Схема зарядного устройства от прикуривателя для видеорегистратора
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 :)
Есть у меня в машине видеорегистратор, и всё бы хорошо, но напрягают три вещи:
1) регистратор пишет максимум 30 секунд после того, как зажигание выключено, а иногда хочется чтобы он хотя бы ещё часик-другой позаписывал, что происходит около машинки. Особенно актуально, когда машина ставится около каких-нибудь магазинов, где снуют кто ни попадя.
2) Иногда, когда забираю карточку домой, бывает забываю воткнуть регистратор обратно. Хотелось бы иметь звуковую напоминалку, что провод из регистратора вынут.
3) Ну и, самое главное: прикуриватель постоянно выдвинут, постоянно занят, провод регистратора торчит на торпедо. Хотелось бы прикуриватель освободить, а схему питания спрятать куда-нибудь в нутро.
Если бы только 3й пункт, то самая простая идея была бы разодрать в клочья штатный зарядник регистратора и прикрутить его где-нибудь внутри, снаружи пустив только провод по периметру лобового стекла. Но, мы не ищем лёгких путей! К тому же есть ещё 2 хотелки, на которые нужно что-то придумать
Состряпал вот такую схему:
В основе всего лежит ST1S10PHR — понижающий импульсный регулятор напряжения, рассчитанный на ток до 3А и работающий на частоте 900кГц.
Основные отличия этого регулятора:
1) высокая частота, в результате он требует маленькую индуктивность и небольшие конденсаторы на входе и выходе.
2) наличие встроенных верхнего и нижнего ключа. Обычные регуляторы обладают только одним ключом, и возвратный ток через индуктивность заворачивается в цепь при помощи отдельно стоящего диода Шоттки. Но тут совсем другая картина, тут ключ есть как с верхней, так и с нижней стороны, и попеременно вход индуктивности то сажается на линию питания верхним ключом, то заворачивается на землю нижним. В итоге повышается эффективность, так как нет потерь на Шоттки.
Микросхемка работает при входных напряжениях до 2.5 до 18 Вольт. Выходное напряжение задаётся делителем. Микросхема поддерживает на входе fb напряжение 0,8 Вольт.
В качестве входных конденсаторов я использовал танталовый электролитический 15мкФ/35В и керамический, непосредственно около входа Vin_sw: 2,2мкФ/50В (на схеме — C1 и C2).
В качестве выходных я использовал два керамических SMD конденсатора (C5 C6) на 10мкФ/16В размера 1206.
Индуктивность L1 — IHLP2525CZER4R7M01 на 4,7мкГн и ток 5,5А в квадратном корпусе SMD 6,5мм
Для измерения выходного тока использую шунт — резистор 1% размера 1206 на 0,1 Ом, напряжение с которого попадает на вход МК через НЧ фильтр, образованный резистором R15 и конденсатором C4.
Выходное напряжение выбирается на уровне 5,2…5,3 Вольта при помощи делителя R12, R13, 56кОм и 10кОм. Повышенное напряжение нужно чтобы компенсировать падение напряжения как на шунте-измерителе тока, так и в длинных проводах до регистратора.
В качестве излучателя звука HC0903A, подключенный через транзистор.
Для управления этим всем используется микроконтроллер ATtiny13A-SSU, который также питается от выходного напряжения регулятора.
Транзистор VT1 IRLML9301 рассчитанный на ток до 5А, позволяет полностью обесточивать схему.
Всё это чудо я изготовил на двусторонней плате размером 55 на 15 миллиметров.
Проводники на разных сторонах соединяются в семи местах, не считая трёх сквозных отверстий под термоподложкой микросхемы регулятора, которые залиты припоем.
Поскольку площадь для охлаждения небольшая, то номинальным для работы является ток не более 1 Ампер. Впрочем, этого вполне достаточно для питания регистратора.
Алгоритм работы
При появлении напряжения на входе "зажигание" схема включается, и затем микроконтроллер продолжает держать транзистор VT1 открытым, питая регистратор, даже если зажигание выключено.
На протяжении всей работы контролируется падение напряжение на шунте R14, и если ток через него меньше примерно 40мА в течение 0,4 секунды, то микроконтроллер сигнализирует об этом несколько раз. Сигнал повторяется если зажигание было выключено и затем включено снова, либо если напряжение на шунте превысит пороговый уровень и затем упадёт вновь.
Когда зажигание выключено контролируются следующие параметры:
— Время работы. Схема отключается через примерно 3 часа работы.
— Напряжение на входе. Через делитель, образованный резисторами R8 и R9, замеряется напряжение в бортсети автомобиля. Если в течение примерно 7 секунд подряд замеры напряжения оказываются ниже примерно 11,75 Вольт, схема отключается. Это сделано чтобы не нагружать разряженный аккумулятор автомобиля.
— Потреблённая мощность. Замеряемый ток на выходе интегрируется. Поскольку напряжение стабильное, то полученное значение пропорционально потреблённой мощности. Схема отключается, если потреблённая мощность превышает 35 Ватт*часов, что соответствует 7 А*ч на выходе, и примерно 3 А*ч на входе. Это поможет предотвратить быстрый разряд аккумулятора автомобиля, если регистратор вдруг начал потреблять повышенный ток.
При каждом из этих событий подаётся свой собственный звуковой сигнал.
Пока что схема испытана только "на столе", в машину буду внедрять на следующей неделе.
UPD от 28.06.2014
Изменил время работы на 2 часа, нижнюю границу напряжения поднял до 12 Вольт.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
И . сеть 220 вольт. Если это вас не смущает. Только перед тем как включать в сетевую розетку рекомендую одеть защитную маску и поставить (на всякий случай) рядом огнетушитель.
Доброго времени суток! помогите разобраться, нужно ли вывод "pen" микроконтроллера atmega 64 подключать к питанию VCC резистором 1-10 кОм после программирования или можно оставить его подтянутым к земле? p/s/ всю ли необходимую обвязку я указал на схеме для нормальной работы МК?
@Azaza09 Для таких целей лучше и надежнее AVerMedia AVerTV не встречал. Кроме множества обычных переключений аппарат допускает работу на компьютере и в дополнительном окне просматривать дополнительное изображение. DVI-HDMI-VGA обычные пассивные переходники (2 штатно в комплекте). Защита по питанию от превышения, понижения, переполюсовки питания. И много еще чего. Правда найти сейчас в продаже такое устройство довольно сложно. Пример на фото.
Ещё раз. Это ошибка. В этом месте нужен только токоограничивающий резистор. Для защиты микросхем при переходных процессах во время включения. Регулировка напряжения осуществляется только резистором R25. Между верхним по схеме выводом R25 и выходом +6,3 В я бы тоже поставил резистор 1. 2 кОм, а сам R25 уменьшил бы до 10 кОм. Это она поддерживает напряжение 2,5 В на своём входе. Ничего ей "выставлять" не надо! Хотя-бы даташит почитали. Ээх.
Это не так. На ионисторах делают точечную сварку хорошо работает. Ионистор 100F легко дает 120..130А По поводу низкого напряжения надо ставить 3..5 штук последовательно и под это напряжение рассчитывать катушку.
Кстати, есть ещё идея, использовать 3 повербанка для питания +15, ещё 3 повербанка -15. И если микрофон не использовать то можно сэкономить ещё на 10 (7) повербанках. Если не разбирать пульт, то добавить надо два повербанка.
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.
ФОРУМ
Статьи, Блоги
Файлообменник
Прошивки
Продажа
Приборы (реклама)
LCD DVD&TV
Power IC AC-DC
Power IC DC-DC
DVD SPI Flash
TUNER TV (фото)
Uконтр.точки T-CON
После того, как сгорел мой первый видеорегистратор из-за пробоя встроенного ключа в микросхеме MC34063A (у адаптера на 5в который шел в комплекте), я озадачился поиском более надежного адаптера на 5 вольт.
На схеме представлен адаптер на 5 вольт с релейной защитой (очень даже бюджетный и простой вариант). Адаптер я встроил в автомобиль и вывел питающие провода (5в.) в необходимых местах. Адаптер проверял под нагрузкой 1,2А, более не требовалось, детали оставались холодными. Защита у меня срабатывает при выходном напряжении 6 вольт.
Может кто-то что-нибудь добавит в схему для усовершенствования?
0 Спам
Не проще ли и надежней (реле включается медленно) использовать предохранитель и защитный диод(стабилитрон)
0 Спам
Если использовать защитный диод (трансил на 5 вольт) и предохранитель - то проще, но собирал на том, что было в наличие (в нашем маленьком городе детали найти не так просто особенно трансилы). Если использовать стабилитрон, то при пробое Т1 стабилитрон начнет нагреваться как утюг, станет пропускать все больше напряжения и под конец уйдет в обрыв и на видеорегистратор пойдет 12-14 вольт.
0 Спам
регистратор Street Storm CVR-1300 - аналогично вылетела 34063 - регистратор уцелел- видать внутри ещё один стабилизатор - выкинул 34063 на эту же платку воткнул 7805 с радиатором - всё нормально (при работе только регистратора)
0 Спам
34063 при вылете обычно уходит на обрыв, но бывают случаи (как у меня с предыдущим видеорегистратором) короткого замыкания внутреннего ключа.
0 Спам
Можно использовать LM2576 на 5V, обвес был бы минимален,а надежность высокая.И вместо реле ключ.
Ну это так,мысли вслух,теперь о схеме,будем считать, что регистратор выдержит кратковременную подачу 12V,т.к. реле отработает не мгновенно. Параллельно реле надо поставить защитный диод,хоть тиристор и высоковольтный,мало ли чего,вдруг кто будет повторять на другом тиристоре.И еше, надо реле запитать от 12v,ну и реле соответствующее,представь, что ты забыл регистратор и пробило транзистор, сколько протянет 5-тивольтовое реле от 12v, я не знаю.
Читайте также: