проверено напряжение, чтобы не испортить электронные гаджеты. А затем уже был заряжен аккумулятор аудиоплеера.

В последствии зарядное устройство было установлено под панель приборов, а mini USB штекеры выведены: один на панель приборов для навигатора, второй под крышей для видеорегистратора.

Прошу прощения за вид в гараже.

Зарядное устройство в машине на 5 вольт для смартфона, навигатора, видеорегистратора, планшета построенное по принципу ШИМ модуляции  (USB) на 4 Ампера (Вариант 2)

 Однако эпопея с зарядным устройством на этом не закончилась. Опять же из-за банальной причины, когда для потребителей не хватает выдаваемой мощности, тока питания, что по сути одно и тоже, при условии постоянного напряжения бортовой сети в машине, так как величины эти будут прямо пропорциональны.

 Так вот, при длительной совместной эксплуатации навигатора и видеорегистратора, одна микросхема была не в состоянии «вытянуть» питание этих двух устройств, даже при установленном радиаторе. В итоге, она перегревалась и кратковременно отключалась. Навигатор при этом «матерился» на отключение питания.
 Здесь видится два решения проблемы. Первый, это «городить огород» и делать параллельные схемы, на каждую из которых будут «навешаны» свои потребители. Скажем на одну видеорегистратор, на вторую навигатор.  По сути, на фото выше, где на одном радиаторе смонтированы две микросхемы,  так и сделано.  Однако хорошо если этим все и ограничится, а если понадобиться подключить смартфон, планшет, еще что-то… Здесь никак не обойтись без более серьезных токов, а значит и без альтернативных вариантов. Таким альтернативным вариантом  станет применения микросборки с ШИМ модуляцией. Не буду долго и подробно объяснять что это такое, но принцип всего этого основан на том, что ток выдается на нагрузку не постоянно, а с очень высокой частотой. В итоге, появляется возможность снизить нагрев микросхемы, за счет тех самых периодов, когда она «отдыхает», а нагрузка при такой высокой частоте воспринимает питание как постоянное, хотя оно не является таковым…
 Так вот, такая схема не потребует больших радиаторов для отвода тепла, при этом будут обеспечены довольно высокие токи. В общем, все будет так, как нам и надо. Именно о таком варианте далее. Для снижения напряжения использована микросхема, катушка индуктивности и элементы для обвязки.  Микросборка имеет обозначение KIS3R33S,

…ее монтаж можно выполнить по схеме из Datasheet. Однако для по умолчанию при такой обвязке она имеет выходное напряжение в 3,3 вольта, нам же для USB потребуется 5 вольт.

В этом случае необходимо будет подобрать резисторы  R1, R2. Таблица с рекомендуемыми номиналами резисторов, от которых зависит напряжение питания, также взята из Datasheet.  Эта особенность изменять напряжение подбором резисторов, делает это устройство универсальным помощником при необходимости питать нагрузку не только напряжение 5 вольт как для USB.

Надо отметить, что это устройства уверенно держит нагрузку с потребляемым током в 3А, а пиковые показатели могут достигать и 4А. Если собирать такое устройство лень, некогда или вы не сможете это сделать, то можно приобрести такую сборку за цену порядка 2 долларов на всем известных площадках, интернет — магазинах. 

Надо сказать, что такой китайский преобразователь напряжения  KIS-3R33S (MP2307) довольно неплох для своей цены, при этом способен выдавать высокие токи, о чем мы уже знаем, до 4А. Это значит, что такая сборка может заменить пару КРЕНок или серию 7805, о чем мы рассказывали в первой части статьи. При этом будет более компактной и с более высоким КПД.

 Итак, мной была куплена такая сборка. Затем также купил распределительную коробку, которые используются для монтажа электропроводки в квартирах. Это и стало корпусом конвертера — зарядного устройства.

Также был присоединен и светодиод, для того чтобы контролировать, подается ли напряжение на эту «коробочку». О подключении светодиода к 12 вольтам в машине можно прочитать в статье «Как подключить светодиод к 12 вольтам». Затем все было установлено под панелью приборов, за вещевым ящиком.

Подключено к прикуривателю. Напряжение на нем появляется лишь только когда включено «зажигание», что очень удачно для меня.

Провода все также проброшены до гаджетов.

 

Теперь ток зарядного устройства увеличился до 4 Ампер, что пока вполне хватает.

 Особенностью данного зарядного устройства является то, что оно может работать как в легковых автомобилях, где напряжение бортовой сети 12 вольт, так и в грузовых, где оно составляет 24 вольта. При этом, зарядное устройство не нуждается в какой-либо переделки и наладке.

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:

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.

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.