5 вольт от прикуривателя своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Я человек ленивый и люблю комфорт, поэтому люблю всяческого рода автоматизацию. В машине у меня есть видеорегистратор, иногда использую навигатор, часто нужно зарядить телефон или планшет себе или семье/знакомым. Как результат указанных потребностей — вся машина окутана проводами и зарядками, при этом всегда надо думать, что выдернуть из тройника прикуривателя и не потеряла ли контакт в прикуривателе очередная зарядка. Конечно, потихоньку в машине образовался клубок проводов и зарядок, а это мало того, что не эстетично, так еще и может привлечь наркоманов.
В один прекрасный момент это всё достало и было принято решение сделать что-то универсальное.
Задача:
- Выходное напряжение 5.1V
- Ток не менее 3A (телефон, 0.6А, видеорегистратор — 0.3А, iPad — 2A)
- Автоматическое включение БП при запуске двигателя
- Ручное включение БП
- Автоматическое отключение БП через 15-30 минут после выключения двигателя (с возможностью продлить это время). Чтобы можно было оставить регистратор в машине без необходимости каждый раз его выключать/включать.
- Автоматическое отключение БП при сильном разряде аккумулятора
- Ручное выключение БП
Свистелки и перделкиСветовая и звуковая сигнализация- Достаточное количество USB-разъемов (хотя бы 4 шт.) в легкодоступном месте но без извращения над салоном
- Нормальный (как родной зарядкой) заряд устройств Samsung и Apple
- Без занимания прикуривателя.
Решение:
Решение вполне очевидное. Микроконтроллер для автоматизации и какой-нибудь преобразователь напряжения, но у преобразователя должна быть возможность включения/выключения работы логическими уровнями.
С размещением в машине было немного сложнее, сначала хотел вставить USB в подстаканник, но потом откинул эту идею, т.к. не эстетично плюс стакан будет не поставить да и очередные мотки проводов не радовали. Потом я обратил внимание на подлокотник и ящичек находящий в нём. Это было то, что нужно! Сам ящичек вытаскивается — значит можно легко обслуживать, в самом подлокотнике много места — значит спокойно влезет электроника. USB разъемы легко врезать в боковину ящичка и не нужные провода зарядок можно не вытаскивая из разъемов прятать в ящик.
Помимо USB разъемов для зарядок, требовалось питание для видеорегистратора. Для этого был протянут провод от подлокотника до зеркала заднего вида, на зеркале был наклеен еще один USB-разъем и выведен разъем для видеорегистратора.
Если с размещением разъемов, всё было довольно понятно, то с электроникой возникли небольшие проблемы.
Сначала была LM2596.
Чуть ранее я заказал на eBay несколько платок регулируемых блоков питания, собранных на микросхеме LM2596. Мне нужно было сделать зарядку для iPad, чтобы заряжала большим током (как родная — 10W). Зарядку я сделал, всё прекрасно работало, зарядка выдавала что-то около 2.1A на 5.1V (при входном напряжении около 12-13V — аккумулятор ИБП), но был один минус — она жутко грелась! Вся плата грелась так, что расплавила пластиковую коробочку, в которой была и сама плата потемнела (несмотря на то, что туда был приколхожен радиатор). После замеров КПД выяснилось, что при большом токе КПД около 60%, что нам совершенно не подходило.
Дополнительным нехорошим моментом было то, что у таких китайских платок не выведена отдельно ножка управления и пришлось бы отпаивать одну ножку микросхемы от платы и подпаивать к ней проводки.
Шерстя eBay, я часто встречал некие модули KIS-3R33S, в описании которых указывалось, что они выдают 3A. Стоимость модулей тоже внушала — при покупке 10 штук, каждый модуль обходится около 50-90 центов с бесплатной доставкой. Почитав Яндекс стало ясно, что это довольно хороший модуль на микросхеме MP2307, который можно переделать в регулируемый преобразователь, а из навесных элементов нужно только два конденсатора — на вход и на выход.
И что важно — даже при нагрузке 2A он совершенно не греется!
Все продающиеся модули — паянные. Откуда они их берут в таком количестве совершенно непонятно ;)
Вообщем за какие-то пять копеек кучка модулей была приобретена и работа закипела.
Подготовка БП.
