+ Antworten
Ergebnis 1 bis 13 von 13

Thema: Mein USB Ladegerät


  1. #1
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard Mein USB Ladegerät

    Hallo allerseits,

    da hier schon häufig die Frage nach einer USB-Spannungsversorgung kam und auch sogar ein recht brauchbarer Schaltplan mal gepostet wurde habe ich mich entschieden mal einen zu bauen und hier vorzustellen.
    Im Anhang findet Ihr zuerst den Schaltplan. Diesen habe ich genau so verwendet (gibt keinen Grund ihn zu modifizieren) nur die Sicherung habe ich aus Platz- und Sinngründen weggelassen (es geht auch ohne, da der IC Kurze Spitzenströme über 1A ganz gut wegsteckt und einen Überlastungsschutz schon integriert ist).
    Die Schaltung habe ich möglichst platzsparend auf einer Lochplatine aufgebaut und in ein kleines Gehäuse gesetzt. Ein Schalter trennt die Versorgungsspannung der Schaltung vom Akku, wenn sie nicht gebraucht wir, da der IC natürlich einen gewissen Ruhestrom auch bei Nichtbelastung zieht. Die gesamte Schaltung wird parallel zum Akku geschaltet, funktioniert also bei laufendem und bei ausgeschaltetem Motor, sofern der Akku noch eine Spannung von 5V oder mehr hat.

    Ein Kühlkörper ist entgegen aller Behauptungen _nicht_ notwendig, da der IC bei belastung Dropoutstrom von um die 100mA hat was selbst bei angeschlossenen 14V eingangsspannung nur 0,9W Abwärme bedeutet (5V=14V-9V -> 9V*0,1A=0,9VA=0,9W). Das schafft der Kühlkörper am IC auch alleine dauerhaft abzuleiten. Bei meiner schaltung berührt der IC mit der Kühlenden Rückseite die Platine. Diese ist kein guter Wärmeleiter, hat aber genug Wärmekapazität um bei (unter misteriösen Umständen) kurzfristigen stärkeren Wärmeschwankungen im IC die Temperatur konstant zu halten.

    Zum Preis:
    Die Ganze Schaltung kostet mit Gehäuse keine 3€ wenn man geschickt einkauft. Allerdings der Schalter kostet nochmal um die 1-2€ wenn man einen guten will. Sicher Kann man auch Lösungen ohne Schalter finden.

    Ich montiere das Kästchen direkt an meiner Baterie. Da ich nur sehr selten mit NAVI fahre oder Handys laden will kann ich auch vor der Fahrt den Deckel abschrauben, den Schalter umlegen und ein USB Kabel raus führen. So ist die Optik der Schwalbe nicht beeinflusst.

    Im Anhang habe ich ein zwei Fotos von dem Fertigen Gerät. (sorry, etwas unscharf. Hatte nur Vaters digitale Spiegelreflex mit Telezoom Objektiv zur Verfügung. Da werden Nahaufnahmen nciht besser)
    Angehängte Grafiken
    Geändert von Lumpi (13.04.2012 um 17:49 Uhr)

  2. #2
    Flugschüler Avatar von turboteschi
    Registriert seit
    21.08.2008
    Ort
    Sülzetal
    Beiträge
    330

    Standard

    Gefällt mir.

    Gruß aus der Börde
    Frank

  3. #3
    Simsonfreund Avatar von Fabi_123
    Registriert seit
    11.01.2010
    Ort
    Bodensee/ Untersee
    Beiträge
    1.595

    Standard

    Sieht gut aus. Ich habe auch eines verbaut. Irgendwo gibt es da auch ein Foto von. Habe es allerdings nicht selber gebaut, sondern von einem Kumpel bauen lassen.
    Ich hab das + Kabel an Klemme 15/51 angeschlossen. Funktioniert also nur wenn die Zündung an ist. Außerdem habe ich den Schalter hoch verlegt an das Alublech vorm Lenker.
    Das Gerät selber habe ich links vom Batteriekasten befestigt und dann ein USB-Verlängerungskabel bis nach oben unter die Lenkerabdeckung geführt.

    Mit deinem Gerät kannst du aber z.B. kein I-phone laden, oder? Bzw. nicht jedes Smartphone?

    Gruß Fabi
    simson-treffen-2012-in-baden-württemberg.de/

  4. #4
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard

    Apfel Produkte müssten gehen und die meisten Smartphones auch. Viele Geräte wollen, dass zum reinen Laden der Datenbus D+ und D- durchverbunden ist, das habe ich auch gemacht. Das einzige Gerät, bei dem ich bisher ein Problem festgestellt hatte war das Motorola V3i, denn bei dem muss im Microusb Stecker der 4te Pin noch mit nem Widerstand auf den Datenbus und auf Masse gelegt werden, sonst schaltet es nicht in den Lademodus

  5. #5
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard

    Nachtrag: Bei manchen Iphones müsste man per Spannungsteiler auf beide Datenbusse 2,5V legen um das Gerät in den Lademodus zu schalten. Ist mir aber egal. ich benutze keine Produkte dieses Konzerns ;-)

  6. #6
    Urgestein Avatar von Schwarzer_Peter
    Registriert seit
    04.11.2008
    Ort
    Augsburg
    Beiträge
    9.859

    Standard

    Schnellladetaugliche USB-Anschlüsse sind besonders beschaltet, damit das angesteckte Gerät erkennen kann, dass es den großen Strom abnehmen darf. Ja, das findet auf den Datenleitungen statt.

    Wer's selberbauen will, liest bitte im USB-Standard nach, wie's gemacht wird. Nicht raten und murksen, die Experimente werden schnell teuer - um ein hundertfaches teurer als die paar Euro, die so eine USB-Ladebuchse kosten würde.

  7. #7
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard

    @ Schwarzer Peter:
    Richtig, aber als (nicht fertig studierter :-) ) Nachrichtentechniker rate und murkse ich nicht ;-)

    Aber du hast recht. es gibt einige Probleme. NORMALERWEISE Sieht der USB Standard vor, dass der Datenbus mit 0 - 200Ohm Kurzgeschlossen ist um zu signalisieren: Ich bin ein Ladegerät.

    ABER dann kommen da so spezialisten wie Apple die sagen: Kann ja nicht sein, dass man jedes x-beliebige Ladegerät nehmen kann um unsere exclusiven Produkte zu laden und bauen dann ihren eigenen USB Standard.

    Also: Motorola V-Serie D+ auf MiniUSB x (4ter Pin... Mini USB hat 5!!!) und mit 165kOhm auf V+.
    Apple: Pin 4 Ignorieren (bei Mini oder Micor USB) und auf D+ und D- 2,5V Anlegen. (Am Einfachsten Per Spannungsteiler Zwischen V+ und Masse abgreifen)

  8. #8
    Chefkonstrukteur Avatar von Matthias1
    Registriert seit
    23.03.2007
    Ort
    im Landkreis Meißen
    Beiträge
    2.649

    Standard

    Zitat Zitat von Lumpi Beitrag anzeigen
    Ein Kühlkörper ist entgegen aller Behauptungen _nicht_ notwendig, da der IC bei belastung Dropoutspannung von um die 100mA hat was selbst bei angeschlossenen 14V eingangsspannung nur 0,9W Abwärme bedeutet (5V=14V-9V -> 9V*0,1A=0,9VA=0,9W).
    Eine Dropoutspannung ist doch kein Strom.
    Ich will ja einem angehenden Nachrichtentechniker nicht zu nahe treten, Gott bewahre, aber meiner bescheidenen Meinung nach sind diese Linarregler bei hohen Spannungsdifferenzen doch einfach nur Sch... uneffizient, egal ob low drop oder very low Drop out. Musste ich gerade selbst leidvoll erfahren, als ich mit einem normalen 7805 so einen 5 Volt Lader für´s Handy zusammengelötet habe. Normalerweise bringt der 1 A, es fließen aber nur 420 mA, wenn ich das Handy anschließe. Dies aber durchgängig. Der Strom rauscht sozusagen einfach durch - nur die Spannung wird weniger. Entweder liegt´s am Handy, dass es nicht mehr Ladestrom nimmt, oder aber der Regler hat wegen dem gigantischen Verlust begrenzt. Jedenfalls habe ich verdammt dumm aus der Wäsche geguckt, als mir die Sache klar wurde! Man muss mal rechnen: Es gehen bei 13 V 0,42 A raus, das macht 5,46 W. Das Handy bekommt aber nur 5 V x 0,42 A = 2,1 W. Macht 3,36 W Verlust. Würde 1 A fließen, wären es glatte 8 W! Das ist doch auch bei einem low drop Regler nicht anders bei dieser Differenz, man kommt nur näher an die Versorgungsspannung ran, und hat in diesem Fall weniger Verlust, meine ich.

