Блок питания для планшета в автомобиль
Часть четвертая. Питание для планшета.
Часть четвертая. Питание для планшета.
На первый взгляд, вариантов питания планшета множество. В самом деле, заходим на известный сайт покупки китайских товаров, вводим в поисковую строчку фразу «dc-dc понижающий модуль» и дело в шляпе. Более 15000 предложений. Но подождите радоваться.
Во-первых, для корректной работы с нашей нагрузкой (в виде планшета), не все модули подходят.
Главный параметр выбора – по рабочему току. И тут наши друзья с поднебесной, часто приписывают своим модулям не существующие характеристики. Поэтому имеет смысл подбирать модуль с 1,5-2х кратным превышением по току. Поясню.
Например, Нексус 7, который мы разбирали в предыдущем отчете, в рабочем состоянии потребляет около 1А. Однако, при загрузке планшета, при увеличении яркости экрана, при работе большого количества фоновых служб/приложений и т.д, потребление планшета может подниматься до 1,5-1,7А. Исходя из этого, для Нексус 7 необходимо подбирать модуль с заявленными параметрами не менее 3А.
Также обращаем внимание на амплитуду пульсаций выходного напряжения и частоту работы DC-DC преобразователя. Очевидно, что для стабильной работы планшета нам нужен модуль с меньшей амплитудой пульсаций и более высокой частотой.
Во-вторых, чтобы обеспечить автоматизацию процессов, необходим четкий алгоритм последовательности включения/выключения различных управляющих сигналов. И модуля питания для этого недостаточно. Нужны управляющие команды, в виде логического нуля или единицы. Сбой в работе этой последовательности приводит к «зависанию», перезагрузкам и прочим неприятным моментам в работе планшета. Поговорим об этом подробнее. В самом примитивном виде формировать управляющие команды может простое реле. Оно коммутируют различные цепи и подают необходимые сигналы на планшет. Но использование электромеханических реле имеет массу негативных последствий. Габариты устройства резко увеличиваются. Зимой, контакты могут подмерзать и не всегда срабатывать. Кроме того, имеется «дребезг» на переходных процессах. Этих причин достаточно, что бы исключить реле из управления планшетом. Будем делать управление, собранное исключительно на транзисторах и смарт-ключах.
Тут хочу сделать лирическое отступление – у меня нет радиотехнического образования. Поэтому, с точки зрения инженера — радиоэлектронщика, схема может оказаться далеко не идеальной. Всё, чем делюсь – мое хобби, а результаты работы проверены на практике во многих изделиях.
Кто читал предыдущую часть, знает, что нам требуется управлять:
Режимом включения/выключения OTG, Режимом засыпания/просыпания планшета, Кнопкой аварийного включения/выключения устройства. А ещё требуется дополнительный источник питания, чтобы «обмануть» планшет. Он должен понимать, что находится на зарядке.
Управление зарядкой, режимом отг и пробуждением планшета должны выполняться в определенной последовательности, с необходимыми задержками. Для выполнения этих задач, некоторыми участниками форума были придуманы так называемые «умные блоки питания», внутри которых встроены контроллеры ATMEGA328 из arduino Pro Mini. Поразмыслив немного, пришел к выводу, что реализовать необходимый алгоритм задержек управляющих команд можно и без использования контроллера. Схема упроститься, а значит, уменьшатся размеры и собственное потребление БП. Моя схема БП собрана да двух DC-DC модулях с микросхемой МР1584 и работает не один год:
Внимание! На схеме +5В подается на 1-й контакт разъёма микро юсб в планшете. Перед подключением необходимо трижды убедиться в том, что на вашем планшете установлено ядро Elemental и включен режим работы»зарядка+юсб»
Кратко о функционале схемы. Понижающими преобразователями являются два модуля, собранные на MP1584. Подстрочные резисторы с модулей убраны. Вместо них установлены постоянные R4 и R8. При таких значениях, на выходе модулей имеем 4,4 и 5,4В соответственно. На второй контакт микросхемы (Enable) через сопротивление R2-R3, подается сигнал контрольного напряжения. При просадке АКБ автомобиля ниже 11,8В, микросхема отключает питание нагрузки. Порог выключения подбирается с помощью R2 и R3. Конденсатор С2 обеспечивает требуемую задержку включения модуля и исключает ошибки в работе алгоритма при просадке напряжения во время «кручения стартером». Требуемая задержка на выключение второго модуля обеспечивается конденсатором С1. Управление датчиком Холла осуществляется через VD2. R5 и R6 – делитель напряжения. В схеме ещё стабилитрон на 12В и конденсатор С3. Его задача обеспечить задержку выключения экрана при кратковременной пропаже ACC. Например, когда двигатель а/м заглох и вы снова его запустили. Таймер задержки на двух транзисторах управляет включением/выключением режима ОТГ. Смарт-ключ, BTS441 управляет включением/выключением изикап по входному напряжению 12В от лампы заднего хода.
Все вместе работает по следующему алгоритму:
При подключении схемы к бортовой сети автомобиля, с небольшой задержкой (R2C2), появляется напряжение 4,4В на контроллере батареи планшета. Планшет запитан и находится в выключенном состоянии. После включения зажигания или ACC, появится напряжение 5,4В на выход второго модуля. Поступит питание на хаб и на вход планшета (1-й контакт разъема микро юсб). По этому событию, сработает патч автовключения. Начнется загрузка планшета. В это время, на делителе R5R6 присутствует потенциал около 2,2-2,5В. Поэтому экран планшета активен. Через 6-8 сек после начала включения планшета, появится «земля» на управляющем проводе ОТГ. Задержка определяется параметрами C6R9. Активируется режим ОТГ. Если задержку не делать (или делать менее 6 сек), то режим отг, после включения планшета не активируется. По окончании загрузки, планшет готов к работе.
После остановки двигателя и выключения зажигания/АСС, модуль на 5,4В отключается, хаб обесточивается, режим ОТГ деактивируется. На делителе R5R6 (с небольшой задержкой С3), потенциал опустится до нуля. Через R6, масса подтягивается на управляющий провод датчика холла. Экран погаснет, планшет переходит в режим «сон». При выходе из режима «сон» не требуется 6-и секундной задержки на включение режима отг. Если вы снова заведете двигатель, например, после заправки, через 10 мин, то емкость C6 не успевает разрядиться и активация режима отг происходит быстрее. При включении зажигания/АСС, на делителе R5R6 появляется потенциал. Планшет просыпается, и сразу готов к работе. Полное выключение планшета происходит из режима «сон» с помощью приложения Таскер. В нем можно указать индивидуальные настройки пользователь на задержку полного отключения планшета (от 1 сек до нескольких месяцев). После полного отключения алгоритм процесса включения повторится.
Организация отдельного питания для планшета в автомобиле
Когда на улице было еще тепло и пели птицы, поставил я в машину планшет Acer A1-811, но были проблемы с помехами в звуке при подключении через колхозный Bluetooth-модуль, которые я безуспешно пытался решить. Проблема эта настолько расстроила, что временно пропало желание развивать тему и планшет выполнял функции обычного навигатора, в плане мультимедия же приходилось довольствоваться «широкими возможностями» Swing’а. На днях снова напала жажда колхозинга и удумал я вот что:
1. Организовать питание планшета на прямую, дабы освободить единственный USB-порт под флешки\мышки\и т.д.
2. Внедрить через OTG внешнюю звуковую карту и провести звук по проводу и забыть про голубой зуб как про страшный сон
…Ну и может еще что-нибудь. Пока о дополнениях не думал, так как ребром встал главный вопрос, без которого все это «не взлетит»: как сделать отдельное питание на планшет?
В сети куча инфы по поводу организации питания на Nexus’ах, про мой Acer же не слова! В общем и целом суть ясна: выкидываем из девайса аккум и через преобразователь запитываем его напрямую. В результате имеем свободный порт для периферии. Но куда конкретно подключаться, учитывая мои более чем скромные познания в электронике, непонятно… Да и аккум выкидывать не очень хочется, вдруг чего…
Может, кому-то известен более-менее универсальный способ такого подключения, актуальный для любого планшета?
Прикладываю картинку внутренностей девайса. Может, это немного прояснит ситуацию для знающих людей.
Питание планшета в авто
Привет!
На днях писал в сообщество по поводу фильтра по питанию планшета. Всем ОГРОМНОЕ СПАСИБО за ответы и советы!
Сегодня побывал в гараже, провел все эксперименты.
Итак, хронология экспериментов:
1. Ничего не разбирая включил ACC, магнитолу в режим AUX и громкость на максимум. Включаем планшет и появляется шум в колонках, включаем зажигание, шум усиливается вдвое, включаем климат, ещё усиливается, заводим машину, добавляется ещё и свист от работы двигателя.
2.Может быть это наводки на AUX, подумал я, и отключил его от планшета и вставил в телефон, шум сразу пропал, нет никакой реакции на зажигание или обороты.
3. Установил фильтр по питанию на оба DC-DC, и никакой разницы! вообще! Сразу же отключил его.
4. Подал питание от аккумулятора другой машины (не заведенной), звук чистейший, включил зажигание — никакой реакции, завел её, тоже тишина! Всему виной токовые петли — Ч.Т.Д.
Как я понял гальванически развязать планшет с магнитолой можно либо по питанию, либо по сигнальному проводу.
DC-DC stap down с гальванической развязкой мне советовали вот такой: meanwell nsd15-12s5, стоимость 900 р. в китае и 1300 на чип и дип.
сигнальный кабель с гальванической развязкой нашелся только вот такой: SUPRA SAD GL, стоимость 300 р.
Думаю не только мне будет интересно:
1. поможет ли этот чудо кабель с двумя трансформаторами внутри?
2. существуют ли другие преобразователи с гальванической развязкой и где их лучше купить?
Поиском пользоваться умею, но ничего вразумительного не нашёл, на алиэкспресс таких преобразователей продано всего один, ни отзывав, ни рейтингов, ничего. Такое ощущение, что я первый кому он так понадобился)))
Установка планшета БЕЗ Аккумулятора!
Перед тем как вносить какие либо изменения в конструкцию авто или планшета рекомендую дочитать статью до конца. За возможные последствия ответственности не несу. Перепечатка, использование статьи и её фрагментов, частей, выдержек без письменного согласования со мной запрещено.
Copyright © Александр Иванов 2017 Все права защищены
Итак по порядку.
Планшет устанавливаем в приору 2 вместо штатного БК.
Суть написания статьи в том что любой устанавливаемый планшет при температуре в салоне ниже минус 10 градусов отключится. Включить его получится только при прогреве аккумулятора планшета.
Попытки постоянно держать планшет энергонагруженным особо ситуацию не меняют.
При попытке найти пятачки питания планшета на плате, подпаятся к ним, отсоеденить аккумулятор и подать напряжение- планшет уходит в защиту. Современные планшеты оснащены ID идентификаторм, и не дают посторонней батарейке запустить его. Попробуйте к примеру включить ноутбук HP не родным зарядником. Ничего не выйдет.
В этой статье я наглядно покажу как обойти эту проблему.
Размер планшета должен быть диагональю 7 дюймов.
При выборе обратите внимание на качество картинки и скорость планшета, поэтому денег не жалейте- в дороге медленный планшет опаснее слепого за рулем.
Самый дорогой какой я смог найти с подходящими мне характеристиками был ACER ICONIA TALK S A1-724 за 11000 р.
Подопытный
Вскрываем планшет и вынимаем аккумулятор
Аккуратно отдираем черную оболочку (опасность взрыва при повреждении)
Нам необходимо добраться до платы управления питанием планшета. Она установлена в аккумуляторе и выглядит вот так
Далее необходимо найти «пяточки» припаяные от аккумулятора к плате. Для этого подносим аккумулятор к окну и видим
Зачищаем «пяточки» и проверяем полярность
Далее
ВНИМАНИЕ! ПОДВОХ ОТ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ. Многим ремонтникам ноутбуков этот прием знаком при замене аккумуляторных батарей в аккумуляторе ноутбука.
Нам необходимо отрезать плату от аккумулятора.
Отрезаем и.
При повторном подключении платы к аккумулятору планшет больше не включается.
На плате сработала защита и одна из микросхем платы аккумулятора ушла в защиту.
Далее подпаиваемся к пятачкам платы аккумулятора.
При этом «минус» у нас ушел в защиту.
Для этого дублируем его подпаивая один конец провода к минусу прямо на плату акб, а второй конец на корпус (массу) планшета.Красный «плюс», чёрный «минус». Белый и зеленый отрезаем.
ВАЖНО. Провод используйте от штатного зарядного устройства или просто хорошего качества, отрезав его от коннектора микроюсб. Т.Е. провод должен быть нормального сечения. Провод перед пайкой проденьте через отверстие наушника в крышке планшета.
Закрываем планшет.
Далее подключаем к машине автомобильное зарядное устройство.
Для этого, я, через предохранитель 5 ампер, продублировал разъём прикуривателя от Нивы ВАЗ 2131 постоянно подключенный к сети автомобиля (питание брал от регулятора вращения скорости вентилятора отопителя салона). (Прикуриватель НИВЫ считается самым надёжным). Все провода используем только от российских автомобилей.адаптер ложим возле блока ЭБУ авто.
ВНИМАНИЕ! Адаптер должен иметь ток отдачи не менее 3 ампер. РЕАЛЬНЫХ 3 АМПЕР.
В противном случае планшет не запустится.
Я использовал 4 амперный.
При замере выдаваемого тока он честно выдал 3 АМПЕРА из заявленных 4 ампер.
Далее.
Имейте ввиду, что при запуск двигателя неминуема просадка напряжения в борт сети. Это неминуемо приведет к перезагрузке планшета. Поэтому покупаем конденсатор большой емкости. Я использовал 10000 мкф.
Далее проделываем такую процедуру.
Берем еще один качественный провод зарядки телефона. Отрезаем микроюсб коннектор и подключаем провода к конденсатору следующим образом: Красный «плюс», чёрный «минус». Белый и зеленый отрезаем.
Коннектор юсб включаем в автомобильный адаптер. Теперь при кратковременных скачках напряжения просадка напряжения будет незначительна.
Установлен планшет на штатное место.
Порядок установки подробно описан в многочисленных статьях на сайте DRIVE2.RU.
Закачены необходимые программы.
Автоматизировал включение планшета по блютуз с автомагнитолой.
При включении/выключении автомагнитолы планшет повторяет за ней её действия с добавлением заложенных мною операций. О программе в следующей записи.
Android CarPC: интеллектуальное блок питания
Вот тут я реально был в замешательстве… ибо наработок под нексус на просторах рунета было великое множество: начиная от обычных релюшек…заканчивая высокотехнологическими наработками.
Помимо стандартных функций:
— питание АКБ планшета,
— подачи зарядки,
— питания хаба,
— размыкания ОТГ,
— подачи команды на усилок…
он еще умеет:
— вывод информации на внешний дисплей по I2C,
— активный вотчдог,
— программная защита по питанию планшета,
— программная защита состояния АБК авто
— умное мигание встроенным светодиодом,
— умное управление командой на усилитель
БП оптимизирован для планшета без батареи. Подходит для оставленной батареи также.
Ну чтож начнем… для начала вытравливаем плату согласно выложенной в теме печатки. Тут уже сами выбираете как будете вытравливать — вариантов куча. Сам же использую всегда смесь лимонной кислоты и перекись водорода. Для печатки нужна двухсторонняя плата.
Далее закупаем элементную базу… для этого идем в радиомагазин и выписываем следующие комплектующие:
C1 – 220мкФ 25В
С2 – 1000мкФ 16В
С3 – 2200мкФ 10В
С4 – 3200мкФ 25В
С5 и С6 – СМД 0,1 мкФ
С7 – 220мкФ 16В
С8 – СМД 47мкФ 16В (1210)
С11 – СМД 157мкФ 16В (1812)
D1, D2, D3, D7, D8, D9 – СМД диоды
D4, D5, D6 – стабилитроны 5,6 В
Q1, Q2 — PHD78NQ либо другой N-канальный аналог
Q3 — j245 либо другой P-канальный аналог
R1, R11, R13, R17, R18 – СМД 1кОм (102)
R2, R4 – СМД 22кОм (223)
R3, R5, R7, R8 – СМД 47кОм (473)
R6 — СМД 100Ом (101) — Это для запуска БП от центрального замка (сигналки )
R16 — СМД 2кОм (202)
R14 — СМД 470кОм (474)
R10, R12, R15 — СМД 10кОм (103)
Rxверх — СМД 220кОм (224) 2шт.
Rxниз — СМД 330кОм (334) 2шт.
R9 – отсутствует
U2 — ITS716G или BTS724G либо аналоги
доработанный стабилизатор kiw3312s
ардуино нано + желательно под него кроватку
разъем для преда
по желанию для отладки купить I2C дисплей
Практически все элементы я нашел в Уфе. мне пришлось только стабилизатор с али заказывать, и микруху под заказ привезти.
Далее все это запаиваем на плату:
И немножко дорабатываем стабилизатор, а именно выпаиваем элементы с указанных мест:
По выводам:
1,13 батарея планшета на «+3.8v»
2 питание хаба, ЮСБ или пого пина планшета.
4 выход- Y-OTG кабеля
5,17 батарея планшета на «-3.8v»
7 выход (12В) для включения усилителя
8 выход 12В для питания доп.устройств типа регика и т.п.
9 Вход 12В зажигания АСС
10,11,12 постоянный +12В с акб
14 выход 5В
16 выход на датчик холла
22,23,24 — масса — с акб авто, кузова.
Ну и в конце естественно заливаем последний актуальны скетч из темы автора БП… сам автор активно программно дорабатывает БП… поэтому периодически выкатывает обновленные скетчи. По заливке скетчей по сути не должно возникнуть вопросы: скачиваем ПО, устанавливаем его (драйвера встроенные), подключаем ардуину, запускаем прогу, копируем туда скетч из темы и заливаем его в прогу.
После этого уже можно БП подключить к питанию и по I2C дисплею или по встроенную светодиоду на арудине протестить работу.
на дисплее будет выводится инфа в следующем порядке:
1 строка * вывод кол-ва минут работы блока * флаг АКБ * флаг АСС * флаг REM * вывод напряжения АСС
2 строка * кол-во минут, оставшиеся до выключения блока * millis() — TimerREM, минут * вывод напряжения АКБ
поведение встроенного светодиода
низкое напряжение АКБ авто — коротко моргает
нормальное напряжение АКБ авто, ACC выключено — быстро моргает
нормальное напряжение, включено ACC, рабочий режим — медленно моргает