В принципе, уже всё работает и может заряжать, если не нужна автоматика, то можно закончить читать :)
Микроконтроллер.
Схема управления.
Схема вроде простая. Резистор RV2, обычный подстроечный, чтобы легче было задать нужное напряжение на входе МК. Биппер LS1 обычный компьютерный, светодиод и кнопка тоже компьютерные. Вся схема питается от КРЕНки (78L05). Выход МК подключается к управлению модулями KIS-3R33S — высокий уровень включает, а низкий выключает модули.
Программа
- Режим 1. Если напряжение выше или равно 13.8V и БП должен включится. Так же должен гореть светодиод и при включении должен пикнуть биппер.
- Режим 2. Если напряжение упало до 13.3V значит двигатель заглушен, пикнем биппером три раза и начнём отсчет времени (по умолчанию — около 30 минут). Если во время этого режима нажать на кнопку, то к времени ожидания прибавится 1 час, еще одно нажатие — еще час и т.д. Светодиодом начинаем мигать.
- Если напряжение упало до 11.8V или истекло время предыдущего режима, то пикнем долго и выключим БП. Светодиод погасим.
- Когда БП выключен, то можно нажать на кнопку и БП включится на 30 мин (во второй режим).
- При включенном БП и заведенном двигателе можно выключить БП нажав кнопку и удерживая её (около 3-х секунд) до короткого сигнала. БП выключится. Обратного его включить можно коротким нажатием на кнопку либо он включится сам, если двигатель заглушить и снова завестись.
Для программатора PonyProg фьюзы ставить так
USB используются двойные, при том у каждой пары у одного USB-выхода средние контакты закорочены (чтобы большинство устройств понимали, что они воткнуты не в USB, а в зарядку), а у второго поставлены резисторы подтяжки, чтобы Apple-устройства считали, что подключены к родной зарядке и заряжались быстро.
если таких номиналов нет, то можно рассчитать делители и по другим номиналам резисторов, калькулятор в помощь.
Для Samsung-устройств тоже существует "своя схема" зарядки, но даже с закороченными средними контактами, мой телефон SGS2 кушал 600mA, что считаю вполне достаточным для заряда.
Конструкция и размещение в машине.
Схематично всё выглядит так:
Плату я делал под имеющуюся коробочку, делал ЛУТом.
А в машине всё выглядит культурно (кнопку ещё нормально не приделал :).
На зеркале чуть хуже.
Питание брал от прикуривателя, размещенного в подлокотнике. Все подключения на разъемах, чтобы можно было всю систему легко вытащить и унести домой на апгрейд.
Сейчас понимаю, что можно было всё сделать красивее, взяв провода потоньше. Наверно весной переделаю.
Архив со схемой, исходник программы, прошивка, поделки платы можно скачать в ZIP.
ПС. Уже две недели собирался написать этот пост и только появившиеся аналогичная статья мотивировала начать :)
Toyota Allion 2004, 132 л. с. — электроника
Машины в продаже
Комментарии 134
А dc dc понижающий не подойдёт?
мне вот тоже понадобилось из 12в сделать 5в
посмотрел я ваши схемы, обрадовался.
А потом посмотрел цены на детали в магазине чип дип
в итоге себестоимость данной самоделки выходит выше 100руб
конечно можно посмотреть в других магазинах детали возможно будет дешевле. Но мне нужно 3 таких преобразователя.
Заглянул в магазин радиодетали там есть готовые преобразователи по 80 и 85 руб с возможностью регулировки.
Я прям задумался над вариантами
Хочется чтоб надежно было.
На момент, когда я делал не было особой альтернативы в части готовых вариантов (были, но цены были выше, чем самому сделать). Сейчас уже все иначе.
Если говорить про надежность, я отъездил и после меня гоняли, жалоб не было. Но честно, меня это конечно всегда напрягало, боязно было, то что перегреется и мало ли. Радовало только то, что работало когда заднюю передачу включал, в остальное время не требовалось.
х****… пробовал… работает плохо…
2-3 года отработало, вопросов особо не было. Сейчас альтернативы валом — так что выбирай не хочу (алик, либо готовое в магазинах).
А зарядку в прикуриватель от телефона нельзя использовать?)
