Автор Тема: PowerHub в машину  (Прочитано 498 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ANRI

  • Модератор
  • Сообщений: 2126
  • Благодарности: +95/-0
  • Имя: Андрей
  • Откуда: Харьков
  • Техника: Ford Sierra, Скиф, палатка, печка, казан
PowerHub в машину
« : 19-06-2017, 20:38:36 »
Power - мощность, энергия. Hub - концентратор или разветвитель.

Иногда, бывает, задумаешься и начинаешь по новому смотреть на вполне привычные вещи.
Волей-неволей, мы все обрастаем различными гаджетами, и в путешествии их нужно заряжать, но от чего ?
Всем знакома такая ситуация ?
Очень часто должны быть подключены постоянно к питанию навигатор, видеорегистратор, да и ещё пара телефонов могут потребовать зарядки в путешествии.
Куда вставлять все эти адаптеры, если розетка прикуривателя в машине одна ?


"Мы уже лет 10 как все от мала до велика живём в эпоху гаджетов, заряжающихся от USB, через розетку, прикуриватель, от ноутбука, но через  USB.

За 10 лет многие автопроизводители выпустили не только несколько обновленных версий своих традиционных моделей, да и новых моделей повыпускали достаточно, но до сих пор почти НИКТО не додумался сделать нормальную USB-розетку. Либо покупаешь затычку для стандартного 12-вольтового «прикуривателя» (собственно сами прикуриватели уже не все даже делают, ограничиваясь плстиковыми затычками), либо есть один USB-порт для подключения аудио. Во-первых, после подключения к нему в телефоне перестает говорить Навигатор (если у аудисистемы не включен Aux), а во-вторых у многих автомобилей этот порт настолько слабый, что телефон может заряжаться полдня.

Единственные автомобили, у которых совсем недавно начали делать USB порты именно для подзарядки (и для водителя, и для пассажира и даже два перед задним сиденьем) - Land Rover Discovery, остальные еще живут реалиями 15-летней давности хоть и пишут про инновации, продолжая рассказывать, что у них обновилась внутренняя навигационная система за дополнительные 100 тыс руб в комплектацию. АЛЛО! Очнитесь! Все по Яндексу ездят и хотят заряжать телефоны!"


Источник



Да, существуют в продаже различные тройники, но эта тема не про них.
Иметь в салоне гирлянду подключённых адаптеров - это отвлекает и мешает управлять автомобилем. Тем
более, что у меня прикуриватель расположен так, что я постоянно цепляю ногой то, что в него включено.
В этой теме я расскажу, как решил эту проблему я. Понятно, так повторить не каждый сможет, но на самом деле это не очень сложное электронное устройство, и попробовать повторить его, в какой-то степени, сможет каждый, кто дружит с паяльником и вольтметром.
Тем более, что к этой теме наблюдался повышенный интерес, поэтому попытаюсь разжевать все азы теории и практики.

Как получить 5 вольт из 12 ? Источники питания бывают линейные и импульсные. Линейные - они просто гасят лишнее напряжение на управляемом транзисторе и превращают его в тепло. Они хороши тем, что не создают импульсных помех, но КПД их оставляет желать лучшего. Рассмотрим предельный случай - предположим у нас четыре потребителя, типа смартфонов или планшетов, и каждый из них потребляет зарядный ток 1.5 ампера от источника питания 5 вольт. Если мы используем линейный стабилизатор, то он от бортовой сети 12 вольт будет потреблять те же полтора ампера, потому что лишнюю мощность он просто преобразует в тепло.

Пример простого, надежного и хорошо известного интегрального стабилизатора - микросхема 7805 (или советский аналог КР142ЕН5А, на котором было нанесена сокращённая маркировка КРЕН5А, поэтому в простонародье их называют кренками)





Использовать её просто: слева - вход, справа - выход, припаял, и вот тебе 5 вольт. Но при токе 1.5 ампера на стабилизаторе придётся погасить 12-5=7 вольт. Рассеиваемая мощность при этом составит 7*1.5 = 10.5 Вт, и чтобы её рассеять, потребуется ребристый радиатор размером с две сигаретные пачки. Куда это всё встраивать ? А если мы захотим питать сразу четыре потребителя ? Эти потребители будут суммарно потреблять ток 4*1.5=6 ампер. За пять часов они потребят 5*6=30 амперчасов, то есть стандартный аккумулятор окажется высаженным наполовину. Это не наш метод, и поэтому так:

https://volt-index.ru/podelki-dlya-avto/samodelnyiy-istochnik-pitaniya-usb-v-mashine.html

и так:

https://www.drive2.ru/l/288230376152036572/

и так:

http://www.autosecret.net/tuning/elektro-tuning/1709-zarjadnoe-usb-ustrojstv-v-avtomobile-svoimi-rukami

и так:

http://xn--2111-43da1a8c.xn--p1ai/tuning-electrika/904-usb-charge-auto.html



мы делать не будем. Тем более, что полтора ампера кренка всё равно не потянет  :ag:.

Другое дело - импульсные преобразователи. Принцип их действия основан на регулируемом импульсном накоплении энергии в реактивных элементах схемы (индуктивностях и емкостях). Они работают на высоких частотах, поэтому имеют малые габариты и высокий КПД (более 90%).В продаже имеется множество различных понижающих преобразователей, они достаточно недороги, самому собрать их из дискретных элементов выйдет дороже.

Например, этот, совсем микроскопический, потянет один порт USB:

http://3v3.com.ua/product_5676.html
https://megashara.biz/p289473808-mini-360-stabilizator.html
http://kosmodrom.ua/el.php?name=MP1584-MICRO-POWER

Этот, хорошо известный, тоже:

http://3v3.com.ua/product_7293.html

А этот, подороже и помощнее, потянет четыре порта сразу:

https://megashara.biz/p365429615-preobrazovatel-ponizhayuschij-300.html
http://kosmodrom.ua/el.php?name=DC-DC-STEP-DOWN-300W

А в моей конструкции использованы два таких преобразователя, каждый из которых может питать два порта USB. Имеют защиту от короткого замыкания по выходу и перегреву:

https://megashara.biz/p386154039-reguliruemyj-ponizhayuschij-preobrazovatel.html
http://kosmodrom.ua/el.php?name=XL4015-5A

Зачем два - а просто для надёжности.

Любой преобразователь имеет входные контакты, на которые подаётся +12 вольт, выходные, и подстроечный резистор, которым задаётся выходное напряжение. Перед использованием необходимо это напряжение отрегулировать, поворачивая шлиц подстроечного резистора  отвёрткой, а затем уже подключать нагрузку.



А ещё лучше после регулировки этот подстроечный резистор выпаять, измерить сопротивление между его контактами, и впаять туда постоянный такого же номинала.



Это будет лучше в плане защиты от вибрации. Для модели, использованной мной, этот номинал составляет 5.6 кОм, при этом выходное напряжение составит 5,1 В.
Я впаял туда SMD-резистор из стандартного ряда. Можно использовать и выводной,
например МЛТ-0.125 Вт.



Что еще нужно, чтобы соорудить USB-зарядку с применением DC-DC преобразователя ?
Купить USB - гнездо:

http://kosmodrom.ua/prodlist.php?name=usbconnectora
http://3v3.com.ua/product_7239.html





они сейчас недороги, и припаять провода, так, как показано на карикатуре  :ag::



Оно уже будет заряжать как-то устройство, но есть одно НО  :bw:. Смартфон или планшет не знает, куда вы его подключили, и не захочет брать номинальный зарядный ток, заряжаться как-то будет, но долго. И начнёт задавать разные вопросы - "а что мне делать с подключённым разъёмом USB". Зачем это так сделано - например, нагрузочная способность портов компьютера невысока, и смартфон полный ток не потребляет. Чтобы потреблять полный зарядный ток, смартфон должен "опознать" USB-порт, как зарядное устройство.
Для этого нужно немного видоизменить схему - перемкнуть средние сигнальные провода в разъёме:




Так сделано на большинстве автомобильных адаптеров, повстречавшихся мне. Но лучше сделать ещё вот так, как показано на следующей карикатуре:



Причём если у вас от преобразователя будут питаться несколько портов, эти два резистора должны быть установлены на каждый порт отдельно.Всё, базовый вариант автомобильного USB - адаптера готов. Все китайские адаптеры, а других не бывает, сделаны точно так же, а то и хуже. А если установить на преобразователь дополнительный радиатор для отвода тепла, то будет вообще хорошо и надёжно. Ещё одно применение данной схемы - можно заряжать телефон от солнечной панели непосредственно. Большинство преобразователей рассчитаны на входное напряжение до 35-38 вольт, поэтому на его вход можно подключить панель с максимальным соответствующим напряжением, её напряжение будет меняться, в зависимости от освещённости, а преобразователь будет поддерживать положенные 5 вольт на выходе. Ну не ночью, конечно.

Всё это приемлемо, но в том случае, если вас не волнует вопрос электромагнитной совместимости преобразователей. Все дело в том, что хотя преобразователи и работают на частоте в десятки-сотни килогерц, но потребляемый ток имеет импульсную форму с крутыми фронтами и в его спектре содержатся так называемые "высшие гармоники", т.е. частоты, которые могут доходить до десятков или сотен мегагерц и создавать помехи радиоприёму. Как с этим бороться - добавить фильтры по питанию и нагрузке и поместить преобразователь в железный корпус, так, чтобы из него выходили только экранированные гнёзда USB и провода питания.

Вот следующая схема:



По входу установлен фильтр, содержащий дроссель (а вернее трансформатор, намотанный на магнитопроводе из распылённого железа проводом 0.6 мм до заполнения, получилось около 18 витков на каждую обмотку, количество витков обмоток должно быть равным (обратите внимание на направление намотки обмоток, они включены противофазно) и два керамических конденсатора.
По выходу дроссель можно не ставить, на выходе преобразователя и так стоит LC-фильтр. Я добавил дополнительный электролитический и керамический конденсаторы.

А позже ещё видоизменил схему, добавив помехоподавляющие дроссели по входу и выходу. Они недорогие, это на самом деле провод, пропущенный через ферритовое кольцо, эффективны на частотах выше десятков мегагерц.

http://kosmodrom.ua/el.php?name=BL01RN1A2A2B



Ну и ещё супрессор P6KE6.8CA поставил по выходу.



Это такой быстродействующий защитный диод. Он нужен, если по причине аварии начнет расти напряжение на выходе преобразователя. При напряжении больше 6.45 -6.8 В он пробивается и вызовет срабатывание электронной защиты по току, или, в крайнем случае, перегорание предохранителя. Это почти окончательная схема.

Теперь по конструкции. Вот процесс её изготовления. Все платы закрываются железной крышкой.
В шасси вкручены стойки для крепления плат. Два выступа посередине - это теплоотвод, к которым прислоняются платы в месте установки микросхем через теплопроводящую плёнку. Сверху микросхемы придавливаются небольшой планкой-радиатором.
Кроме того на шасси установлены два гнезда прикуривателя с керамическими изоляторами, выключатель питания USB и вольтметр, а также по предохранителю на каждый преобразователь.
Питание на устройство подаётся недетскими проводами в гофре (4 провода МГШВ по 1.5 кв.мм) через 25-амперный клеммник. Это, естественно, нужно только для прикуривателей.


































































Ещё позже сниму видео, как "свистят" китайские адаптеры в FM-диапазоне и в чём разница.
А сейчас не в состоянии  :be:, проще железяку сделать, чем отчёт написать.
H2O — девиз не наш! Наш — C2H5OH!
 
050 590 89 сорок восемь 
ICQ: 395660620
Skype: anri_kharkov

Оффлайн Лентяй

  • Пользователь
  • Сообщений: 1234
  • Благодарности: +40/-0
  • Имя: Кирилл
  • Откуда: Украина Николаев
  • Техника: кемпер на базе УАЗ 3309
Re: PowerHub в машину
« Ответ #1 : 19-06-2017, 20:45:39 »
отчет титанический , плюсую , но - одно замечание - и просьба - на будущее писать название темы русскими буквами ,а то я прочел не PowerHub a PornHub   :ah: и очень удивился - пока не прочел правильно ...
лучше переспать чем  не доесть

Оффлайн ANRI

  • Модератор
  • Сообщений: 2126
  • Благодарности: +95/-0
  • Имя: Андрей
  • Откуда: Харьков
  • Техника: Ford Sierra, Скиф, палатка, печка, казан
Re: PowerHub в машину
« Ответ #2 : 19-06-2017, 20:49:54 »
Теперь понятно, где ты в и-нете зависаешь  :ah:  :ag:. Может сразу переименовать тему  :ag: ?
Или рассказать, как встроить pornhub в торпеду в следующей теме  :ag:.
H2O — девиз не наш! Наш — C2H5OH!
 
050 590 89 сорок восемь 
ICQ: 395660620
Skype: anri_kharkov

Оффлайн Лентяй

  • Пользователь
  • Сообщений: 1234
  • Благодарности: +40/-0
  • Имя: Кирилл
  • Откуда: Украина Николаев
  • Техника: кемпер на базе УАЗ 3309
Re: PowerHub в машину
« Ответ #3 : 19-06-2017, 20:55:21 »
 :av: :ap: :az:
лучше переспать чем  не доесть

Оффлайн Сергей1055

  • Пользователь
  • Сообщений: 231
  • Благодарности: +6/-0
  • Имя: Сергей
  • Откуда: Енакиево, обл. Донецкая
  • Техника: Нива 2121, DACIA LOGAN, СКИФ-М1+палатки
Re: PowerHub в машину
« Ответ #4 : 19-06-2017, 21:37:29 »
Работа и отчёт выполнены зачётно.  :ay: :ay: :ay:
Но эту работу можно сделать если соображаешь, ну а мы томаты :ah:, поэтому пошел простым обывательским способом, приколхозил тройник (справа на бороде, чтоб провода на рычагах не путались) только бросил отдельно провод через реле с клавишей.
находят не там где ищут, а там где есть.

Оффлайн Nikki

  • Администратор
  • Сообщений: 14416
  • Благодарности: +136/-0
  • Имя: Николай
  • Откуда: Украина, Днепр
  • Техника: Pajero II Wagon, Скиф2М, АП-1, палатка
Re: PowerHub в машину
« Ответ #5 : 19-06-2017, 23:08:05 »
Доделаю свое, выставлю... но в карму все равно налил :az: Молодца, а главное красиво черт побери -  :ay:
Бестолковый отдых утомляет хуже работы... (с)
Оригинальные запчасти AL-KO
050-516-38-95; 098-503-99-22

Оффлайн Sergey85700

  • Модератор
  • Сообщений: 2591
  • Благодарности: +58/-0
  • Имя: Сергей Наталия
  • Откуда: Донецкая обл. г. Волноваха
  • Техника: Ланос + Бастай
Re: PowerHub в машину
« Ответ #6 : 20-06-2017, 08:06:51 »
Теперь понятно, где ты в и-нете зависаешь  :ah:  :ag:. Может сразу переименовать тему  :ag: ?
Или рассказать, как встроить pornhub в торпеду в следующей теме  :ag:.


Ой, да ладно.   Я уверен что многие именно так с первого раза и прочитали название темы.  :ah: :ah: :ah:
Человека делают счастливым три вещи: любовь, интересная работа и возможность путешествовать.   (Иван Бунин)

Оффлайн ГарикTTT

  • Пользователь
  • Сообщений: 6101
  • Благодарности: +87/-0
  • Имя: Игорь
  • Откуда: Украина, Донецкая обл., Краматорск
  • Техника: Таврия, Nexia + Скиф2М, Knaus Toy
Re: PowerHub в машину
« Ответ #7 : 20-06-2017, 08:30:55 »
Молодца! Просто толково и функционально весьма!
Думать надо головой, любить - сердцем, чувствовать - задницей.
И, самое главное, ничего при этом не перепутать...
Для связи - 050 999 пять З восемь З

Оффлайн айвенго

  • Пользователь
  • Сообщений: 32
  • Благодарности: +0/-0
  • Имя: Константин
  • Откуда: Луганская обл., г.Краснодон
  • Техника: Субару легаси+Авенто
Re: PowerHub в машину
« Ответ #8 : 20-06-2017, 10:25:22 »
Работа огромная! А с входным фильтром пришлось поиграться? На одном из фото,  дроссель намотан явно не проводом 0.6 , и витков только 8,  а в конечном продукте все как в описании (0.6*18). :ay:

Оффлайн ANRI

  • Модератор
  • Сообщений: 2126
  • Благодарности: +95/-0
  • Имя: Андрей
  • Откуда: Харьков
  • Техника: Ford Sierra, Скиф, палатка, печка, казан
Re: PowerHub в машину
« Ответ #9 : 20-06-2017, 11:52:15 »
На одном из фото,  дроссель намотан явно не проводом 0.6 , и витков только 8,  а в конечном продукте все как в описании (0.6*18). :ay:


Совершенно верно, вы глазастый  :ay:  :az:. Это были доработки в процессе. И на платах USB разъёмов SMD резисторы на сигнальные провода уже потом припаяны. А идея сделать подсветку гнёзд пришла уже тоже позже. Так что это все скорее полнофункциональный лабораторный макет  :bk: :ag:.
Пока так оставлю, а потом может ещё чего придумаю  :bw:.
H2O — девиз не наш! Наш — C2H5OH!
 
