USB роз'єм у машину. Стаціонарний USB-роз'єм в автомобіль своїми руками Живлення usb в автомобілі

Донедавна USB роз'єм в автомобілі вважався мало не розкішшю. Відсутнє таке роз'єм і в багатьох сучасних моделях, не кажучи вже про машини, випущені 10-15 років тому. У цій статті я розповім, як із 12 вольт бортової мережіотримати 5 В для роз'єму USB.

Багато хто встановлює собі в авто різні пристроїз харчуванням від прикурювача - відеореєстратор, GPS навігатор, а також час від часу потрібно підключати зарядне для телефону. А т.к. гніздо прикурювача одне, купують розгалужувач, але це не вихід із положення, дроти, що тягнуться через панель приладів мало того, що відволікають і заважають, можуть стати причиною ДТП.

Як правило, всі ці пристрої розраховані на напругу 5 В (стандартна напруга інтерфейсу USB), а перетворювач з 12 в 5 вольт міститься в штекері кожного з цих пристроїв. Я пропоную встановити в машину одне джерело живлення на 5 В і від нього за допомогою USB, mini USB роз'ємів живити всі необхідні пристрої.

Оновлено від 30.07.2015.
Інформація зі статті актуальна і зараз, але з'явилося альтернативне рішення – готові USB адаптери з підключенням до мережі 12 В. Йдеться не про перехідники в прикурювач, вони були на ринку і в момент першої публікації, а про самостійні пристрої-перетворювачі.

Пристрій складається із двох модулів. Корпус із зовнішнім різьбленням виконаний у вигляді патрона прикурювача і в нього вставляється перехідник USB з двома роз'ємами. Виробник заявляє такі характеристики:

Вихідна напруга: 5;
Вихідний струм: 3 А.

Купити на AliExpress

На відміну від попереднього варіанта цей пристріймає цілісну конструкцію та підсвічування з кольором на вибір: червоний, зелений, синій, помаранчевий, білий.

Заявлені характеристики:

Вхідна напруга: 12 - 32 В;
Вихідна напруга: 5;
Вихідний струм: 1 А; 2,1 А.

Купити на AliExpress

Адаптер має знімний фланець з отворами під гвинти, що не додає йому естетичності, але його можна встановити без фланця. Зверніть увагу, що роз'єми USB мають різний вихідний струм. Характеристики:

Вхідна напруга: 12 - 24 В;
Вихідна напруга: 5;
Вихідний струм: 1 А; 2,1 А.

Купити на AliExpress

Конструктивно адаптер відрізняється від своїх круглих побратимів, тим самим ускладнюючи монтаж. Але зовні має приємний вигляд і має добре вписатися в інтер'єр автомобіля. Технічні характеристики:

Вхідна напруга: 12 - 24 В;
Вихідна напруга: 5;
Вихідний струм: 3,1 А.

Купити на AliExpress

Ось такі зараз доступні USB адаптери. Їх легко встановити. Підключити можна в ланцюг живлення прикурювача та, будь ласка, маємо повноцінний USBроз'єм у машині. Але є невеликий нюанс – ці адаптери не мають окремого (кабельного) виходу на 5 В. Це важливо для постійно встановлених пристроїв, наприклад, відеореєстратора. Таким чином, стара частина статті ще не втратила своєї актуальності. Читаємо!

Моделісти для живлення авіа-, авто-, судномоделей використовують UBEC. Що це таке?
UBECUniversal battery elimination circuit- Це імпульсний пристрій бортового живлення, на виході якого 5 або 6 Ст.

Вибір упав на TURNIGY 3A UBECз перешкодом придушення. Купував на HobbyKing. Також доступний на Паркфлаєрі.

Перетворювач TURNIGY 3A UBEC має тепловий захист. Екранований корпус служить для придушення перешкод. Має високий ККД - 92%, мінімальна різниця між вхідною і вихідною напругою всього 1,22 В.

Серцем даного перетворювача є чіп MP1593DN, даташит можна завантажити наприкінці статті.

Технічні характеристики перетворювача TURNIGY 3A UBEC:

Вхідна напруга: 5,5 - 23 В;
Вихідна напруга: 5 або 6, встановлюється перемикачем;
Вихідний струм: 3 А;
Розміри (ДхШхВ): 51х16, 6х8, 5 мм;
Вага: 11,5 г.

Ось таким я його отримав (пакетик уже розкрив, не втримався):

У комплекті – інструкція та, власне, сам UBEC. Для порівняння поклав поряд USB флешку:

Перемичка вже була встановлена на 5 В, на платі є маркування як переключити вихідну напругу на 5 або 6 В. Нагадаю, що нам потрібно 5В! На наступних двох фотографіях видно це маркування. А також, що ховається під екраном. Дякуємо за ці фотографії Кирилу Родіонову з паркфлаєром, не довелося розбирати свій перетворювач.

Для додаткового захисту, якщо раптом перетворювач вийде з ладу, щоб на виході не виявилося 12, встановив стабілітрон 1N4734 (даташит в кінці статті): напруга стабілізації 5,6 В; потужність розсіювання 1 Вт, стабілізаційний струм 45 мА. Ось такий набір був куплений на ebay:

Стабілітрон включається до схеми паралельно до виходу, катодом до плюсу «+». Катод на стабілітроні відзначений чорною смужкою:

Припаюємо стабілітрон, червоний провід «+», до нього смужкою. Додатково я припаяв короткі провідники перетином 0,5 мм 2 від них потім легше буде розводити схему. Попередньо одягнув шматочки термоусаджувальної трубки:

Після усадки феном окремих шматочків та загальної трубки, одягненої на стабілітрон:

Так як мені потрібне харчування для відеореєстратора і для зарядного пристроютелефону, то необхідні два роз'єми – штекер mini USB та гніздо USB.

На ebay знайшов чудовий перехідник - USB A Female to Mini USB B5Pin Male left angle adapter. З одного боку у нього кутовий роз'єм mini USB, а з іншого гніздо USB:

Зі сльозами на очах розрізав його навпіл:

Через освітлення фотографії зроблено на різних столах.

Червоний провід плюс "+", а чорний мінус "-". Про всяк випадок, перевірив згідно цоколівки роз'єму:

Взяв провід з урахуванням його прокладки за декоративними елементами салону. Для роз'єму mini USB довжина дроту більша, т.к. відеореєстратор встановлений у верхній частині лобового скла. Для стандартного USB провід коротше, виведу його кудись на приладову панель, поки що точно не вирішив.

Поєднав дроти, промаркував, щоб не заплутатися. Аналогічно одягнув термозбіжну трубку на кожен провідник і поверх одну загальну:

Вийшло ось такі два кабелі:

Спаяв, зібрав усе разом, дотримуючись полярності. Ось так виглядає остаточний варіант монтажного комплекту:

Залишилося тільки встановити цю конструкцію в машину, прокласти дроти і вивести в потрібних місцях USB роз'єми. Підключати обов'язково через запобіжник, можна через якийсь штатний із невідповідного ланцюга.

У багатьох відеореєстраторах є функція автоматичного включення та вимкнення при подачі та зникненні живлення. Це дуже зручно. Тому якщо підключити перетворювач до ланцюга прикурювача, то ця функція працюватиме, т.к. живлення прикурювача залежить від положення ключа у замку запалювання. Але в такому випадку, наприклад, заряджати телефон від нового USB роз'єму в машині буде не дуже зручно, потрібно, щоб ключ запалення був у замку.

Якщо для вас ця проблема не є актуальною, підключайте UBEC у ланцюг прикурювача. Інакше підключайте в ланцюг, що не залежить від замку запалювання, а щоб зберегти функцію ввімкнення/вимкнення відеореєстратора задіяйте додатково реле:

На схемі показано автомобільне реле в загальному випадку, але воно може бути без діода, що гасить, і без нормально замкнутого контакту 87а.

Підведемо підсумок. Перетворювач напруги TURNIGY 3A UBEC ідеально підходить для організації роз'ємів USB в машині. Виконаний він якісно, відповідає заявленим характеристикам за доступною ціною.

Цей перетворювач забезпечує 3 А на виході, що теоретично дозволяє підключити до нього до шести пристроїв. Відповідно до специфікації на USB інтерфейс, максимальний струм, що споживається пристроєм, повинен бути не більше 0,5 А, для USB 3.0 не більше 0,9 А.