1. торчит из прикуривателя и портит вид
2. занимает место, если прикуриватель напротив рычага КПП — мешает переключать передачи
3. одновременно можно заряжать только одно устройство (разветвитель не вариант из-за п. 4)
4. сила тока маленькая, заряжается очень долго. Мощные потребители (планшет, например) при работе вообще не заряжаются
Перепробовал с десяток магазинных зарядников — всё барахло. Так что тоже думаю спаять схему на КРЕНе, только сюда LC фильтр бы еще не помешал, чтобы наводок на создавалось.
У меня сейчас постоянно подключен планшет, периодически заряжается телефон. В скором времени добавятся регистратор, жесткий диск, камера заднего вида через easy-cap. С таким набором придется всю машину зарядками обвешать)))
Зачем обвешивать!Припоял провода + -12в на вход зарядки, закинул под панель, и вот тебе счастье, можно 3 штуки паралельно.
Греется 7805 оч сильно, я вот побоялся зашивать такое под панель. Попробую с радиатором
Идея не нова и реализаций куча. Самый простой вариант взять готовый преобразователь, чтоб тянул пару ампер и подключить его на ACC. Впринципе я так сначало и хотел сделать.
Потом решил, что нужно бы, чтобы регистратор продолжал записывать пока я сбегаю в магазин, первая мысль сделать таймер на 555 для регистратора. Потом появилась мысль, что неплохо бы и гаджеты заряжать пока бегаю в магазин.
Посмотрел как делают люди, естественно зацепил вариант на мк.
В основном все делают на Attiny13 — компактно, энергоэффективно, красиво. Но все мое знакомство с этими контроллерами закончилось на 6 залоченых 13х тиньках, и после этого я както к ним поостыл.
Сейчас я использую более нубские(скажем так) контроллеры Arduino/ Впринципе всем моим запросам удовлетворяет, а главное не надо лезть в фьюзы.
Итак
Готовый преобразователь в 5В, на борту есть все что надо и USB разъем и светодиод и конденсатор, все конечно кроме непонятной платы, к чему ее прикрутить так и не придумал.
Затем процесс реализации
Кстати хотел бы отметить, что схему подхвата питания контроллера от преобразователя подглядел у Степан Палыча в реализации его ГаджетПавэра.
На плате так же есть разъем USB для подключения напрямую какова-нибудь навигатора или гаджета стационарно установленного в машине.
Размер платы подгонял под коробочку от сигнализации
Провода для подключения в авто попробовал замотать недавно заказанной изолентой, дешевым аналогом Tesa — очень неплохая и липнет сносно, но по фактуре явно отличается от Tesa
Обкатал все это дело со своей новой пепельнице со встроенным USB разъемом
Ну и поставил в машину
Устройство может прошиваться как в машине, так его можно демонтировать, открутив клеммы и прошить дома.
Пока что у меня реализовано только задержка на выключение 20мин, поюзаю будет видно что надо будет доработать. Ну и плюс надо будет в прошивку добавить контроль за напряжением борт сети.
Второй канал планирую отдать под навигатор, радар-детектор(если таковой будет на 5в) и другие устройства, которые будут работать по другому алгоритму.
Планировал от первого канала запитать и задний регистратор, но потом прикинув что придет в регистратор после 7 метров провода, решил отказаться от 5в и пустить туда 12, а там уже свой преобразователь поставить.
Для питания большинства приборов из категории дополнительной авто-электроники требуется 5 вольт.
Штатный преобразователь, как правило, смонтирован в разъёме, подключаемом в прикуриватель.
Это напряжение можно получить из 12 вольт постоянного тока с помощью простых схем, в основе которых лежит тот или иной стабилизатор напряжения.
Для схемы также понадобятся конденсаторы 0,33 мкФ и 0,1 мкФ на 16 вольт.
Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора
Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Не защищена от короткого замыкания, от перегрева, что, собственно и является её основным недостатком.
Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей.
Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ
Кратко расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, как постоянный ток, то есть не было отклонений.
Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт с использованием ШИМ.
Вот так выглядит её интегральное исполнение:
Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт
Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для тех случаев, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного напряжения. Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно.
Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.
Применение микросхем - один из наиболее распространенных вариантов.
Дополнительная справка: как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.
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.
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:
- 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.
Читайте также: