Мастерская: Простые USB-зарядки

  • Автор: Denev
  • Опубликовано: 13 апреля 2014, 15:21
  • Предлагаю простое зарядное устройство с выходом на USB-порт.

    Нам потребуется:
    -колодка на 4 элемента питания (типоразмер АА)


    -гнездо USB

    -кронштейн для крепления USB-порта (деталь от металлического конструктора)

    Изгибаем деталь, как показано на фото. В колодке сверлим пару отверстий. Крепим кронштейн к колодке с помощью винтов М3 с потайными головками.


    К проводам, которые идут от колодки, припаиваем выводы гнезда USB-порта.
    В колодке черный провод – «минус», красный – «плюс».


    В USB гнезде, назначение контактов следующее (взгляд с той стороны с которой подключается питаемое устройство)

    Более подробную информацию о USB-порте можно посмотреть, например тут: radioskot.ru/blog/raspinovka_usb_i_micro_usb/2013-09-11-97
    Проверяем работоспособность

    Фиксируем разъем холодной сваркой






    Зарядка mp3-плеера от 4-х Ni-MH аккумуляторов. Батарейки использовать нельзя. 4 элемента с напряжением 1,5 В дадут в совокупности 6 В, что для USB-порта недопустимо. Нужно применять Ni-MH аккумуляторы с напряжением 1,2 В.


    Широко распространены адаптеры для питания USB-устройств от прикуривателя. Согласно маркировке на вход можно подавать постоянное напряжение в диапазоне 12-24В, на выходе получаем 5В, максимально допустимый ток 800 мА.

    Если такое устройство подключать, напрямую к клеммам 12В аккумулятора, то адаптер желательно доработать. Дело в том, что неправильная полярность включения испортит адаптер, в чем я убедился на собственном опыте. (USB-разъем в описанном выше устройстве как раз от такого адаптера). Чтобы такое не повторилось, решил встроить в адаптер защиту от неправильного включения. В качестве таковой использовал диод 1N487A (аналог КД226В), но подойдет любой выпрямительный диод, выдерживающий прямой ток в 1А. Главное чтобы диод поместился в корпусе устройства.

    Припаиваем диод между платой и отрицательным контактом (катодом к отрицательному контакту). Как оказалось, только один из 2-х боковых контактов был присоединен к плате, видимо производители решили сэкономить на паре сантиметров провода, за одно соединяем оба отрицательных контакта, чтобы не думать к как кому из них подключать «минус» аккумулятора.

    После доработки устройству не страшны неправильные подключения.


    Спасибо за внимание.
    • +12

    Комментарии (53)

    avatar

    13 апреля 2014, 17:30
    +210.40 gennadiy — Нижегородская обл.


    сохранил

    каким концом диод припаивать?
    • v
    • +1
    avatar

    13 апреля 2014, 17:57
    как на схемке



    у светодиода "+" длинная нога
    avatar

    13 апреля 2014, 18:00
    +210.40 gennadiy — Нижегородская обл.
    спасибо!
    avatar

    13 апреля 2014, 18:03
    Диоды маркируются полоской с одной стороны. Вот впаивать надо так. чтоб нога возле полоски была обращена к минусу (железякам), а обратная к плате. Автор сделал так, но возможны и другие варианты.
    На фото внимательно посмотрите. Там где схему видно.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:00
    Причем тут светодид? Автор ставит в цепь простой диод.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:05
    тогда так

    avatar

    13 апреля 2014, 18:13
    Вот так да.
    Нога слева к разьему на плате, а справа к токосьемной железяке. Тогда ток течет от плюса (центрального электрода с предохранителем), через плату, через вновьвстроенный диод и на выход — на минус. Если перепутать полярность, то плюс закроет диод и тока в цепи не будет. Но, при использовании диодов в цепи земли не забываем, что прямое падение напряжения на диоде 0,6 В. Т.е. ваша новая земля на контактах ЮСБ будет приподнята на эту величину. Поэтому диод чаще всего вставляют в цепь плюса. Или, если есть плавкий предохранитель, как в этой конструкции, до следом за предохранителем параллельно всей цепи нагрузки (всей схеме). Только в этом третьем случае я предпочитаю не плавкие, а самовосстанавливающиеся предохранители. У них быстродействие больше. Плавкие перегорают после того, как успевает сгореть схема . Но в случае 12В, этого не происходит. Диод вполне способен рассеивать мощность. Другое дело, что аккум бесполезно разряжается грея воздух.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:59
    Диод включен последовательно с преобразователем, конечно, он снизит общий КПД устройства. Неизбежное зло, зато случайно не спалишь преобразователь. У КД226 прямое падение напряжения 1,4 В, как у всех кремниевых диодов, 0,6 В скорее характерно для германиевых диодов. Объясните, почему если диод подключить к «плюсу» питания, то потери будут меньше, или я вас не так понял.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:05
    Потери мощности будут такими же, как и у вас в схеме. Только безопаснее. Но для батарейного питания я использую параллельное включение диода с самовосстанавливающимся предохранителем. Так на диоде вообще потерь нет. А при последовательном включении драйвер стартует не стабильно т.к. 1,5В — 0,6 В = 0,9В — нижний предел. Вообще там уже на паре полевичков защитку строят, но это тема чуть более сложная, чем впаять один диод «воздушным» способом
    Висящие земли оправданы только в измерительных цепях и цепях управления высокоточными источниками (более 5 А). Больше навскидку и не вспомню зачем извращаться . Да и то там схемки «подвеса» мягко говоря посложнее, чем просто диод.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:09
    Спасибо
    avatar

    13 апреля 2014, 17:47
    вот скажите пожалуйсто, спаял я вот такой простой зарядник себе. при подключении GPS всё заряжается.
    а вот как подключаю свой телефон самсунг галакси ноут так он отключается, что не так?
    вот такой телефон

    вот мой зарядник, зарядник от USB и кабель для зарядки.
    • v
    • 0
    avatar

    13 апреля 2014, 17:59
    А вы собственно чего ожидали? Если бы все решалось просто подпайкой соответствующего разъема в батарейному блоку. Раньше две статьи были о преобразователях. Там много писали-говорили.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:06
    вот проще спрошу какие провода надо спаять на usb и microusb чтобы зарядка пошла ??
    • v
    • 0
    avatar

    13 апреля 2014, 18:15
    Обычно черный — земля или минус если хотите. Красный — плюс питания. Остальные (белый и синий) это данные.
    но 6В от 4 батареек это много и схема контроля зарядки внутри смарта скорее всего отключится защищая сам телефон.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:21
    Попробывал, подцепил + на красный, — на чёрный, телефон выключился… у меня акамулятор на 3 вольта
    что не так?
    avatar

    13 апреля 2014, 18:29
    Вольтметром проверьте. Китайцы по другому цвета воспринимают . Шутка. Надо прозванивать где пара питания. И пошукайте в гугле спецификацию на микроЮСБ для проверки распиновки. На память вроде также, как и в простом (большом), но могу ошибаться конечно. Спецификация ЮСБ говорит четко: напряжение +5В. В у вас линий на 3В.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:31
    да в том то и дело когда напрямую ток даю, устройство вообще вырубается, а когда включаю то показывает что зарядка 2 %, тоесть как будто бы КЗ было!
    avatar

    13 апреля 2014, 18:35
    Вот распиновки.
    Но вы пытаетесь заряжать аккум телефона на 3,7-4,3 В от 3В. Т.е. ток должен по всем законов не втекать в телефон, а вытекать из него. Дайте 5В +- 0,2 В и тогда можно о чем-то говорить.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:38
    понял спасибо! значит зря голову ломал
    avatar

    13 апреля 2014, 18:41
    Преобразователь нужен, чтоб от меньшего напряжения источника заряжать. Вообще идея автора… ну все мы учимся. От четырех АА-аккумов (4,8В в сумме) все должно работать хорошо. Но… не батарейки! И аккумы будут использоваться не больше чем на 50%. Даже Санио, которые до конца держат напряжение 1,1-1,2В.
    avatar

    13 апреля 2014, 19:06
    Конечно, решение не идеально, но ключевое слово тут простота. А замечание про батарейки добавлю.
    avatar

    14 апреля 2014, 08:38
    +0.16 korvin13 — с. Безродное
    И БАТАЛЕРКИ МОЖНО! Хоть какие. «Лишний 1вольт прибирается тем же диодом (двумя, тремя). Когда аккум заряжаемого устройства прохавает напругу до нижнего предела своих возможностей, исключаем диод (два, три) из цепи, и ПРОДОЛЖАЕМ ЗАРЯДКУ.
    avatar