    Dein Regler macht doch aber nicht bloß 100 mA? Die Rechnung mit den 0,9 W stimmt ja erstmal so.

    Viel besser sind aber doch die modernen DC/DC-Schaltregler. Den hier würde ich doch ganz klar bevorzugen. Man schaue den Preis an, ca. 90 % Wirkungsgrad, und alles ist schon fertig, kein Kühlkörper notwendig etc.
    Oder gibt´s Einwände?

    MfG
    Die Dummen haben das Pulver nicht erfunden. Aber sie schießen damit.

  9. #9
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard

    Mit dem Strom hast du recht. War falsch geschrieben. habs editier. natürlich meine ich den DropoutSTROM.

    Bei der berechnung der Abwärmeleistung machst du einen kleinen Fehler:

    Du gehst davon aus, dass alles was durch den IC fließt in Abwärme umgewandelt wird, was nicht der Fall ist, sonst hättest du eine Heizung aber keinen Ladestrom.

    Die Abwärme setzt sich zusammen aus dem Strom, den der IC benötigt um zu "arbeiten" (also den Dropout) und der Spannungsdifferenz, also die Spannung die er "abbauen" muss um am Ende 5V auszugeben.

    Dafür gibt es spannungsvergleichende Bauteile, die dann eine kompensierende Spannung ausgeben (nennt sich Operationsverstärker) und wenn man mehrere davon sinnvol verschaltet bekommt man das was der LM2940 macht, denn nichts anderes befindet sich in dem misteriösen kleinen Kasten mit dem Kühlfähnchen.

    Deine 450mA können durchaus davon kommen dass dein Handy nicht mehr zieht, denn entgegen aller behauptungen befindet sich die Ladesteuerung vom Handy nicht im Ladegerät sondern im Handy selbst (oder im Akku, solls auch geben). Wenn die Schaltung deinen Akku nur mit 450mA laden will dann zieht sie natürlich auch nicht mehr. Wir haben ja einen Konstantspannungsregler vorliegen, keinen Konstantstromregler. Sowas gibt es auch, aber wäre hier total fehl am Platz.

    Das Problem an deinem DC/DC Wandler ist übrigens, dass er mindestens 7V benötigt, also in einem 6V Boardnetz nicht funktioniert (hab ne 1er Schwalbe mit 6V Netz)

  10. #10
    Chefkonstrukteur Avatar von Matthias1
    Registriert seit
    23.03.2007
    Ort
    im Landkreis Meißen
    Beiträge
    2.649