050 590 89 сорок восемь 
ICQ: 395660620
Skype: anri_kharkov

Оффлайн opeleman

  • Пользователь
  • Сообщений: 129
  • Благодарности: +1/-0
  • Имя: Сергей
  • Откуда: Украина г.Черкассы
  • Техника: ЗАЗ Део Ланос, палатка
Re: PowerHub в машину
« Ответ #10 : 20-06-2017, 23:26:25 »
Молодец, буду делать так же, ибо в машине 2 телефона, один планшет(он же навигатор) и регистратор, и все это болтается на соплях.


Объединение двух сообщений: 20-06-2017, 23:54:31
Power - мощность, энергия. Hub - концентратор или разветвитель.
А если поставить на входе конденсатор 1000мкф вместо родного 220мкф ?
У конденсатора 470 мкф 16 вольт мне кажется будет маловато, он будет работать на пределе, запаса не будет.

Оффлайн ANRI

  • Модератор
  • Сообщений: 2126
  • Благодарности: +95/-0
  • Имя: Андрей
  • Откуда: Харьков
  • Техника: Ford Sierra, Скиф, палатка, печка, казан
Re: PowerHub в машину
« Ответ #11 : 21-06-2017, 01:19:13 »
Да на здоровье, пробуйте, я только рад буду  :az:, поделитесь результатами - и пиво с меня при встрече.

Вот даташит на XL4015E1:

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/763184/ETC2/XL4015E1.html

Там есть типовая схема включения. По выходу - там не будет бросков больших. Для выходных 5 вольт 16 - нормальный запас.
Кондёры не греются, я пробовал. Греется дроссель слегка.

На плате преобразователя стоят обычные SMD - конденсаторы. На 1000 такой - ещё попробуй найди.
Только внешний.

http://www.kosmodrom.ua/prodlist.php?name=electrolit-smd

Лучше бы какие-то с LOW ESR  :bw:. С дросселем  тоже  можно играться.
H2O — девиз не наш! Наш — C2H5OH!
 
050 590 89 сорок восемь 
ICQ: 395660620
Skype: anri_kharkov

Оффлайн ANRI

  • Модератор
  • Сообщений: 2126
  • Благодарности: +95/-0
  • Имя: Андрей
  • Откуда: Харьков
  • Техника: Ford Sierra, Скиф, палатка, печка, казан
Re: PowerHub в машину
« Ответ #12 : 25-06-2017, 22:36:25 »
Сегодня меряемся - кто лучше испортит торпеду или консоль  :ag:.
Я, наконец-то, сделал защёлки и окончательно вставил устройство на место.

Пропустил кабели через моторный отсек:



Обжал и пропаял клеммы на АКБ:



А тут соединение временное. PowerHub будет питаться через ранее мной сделанное устройство защиты АКБ от глубокого разряда. Для него сделан специальный кронштейн, на нём будет коробочка с платой.
Там же главный предохранитель.



А тут ранее обещанный фильм производства студии ANRI Production  © ТМ, называется "китайский синдром"  :ag:. Теперь станет понятно, зачем все эти заморочки с фильтрами и экранированным корпусом.

https://youtu.be/0KDJlOGRfhY

Адаптер из АТБ, стоимостью 23 грн. фонил ещё больше. Я его подарил приятелю забесплатно.
Для хорошего человека г..на не жалко  :ag:.
H2O — девиз не наш! Наш — C2H5OH!
 
050 590 89 сорок восемь 
ICQ: 395660620
Skype: anri_kharkov

Оффлайн opeleman

  • Пользователь
  • Сообщений: 129
  • Благодарности: +1/-0
  • Имя: Сергей
  • Откуда: Украина г.Черкассы
  • Техника: ЗАЗ Део Ланос, палатка
Re: PowerHub в машину
« Ответ #13 : 26-06-2017, 01:15:32 »
Признавайся где и по чем брал гнёзда прикуривателей ?

Оффлайн CAPITAN

  • Пользователь
  • Сообщений: 1573
  • Благодарности: +22/-0
  • Имя: Александр
  • Откуда: Украина, Харьков
  • Техника: Газ2705ГП , СКИФ М2
Re: PowerHub в машину
« Ответ #14 : 26-06-2017, 05:57:28 »
Андрей видео не доступно к просмотру
Оригинальные автомобильные масла PETRO-CANADA
0509409965

 


SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal