Vyrobte si přenosnou USB nabíječku (i pro iPhone)

nabíječka na tužkové baterie nabíjení mobilu z baterií USB nabíječka na baterie USB nabíječka na tužkovky

Jedete na cesty a nechcete se omezovat, přitom elektrickou zásuvku asi nepotkáte? Chtělo by to univerzální nabíječku na "tužkovky", jež by nabila přístroje, které se součanými bateriemi vydrží pramálo. Ideálně s USB výstupem pro zapojení libovolného zařízení od iPhonu, Nokie, přes foťák, GPSku až po přenosné Bluetooth repráčky.

Takové zařízení se dá sestrojit velmi jednoduše, často stačí zabezpečit 5V výstup na USB konektoru. S příchodem iPhonu je situace mírně složitější, přístroj vyžaduje ještě referenční napětí rozeznání typu nabíječky a aktivaci správného módu nabíjení. Bez těchto napětí iPhone vůbec nabíječku neakceptuje. Zprvu tím také Apple účinně zabránil používání neoficiálního příslušenství, což kolem roku 2007 byl typicky čínský šunt adaptér s USB konektorem, ale i kvalitních 1000mA nabíječek, co jste již měli doma například od GPSky.

Dnes se s referenčními napětími na pinech Data+ a Data– obecně počítá, byl na to dokonce vydán nějaký standard. Minimálně v roce 2011 byl vydán standard dovolující jednoduše zkratnout Data+ a Data– piny pro oznámění připojenému zařízení, že se jedná o pasivní adaptér schopný dodat až 1.5A.

Varianta #1: nabíječka ze součástek co dům dal

Jako první možnost se nabízí použít všudypřítomný stabilizátor 7805. Proč ne, zapojení je primitivní a funguje.

Schéma



Výhody řešení

  • rychlé sestrojení
  • klidový odběr 5mA
  • některá zařízení mohou nabíjení odmítnout, typicky starší Apple zařízení jako iPhone, iPhone 3G, některé HP, Sony


Varianta #2: nabíjení do 500mA

Ve starší verzi tohoto článku jsem doporučoval lineární stabilizátor LF50CV. Sestrojenou nabíječku s LF50CV není třeba neustále odpojovat od baterií, pokud ji zrovna nepoužíváte, protože spotřeba LF50CV v klidu je desetinásobně nižší, než enormních 5mA u stabilizátoru 7805.

LF50CV dále vyniká poměrně nízkým úbytkem napětí. Pro porovnání, pro 7805 potřebujete na vstupu alespoň 7V, kdežto LF50CV má úbytek jen 0.2V při 200mA a 0.45V při 500mA zátěži. Typicky Vám stačí o baterii méně.

Dnes, po 5 letech od první verze článku, se nedá příliš doporučit a to především proto, že jeho maximální výstup (500mA) pro dnešní žravá zařízení s vysokokapacitními bateriemi prostě nestačí. Další nevýhodou lineárních stabilizátorů pro toto použití je, že pro nejefektivnější funkčnost vyžadují napětí jen nepatrně vyšší než minimální (=napětí na výstupu + úbytek + rezerva). Přidáváním dalších aku do série se veškerá energie z těchto "akumulátorů navíc" ve stabilizátorech přemění na teplo, což se jednak musí patřičně chladit, hlavně je však nesmysl spotřebovávat více baterií než je třeba – jinými slovy jde zde pouze o kapacitu článku v mAh, ne o celkové napětí.
U 7805 je minimání vstupní napětí kolem 7V, takže potřebujete 6 nabitých AA akumulátorů. Jen co jim ale během vybíjení napětí trochu klesne, kvůli dvouvoltovém úbytku se již na výstupu neobjevuje plných 5V – hodilo by se tedy 7 aku. No a teď si představte držák na 7 AA článků... Takže nepřlíliš praktické. Když se vrátíme k LF50CV s úbytkem 0.45V, ten vyžaduje na vstupu alespoň 5.5V, což je 5 AA akumulátorů. Pouzdro pro 6 aku, kde jedna AA plní funkci napěťové rezervy, je tedy ideál. Ale protože LF50CV nedodá více jak 500mA, tak toto zapojení zůstává použitelné jen pokud uvažujete o nabíjení malých mp3 přehrávačů.

Schéma



Výhody řešení

  • klidový odběr 0.5mA
  • méně dostupný obvod
  • maximální odběr 500mA
  • některá zařízení mohou nabíjení odmítnout, typicky starší Apple zařízení jako iPhone, iPhone 3G, některé HP, Sony


Varianta #3: nabíjení s 7805 + podpora iPhone

USB zařízení obvykle vyžadují napětí stabilních 5V na USB konektoru, avšak aby se začal nabíjet např. iPhone, potřebujeme ještě dvě referenční napětí 2.0 a 2.8V na datových pinech. Je to dáno přímým napojením pinů na nabíjecí čip, který tyto napětí vyžaduje pro spuštění procesu nabíjení. Výsledné zapojení tedy bude o něco složitější, ale pro nás to není žádný problém, protože poslouží čtveřice rezistorů v zapojení děliče napětí a konkrétní odpory jsou po letech už docela profláklé. Pro nabíjení z již hotových či kupovaných nabíječek lze také použít upravený USB kabel.

Potřebujeme

  • 7805
  • kondíky: 100nF keramický, 2.2µF elektrolyt
  • rezistory: 22kΩ, 47kΩ, 33kΩ, 33kΩ, popř. jinou čtveřici
  • USB A female konektor, ideálně z nějaké nepotřebné USB prodlužky
  • konektor na 9V baterii
  • pouzdro na 6xAA
  • malý chladič


Schéma



Provedení

Asi jsem extrém, ale namáčkl jsem s trafopáječkou 8 běžných (velkých) součástek a 6 vodičů na plochu 25x10mm. Pro ty co si netroufají bude vhodnější větší destička. K 7805 jsem připevnil chladič, dopájel kondenzátory, všechny rezistory v několika vrstvách, přívodní dráty a celé to potom zalil tavným lepidlem. Vypínač jsem neosazoval.





Výhody řešení

  • nabije prakticky vše
  • klidový odběr 5mA


Varianta #4: hotový DC/DC převodník

Druhou možností bylo vyhnout se lineárním stabilizátorům a raději se pustit do efektivnějích DC/DC převodníků. To se mi dlouhá léta z časových důvodů nedařilo, ale co se mezitím neobjevilo. Z eBay jde sehnat polohotové výrobky za babku, třeba za $3, no nekupte to. Při vlastním obvodu by totiž už jen nákup samotných součástek stál víc, čas strávený nad sestavením ani nemusíme uvažovat.

Velkým rozdílem oproti předchozím obvodům je, že se nemusíte starat o počet připojených baterií a jejich celkové napětí. Naopak čím více baterií zapojíte, tím svůj přístroj nabijete vícekrát, a navíc i s menšími ztrátami. Efektivita se pohybuje kolem 60-80 %, při vstupním napětí nad 30V může být i 90%.

Provedení



Tato malá destička disponuje osazeným USB konektorem, takže opravdu stačí jen připojit k bateriím a máte hotovo. Dokonce se počítá i s děličem napětí pro DATA piny, pro podporu iPhonu, iPadu či moderních Android přístrojů jsem nakopil SMD rezistory, osadil způsobem vyznačeným na fotkách a nezapomněl přerušit od výroby spájené DATA piny. Číslování rezistorů je převzato z článku o nabíjení.

od výroby jsou DATA+/– zkratlé
od výroby jsou DATA+/– zkratlé
osazeno odpory
osazeno odpory
schéma osazení
schéma osazení


Výhody řešení

  • prakticky zcela hotová nabíječka, stačí připojit
  • vysoký klidový odběr (nevím teď kolik)
  • musí se počítat s tím, že z eBay to trvá pár týdnů, než balíček dojde


Varianta #5: DC/DC převodník + voltmetr + nabíjení iPhone/iPad

A finálně nejefektnější zapojení. Jen o pár dolarů dražší desky mají i nastavitelné napětí a displej s dvěma tlačítky. Pravým tlačítkem přepínáte mezi zobrazení napětí vstupu a výstupu, levým pak lze displej zhasnout. Vestavěný voltmetr se velmi hodí pro zjištění, proč se zařízení nechce nabíjet, zda již baterie nejsou vybité.

Provedení



Zde jsem si ušetřil práci (a místo) tím, že se mi zrovna odpálila čínská duální USB nabíječka do autozásuvky. Nebylo divu, uvnitř namísto kvalitních součástek (v jiné sérii byly osazeny celkem slušné) byly věci jako megacívka vznášející se v prostoru a dotýkající se spojů a zcela chyběly kondenzátory... Zbyla mě ale destička s dvěma USB a dvěma děliči napětí = ideál, stačí chytře připevnit na desku DC převodníku.
Pokud vám nic podobného nezbylo, musíte si udělat dělič sami zvlášť, nebo se spokojit se zkratem DATA pinů (což může stačit, podle toho jaké přístroje budete nabíjet).
Dual USB board
Dual USB board
Dual USB board
Dual USB board
půjde připevnit přímo
půjde připevnit přímo

výsledek
výsledek
iPad
iPad
iPad + iPhone zaráz
iPad + iPhone zaráz


Výhody řešení

  • prakticky zcela hotová nabíječka, stačí připojit
  • výstupní napětí je nastavitelné, musíte si tedy dát pozor, abyste nenastavili více jak 5V
  • vysoký klidový odběr (i při vyplém displeji)
  • musí se počítat s tím, že z eBay to trvá pár týdnů, než balíček dojde



Srovnání

nabíječka7805LF50CVDC/DC konvertor + děličDC/DC konvertor s displejem + dělič
minimální vstupní napětí7V5.5V6V6V
vhodné vstupní napětívhodné ho držet blízko minimataké blízko minimačím vyšší tím lepší efektivita, max. 35Včím vyšší tím lepší efektivita, max. 35V
zahřívánípři 1A celkem vysoké, při 2A je třeba mini chladičpři 6V a 500mA nízké, u vyššího napětí bude hřát takynízké až vysoké dle odebíraného proudunízké až vysoké dle odebíraného proudu
lze nechat trvale připojené k bateriineanonene
cena
kontrola vybitých bateriíneneneano

Související články

» Nabíjení iPhone/iPad z neoriginálních zdrojů
 

   Dobrý! 23   0

Komentáře

Vašek :D
pičovina
Zasláno 31. 10. 2016 - 11:11
Vašek Guliš
Je to pravda
Zasláno 31. 10. 2016 - 11:14
OVCA
dobrý den priatelia...

chcel by som si spravit mega nabijacku z 12V baterie (kapacita 12 000 mAh) islo by to pomocou schemi zapojenia cislo 4??? [mail=broderik112@gmail.com][/mail]
Zasláno 16. 03. 2017 - 18:29
 
1 2 3 4 5 6 7