    14 апреля 2014, 19:26
    А как определять время вытаскивания/выпаивания дополнительного диода? И насколько такой конструктор практичен?
    avatar

    14 апреля 2014, 21:07
    +0.16 korvin13 — с. Безродное
    у товарисча коробка под баталерки была уже с выключателем )))) вставил диод параллельно ему. свежие батаейки — ток идет через диод. подсели — устройство отключилось — замкнул выключатель. продолжение зарядки. ))) НО! некоторые потребители просадив ток из батареек до своего минимума могут индикатором зарядки моргать, а сами не заряжаются...)))
    avatar

    14 апреля 2014, 21:18
    +0.16 korvin13 — с. Безродное
    а в реале… почти с полного нуля заряжает прцентов на ~30… на 2-2,5часа хватает.
    avatar

    14 апреля 2014, 21:22
    Какой емкости аккум в телефоне? Даже если это 2500 мАч, то 30% это всего около 760 мАч. Емкость четырех свежих батареек формата АА — не менее 8000 мАч. Вот и посчитайте эффективность скруток и проводков.
    avatar

    13 апреля 2014, 19:04
    +186.51 Andruha — Ростов-на-Дону
    У меня только что втекало с 12 вольтового аккумулятора от мотоцикла в 14 вольтовую батарею для шуруповерта. Я вот тоже удивлен.
    avatar

    13 апреля 2014, 19:58
    «На забое написано»©
    Реальное напряжение на вашем шуроповете было явно ниже.
    Да и потом. Втекало с аккумулятора в батарею… хм… ну разве что центрального отопления
    avatar

    13 апреля 2014, 20:31
    +186.51 Andruha — Ростов-на-Дону
    Ну это та штука которая снизу пристегивается к шуруповерту, радиатор отопительной системы, или совокупность пушек в артилерийском подразделении — батарея короче.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:39

    Они на и на 7,4 В и 12В бывают. А то что заряжаются от 14В, так и автомобильный аккум от генератора 14,2В заряжается , но это не значит что от не может просесть ниже скажем 11В. Вот и ваш скорее всего разрядился до напряжения меньше 11В потому и заряжался от 12В.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:48
    +186.51 Andruha — Ростов-на-Дону
    Меня интересовал результат я его получил. Выжил я короче, без теоретической физики. Взяв из большей емкости ток я перенес его в меньшую емкость, не смотря на разницу напряжения по техническим данным аккумуляторов.
    avatar

    13 апреля 2014, 22:13
    Не обольщайтесь на этот случай. Он аккумулятора формата D с напряжением 1,5В и емкостью 5Ач вы никогда простым соединением проводов не зарядите литиевый аккум на 3,7В. А без теоретической физики питекантропы прекрасно выживали почти сто тысяч лет, пока не пришли крамальенцы и не замочили их всех пустив на шашлык
    avatar

    13 апреля 2014, 22:25
    +186.51 Andruha — Ростов-на-Дону
    Никогда не задумывался о форматах. Есть две вещи которые заряжаю описанным путем. Батарейку таблетку в часах от любой 3А; 2А, или аккумулятор для мотоцикла от автомобильного. Вот и сегодня мне отдали два шуруповерта, чтобы выяснить рабочие ли они мне пришлось зарядить ихние аккумы посредством мотоциклетного аккума, чтобы знать выбросить или оставить.
    avatar

    13 апреля 2014, 18:22
    +43.13 Stalker1998 — Усть-Каменогорск
    sladki4ok у тебя ничего не выйдет, напряжение аккумулятора 3.7 вольт а напряжение зарядки надо 5 вольт минимум. На папе (разьеме) провод черный и красный спаралель с тем который идет на телефон. А лучше напиши в личку я тебе все разжую и покажу.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:52
    +4.90 VictorFish — Рубцовск
    5 вольт обычно маловато. У меня телефон реально начинает брать зарядку только с 5,2 хотя показывает что заряжается уже с 4,6
    avatar

    13 апреля 2014, 18:32
    У вас диод на максимальном токе потребления будет греться. Для 800 мА не критично, но 0,6Вх0,8А = 0,48Вт вы будете терять просто на обогрев бесполезно подсаживая аккум. Отрывать землю не есть хорошее решение. Но для данного случая работать конечно будет.
    • v
    • 0
    avatar

    13 апреля 2014, 18:58
    +9.15 ayaan — Южный Урал
    А в чем преимущество крокодильчиков + впайка диода перед обычной конфигурацией, где минимум оголенных контактных поверхностей и нет нужды впаивать диод? Использую никаких проблем:

    • v
    • +3
    avatar

    13 апреля 2014, 19:01
    +210.40 gennadiy — Нижегородская обл.
    я тоже так делаю.
    avatar

    13 апреля 2014, 19:02
    +9.15 ayaan — Южный Урал
    да, нормально вроде.

    Вместо холодной сварки можно использовать стержни от клеевых пистолетов, греть можно над газовой горелкой, довольно крепко получается и эластично. Лишнее аккуратно срезается ножом, масса полупрозрачная, риск порезать провода минимальный. Потом можно и покрасить, если хочется.
    avatar

    13 апреля 2014, 19:08
    или просто термоклеем воспользоватся )
    avatar

    13 апреля 2014, 19:08
    А разве нельзя перепутать клеммы при подключении к аккумулятору (у вас на фото провод помечен, но хотя бы теоретически). А прикуриватель, конечно, приделать надо.
    avatar

    13 апреля 2014, 19:18
    +9.15 ayaan — Южный Урал
    Да, перепутать возможно. Может и есть смысл.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:02
    +5.84 yazychnik_988 — Кулунда
    Я вместо аккумулятора использую крону на 9 в. Через автомобильное ЗУ выход на 5,5.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:08
    5,5В это без нагрузки . Правильный преобразователь дает ровно 5,1В, которые просаживаются не более чем на 0,3В при нагрузке 500 мА.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:47
    +4.90 VictorFish — Рубцовск
    Обычно даже меньше просадка получается.
    avatar

    13 апреля 2014, 20:48
    +4.90 VictorFish — Рубцовск
    У кроны емкость маловата, если от нее заряжать, но работать в общем-то будет.
    avatar

    14 апреля 2014, 09:19
    +5.84 yazychnik_988 — Кулунда
    На 3-4 зарядки мне хватало. Крона была за 25 р. 2-3 кроны хватает на средний выход.
    avatar

    14 апреля 2014, 09:43
    +0.16 korvin13 — с. Безродное
    А если завместо «КРОНЫ» четыре баталерки CR123A? ))) 4x3V=12V УДОБНО и «ВКУСНО»
    avatar

    14 апреля 2014, 19:24
    CR123 1700 мАч (заявлено. Менее 1200 мАч реально получено ). Но цена 4 штук получается высокой.
    avatar

    14 апреля 2014, 22:11
    +0.16 korvin13 — с. Безродное
    за цену не в курсе. пользовал такой аккум. (от фотоаппарата), 800mA кажется, на даче, в дешевом китайском налобнике. ))) вроде бы в лазерах, коими фулюганы по сомолетам балуются такие же баталерки стоят )))
    avatar

    14 апреля 2014, 19:19
    Вы не ошиблись? Батарейка «крона» состоит из шести полуторавольтовых «банок» и ее емкость, в зависимости от производителя, составляет от 400 до 800 мАч. При требуемых токах зарядки (500 мА и более) практическая емкость еще снижается до 350 — 700 мАч. Емкость аккумуляторов формата «крона» 9,0 -9.6В вообще от 200 до 230 мАч. Однако берем даже по максимуму — 800 мАч. Емкость применяемых в телефонах аккумуляторов от 900 мАч до 2500 мАч (смартфоны). Как же вы умудряетесь получать 3*900=2700 мАч от батарейки, в которой всего 800 мАч? О смартфонах уже и не говорю. Также не учитываю потери в преобразователе, а его КПД (собран на дешевой старенькой МС34063AD) всего 85%.
    avatar

    14 апреля 2014, 00:16
    Если Вы на вход устройства поставите диодный мост, то будет все равно как подключать.
    • v
    • +1
    avatar

    14 апреля 2014, 07:31
    Да, но потери на диодах станут больше.
    Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.