    Standard

    Ok, jetzt hab ich auch noch was dazu gelernt, Du hast also Durchblick (wie´s aussieht ). Weil Du mit 12 V gerechnet hast, dachte ich, es geht primär um 12 V-Einsatz. Stimmt, bei ´ner 6 V Bordbatterie wird man keinen DC/DC-Schaltregler für 5 V Output finden - da gibt´s leider immer auch so ein hohes Dropout von ca. 2 V oder wie man das dort nennt. Bei den Aufwärtswandlern ebenso. Bei 6 V Bordnetz kann man ja einen Linearregler nehmen, die Verluste sind ja dann nicht so hoch. Für 12 V ist es suboptimal, sag ich mal.
    Mein kleiner 5 V - Stromlieferant wird übrigens mit Sonnenstrom betrieben, d.h. er hängt an einem Bleiakku. Feine Sache das, kann ich jedem nur empfehlen für so manches Heimelektronikgerät, welches sich nach Möglichkeit direkt mit der Batteriespannung betreiben lassen sollte, und dann von der Steckdose weg kann. Wenn sich natürlich bekloppte Hersteller wie Siemens Spannungen von 6,5 V für ihre Gigaset-Telefone einfallen lassen, bekommt man es aber mit der Spannungsproblemtik zu tun, deswegen hab ich mich gerade auf diesem ganzen Gebiet ordentlich schlau gemacht. Aber das ist ein anderes Feld .

    MfG
    Die Dummen haben das Pulver nicht erfunden. Aber sie schießen damit.

  11. #11
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard

    Habe sogar mit 14V gerechnet, denn das ist die höchtzulässige Betriebsspannung des Reglers. Man sollte immer mit Grenzwerten rechnen um auf der Sicheren Seite zu sein.
    Du scheinst dich aber mit eTechnik auch schon etwas beschäftigt zu haben. Finde ich gut. Hab noch ein mittleres Projekt in petto, das auch Mopeds beinhaltet :-)

  12. #12
    Chefkonstrukteur
    Registriert seit
    09.05.2009
    Beiträge
    3.337

    Standard

    Falls jemand ein iGerät an dem Port laden will (ich selbst bin auch kein Fan dieser Marke, aber eine gewisse Verbreitung kann man ja kaum absprechen), kann hier
    MintyBoost - The mysteries of Apple device charging
    übrigens nachlesen welche Widerstände mit den Datenleitungen verbunden werden müssen, um welche Ladeströme festzulegen.
    Schwalbe mit Alarmanlage? --> http://bit.ly/VKh4rI (geht wieder!)

  13. #13
    Tankentroster
    Registriert seit
    19.10.2009
    Ort
    Kaiserslautern
    Beiträge
    134

    Standard

    Apple hat da wie schon erwähnt seinen eigenen Standard gebastelt. mit 2,5V auf beiden Datenleitungen kann man normal alle Appleprodukte mit mindestens 0,5A laden. Wie ich lese kann man wohl den Ladestrom über andere Spannungen am Datenbus ändern. Im Fall unserer Linearregler Schaltung ist übrigens fast egall welchen Widerstand man nimmt, aber jeh größer um so besser, da so wenig Strom wie möglich drüber Fließen sollte, da wir ja nur 1A Ausgangsstrom am Regler haben. Man erreicht die 2,5V durch a einfachsten durch einen Spannungsteiler Zwichen +5V und Masse, also durch 2 gleich große Widerstände , die man in der "Mitte" anzapft. (Erklärung: Bei 2 gleich großen Widerständen Zwischen einer Spannung und Masse fällt an jedem die Hälfte der Spannung ab also 2,5V pro Widerstand, also liegen zwischen der "Mitte" der Widerstände und Masse noch 2,5V an)

+ Antworten

Ähnliche Themen

  1. Ladegerät
    Von sentient im Forum Technik und Simson
    Antworten: 27
    Letzter Beitrag: 07.10.2011, 12:40
  2. Ladegerät
    Von M9999 im Forum Technik und Simson
    Antworten: 5
    Letzter Beitrag: 13.06.2011, 22:30
  3. mit 12 V Ladegerät an 6V Zündung.
    Von Bulldozer im Forum Technik und Simson
    Antworten: 4
    Letzter Beitrag: 09.05.2006, 19:06

Berechtigungen

  • Es ist dir nicht erlaubt, neue Themen zu verfassen.
  • Es ist dir nicht erlaubt, auf Beiträge zu antworten.
  • Es ist dir nicht erlaubt, Anhänge hochzuladen.
  • Es ist dir nicht erlaubt, deine Beiträge zu bearbeiten.