список файлів

Зовсім недавно USB роз'єм в автомобілі був мало не розкішшю. Відсутнє таке роз'єм і в багатьох сучасних автомобілях, не кажучи вже про моделі, випущені 10-15 років тому. Представляємо вашій увазі вбудовану розетку на 2 USB. Цей додаток є незамінним пристроєм для вашого автомобіля. Перший роз'єм забезпечує струм 2,1А, а другий - 1,0А

Пристрій має акуратну елегантну геометрію, чорний колір не зіпсує колірну гармонію вашого салону. Розгалужувач виготовлений з міцного нейлону та металу, корпус повністю герметичний і не боїться пилу та вологи. Додаткову впевненість надає захисна гумова кришка, що забезпечує водонепроникністю USB роз'ємів. Пристрій монтується практично в будь-яке зручне для вас місце за допомогою затискача-закрутки, який входить в комплект.

Адаптер відмінно підходить для модернізації авто, мото транспорту, човнів або спеціальних приладів з напругою бортової мережі 12-24В. Також у комплект входять клеми, за допомогою яких пристрій підключається до проводки бортової мережі.

Характеристики:

Максимальна напруга: 10-26V
Матеріал: міцний полімер, метал
Розміри: 36х44мм
Гарантія: 1 рік.

Комплектація:

1 х роз'єм 2 USB в авто водонепроникний
2 х конектори для підключення проводки.

Придбати Marine Car H-Quality Waterproof 2.1A 1A Dual 2 USB можна у нас на сайті, достатньо оформити замовлення та дочекатися дзвінка оператора.

У продажу існує великий асортимент автомобільних USB-роз'ємів, що підключаються до прикурювача автомобіля. Але не завжди це буває зручно, до того ж за такої чималої кількості USB пристроїв, що так тісно увійшли в наше життя, цілком непогано було б мати в автомобілі стаціонарний роз'єм, що не займає місце в розетці прикурювача. Про один із способів, як це можна зробити, і буде розказано в цій статті.

Необхідні матеріали та інструменти:
- стандартний USB-роз'єм з живленням на 12 вольт;
- шматок пластику;
- Карбонова плівка;
- металеві затискачі та стяжка;
- паяльник з припоєм;
- Ніж;
- викрутка;
- Наждачний папір.

Крок 1. Розбираємо роз'єм.

Зі стандартного роз'єму нам знадобиться тільки електронна його частина, корпус не потрібен. Тому сміливо розбираємо його та дістаємо плату.

Крок 2. Передня панелька.

Оскільки розетка буде вмонтована в торпеду, робити весь корпус для електронної частини необхідності немає, можна обмежитися лише лицьовою стороною. Вирізаємо потрібний нам за розмірами шматочок пластику, усередині нього прорізаємо прямокутний отвір під сам роз'єм. Якщо присутній світлодіодний індикатор, то робимо отвір та під нього. Краї пластику проходимо наждачним папером.

Для покращення зовнішнього вигляду можна зверху наклеїти шматочок карбонової плівки.

Крок 3. Складання.

За допомогою металевої стяжки плата з розніманням кріпиться до внутрішньої частини пластикової панельки. Бажано, щоб роз'єм входив до панелі з мінімальним зазором.

До задньої частини пластикової панельки кріпляться металеві затискачі:

Розетка встановлюється на відведене їй місце та фіксується затискачами:

І пристрій готовий до роботи:

Ця зарядка примітна тим, що не вставляється в гніздо прикурювача, а замість нього встановлюється або врізається в панель. Купуючи автозарядку не за 1$ (як минулого разу), розраховуєш отримати щось більш-менш нормальне - буду її детально вивчати.

Гумова заглушка закриває не тільки USB гнізда, а й синій світлодіод, що скоріше плюс.
Настановний отвір 29мм, глибина установки з клемами підключення 65мм

Перш, ніж зарядку навантажувати, було вирішено на початку її розібрати, щоб мати уявлення про встановлених компонентахі не спалити її передчасно.
Розбирається зарядка без глобальних руйнувань - ззаду денце злегка проклеєно і знімається скальпелем.

Світлодіод несподівано виявився прямокутним.
Традиційно змалював схему зарядки.

Зібрано зарядку на базі CX8505 (Step-Down 30V 3A 350kHz Up to 95%)
Примітно, що синхронний перетворювач.

Робоча частота перетворювача дійсно 350кГц

Амплітуда пульсацій на виході при навантаженні 2А всього 40мВ

Тепер докладніше про проблеми…
Вбудованого запобіжника немає – доведеться ставити зовнішній 1,6-2А на проводах підключення.

Відсутня захисний стабілітрон (супресор) на виході, тобто. при проби мікросхеми, повна бортова напруга піде на USB

Відсутні фільтри - не виключено виникнення перешкод. Бажано поставити фільтр з вхідного живлення.

Вхідний конденсатор HUAHONG CD110 100мкФ 50В (виміряно 90мкФ 0,6Ом) працює з перевантаженням струмом.
Відповідно до специфікації, для нього допустимо діючий робочий струм всього 210мА, а реально при навантаженні 2A, через нього тече струм, що діє, понад 1А, при цьому він природно сильно розігрівається.

Виробнику треба було туди ставити нормальний LowESR конденсатор 330мкФ 35В.

Дросель 85мкГн намотаний на сердечнику D10.2/5.08/3.96 (-26) дротом 0,6мм 46 витків, який на таких високих частотах працює неефективно, тому виробнику довелося сильно збільшувати індуктивність зменшення нагріву сердечника. Оптимально було б використовувати кільце з високочастотного матеріалу (наприклад -52).

Місткості конденсаторів C1 і C2 чомусь переплутані місцями (порівняно з офіційною специфікацією).

Перевірка
Струм холостого ходу на вході 7мА
Напруга холостого ходу на виході 5,23В (USB тестером 5,17В)

Перевірка нагріву в відкритому виглядіпри температурі навколишнього повітря 22°С
- Струм 2А, дросель 71 ° С, конденсатор 62 ° С, мікросхема 65 ° С (реально ще вище, тому що корпус дрібний).
У закритому виглядінагрівання елементів суттєво зросте, але працювати має нормально.
- Струм 2,5А, дросель 89°С, конденсатор 75°С, мікросхема 80°С
У закритому вигляді буде перегрів елементів та зарядка довго не витримає таку роботу.
- Струм 3А температури перевалили за сотню і тестування було припинено.
- Струм 3,5А дуже короткочасно без вимірювання температур
- Ще більший струм не тягне - на 3,6А спрацьовує струмообмеження та напруга одразу провалюється.
- вихідний струм КЗ - 5,2А (короткочасно)

Перевірка нагрівання корпусу у закритому вигляді при температурі навколишнього повітря 22°С
- Струм 2,1А максимальна температура корпусу 48 ° С
- Струм 2,5А максимальна температура корпусу 59 ° С

Замір ККД, напруги фіксувалися безпосередньо на контактах зап'яди

Спроба підняти ККД перетворювача до заявлених 95% заміною дроселя та вхідного конденсатора успіхом не увінчалася – ефективність помітно зростала тільки на струмах понад 2А, що не має сенсу у зарядці на 2,1А.
У результаті замінив тільки вхідний конденсатор на 470мкФ 25В (для зниження його нагріву), поставив супресор 1.5KE6.8 на вихід і закріпив деталі герметиком.

Тепер докладніше про підключення
Один із помічників

У комплекті йдуть клеми під провід 2,5 кв мм (сині). Це занадто товстий провід для такої зарядки - з великим запасом вистачить 0,75 кв.

Просто так взяти і затиснути цей провід у клеми – не можна, т.к. вони просто не триматимуться.
Але є одна хитрість – використовувати додатково штирьові наконечники потрібного розміру (в даному випадку 0,75)

Провід обтиснув спочатку ними

Потім їх затиснув у клеми

Для вказівки полярності, додатково надів червону термоусадку на плюсовий провід

І закріпив ізоляцію

Надягнув феритовий фільтр перешкод

В зборі

Або так

Щоб ферит не бився об панель, обмотав його м'якою стрічкою для джгутування.

З іншого кінця додав власник запобіжника

Тепер можна ставити в авто замість гнізда прикурювача або вирізати новий отвір.
Собі робив так…
Вибрав місце під установку

Зняв захисний чохол ручки КПП

Розмітив місце за допомогою знятої гайки та маркера

Висвердлив за контуром

Підрівняв напівкруглим напилком, вичистив тирсу пилососом, пластмасу, що заважає зсередини, зрізав ножем (на фото ще не зрізана)

Поставив, затягнув гайку

Підключив паралельно штатному гнізду прикурювача
Зазвичай з'єднання паяю, але тут струми невеликі і банальне скручування працює нормально

Православна синя ізолента відмовилася липнути на холоді, довелося мотати буржуйською.

І запалив

У потрібних місцях закріпив стяжками

Готово

На все пішло 2 години
Якщо щось не зрозуміло – питайте.