Ładowarka USB z dynama w piaście z wbudowanym powerbankiem. Wreszcie skończona!

[DeVilio]

Siemano!

Myślałem, że mi to szybciej się uda zmontować całe, ale jednak nie udało się Budowa rozpoczęła się od koncepcji, żeby czasami będąc gdzieś w trasie można było sobie z dynama puścić stabilne 5V na telefon co by np. na stravie nie zdechł w połowie dnia. Sprawa wydawała się prosta - przetwornica podłączona, do przetwornicy dam gniazdo usb - i działa. Jednak nie do końca. Miałem starego powerbanka, którego za pomocą pilnika i cierpliwości dostosowałem do obudowy kupionej w elektronicznym, na zdjęciach widzicie taką białą płytkę z gniazdami - mini usb, normalnym usb oraz przycisk reset (o tym później). Pierwszy montaż i test zakończyły się małą katastrofą bo nie dość dobrze zabezpieczyłem przetwornicę i miałem nadzieję, że pod obciążeniem nie poleci na nią więcej jak 30V - 35V, niestety pierwszy zjazd z górki zakończył się efektowną eksplozją kondensatora na 35V w przetwornicy co generalnie oderwało go od płytki pewnie poszło na niego z 50V - 70V i nie wytrzymał, cóż, zdarza się. Ojciec mój jest elektronikiem więc jakiś czas później zastosowaliśmy zabezpieczenie w postaci regulowanego stabilizatora napięcia o symbolu TL783C ustawionego na 30V, próby "na sucho" robiliśmy przy napięciu zasilającym 70V bo nie było skąd dać wyższego, ale generalnie układ zabezpieczy do 120V więc powinno wytrzymać. Niestety stabilizator się grzeje i jest zamontowany na zewnątrz kufra z niewielkim radiatorem (kto chce to mogę zamieścić zdjęcie schematu układu). Dlatego z całej ładowarki wychodzą dwa złącza - jedno z czarnymi kablami jest to wejście z prądnicy oraz wyjście na oświetlenie, druga kostka z kolorowymi kablami to jest wyprowadzenie właśnie na stabilizator z radioatrem zamontowany na dystansach na zewnątrz. W samym urządzeniu dołożyłem do oryginalnego akumulatora zestaw 2 ogniw 18650 z allegro (wymontowane z akku od laptopa). Na samych ogniwkach mój telefon, który ma baterię 3000mAh naładował się 80%. Czyli na obu powinno naładować mi telefon jakieś półtora raza - jeszcze nie sprawdzałem.

Teraz troszkę o działaniu tego diabelstwa. Od frontu jest złącze mini usb, dzięki temu można naładować akumulatory w domu normalnie z ładowarki. Jest gniazdo USB dające 5V, 350mA (charakterystyka powerbanka jaki zastosowałem). Jest też otwór podpisany jako reset - okazało się, że po przylutowaniu nowego akumulatora, żeby elektronika ładowarki zaakceptowała nowe ogniwa trzeba było po prostu nacisnąć i przytrzymać reset -_- zanim do tego błahego problemu doszedłem godzinę szukałem gdzie mi coś nie styka że powerbank działał i nie działa nauczka na przyszłość. Wielki niebieski przycisk służy do sprawdzania stanu naładowania akumulatorów - wskaźnik posiada po prostu 4 niebieskie diody led - oryginalnie tak było w powerbanku, trzeba było po prostu podlutować kabelki pod microswitcha na płytce. U góry urządzenia jest okienko, przez które widać diody. Jest też przełącznik trój-pozycyjny - pozycja I - działa oświetlenie, nie działa ładowarka (ale ładować kom można bo powerbank działa ), pozycja 0 - jak się można domyśleć - wyłączone wszystko. Pozycja II - działa ładowanie powerbanka - w tym trybie również można ładować jednocześnie telefon.

Całość zamontowałem w kuferku rowerowym na rzepy techniczne, które na prawdę ciężko jest oderwać bez użycia znacznej siły. Kufer zamontowany jest na stałe w rowerze. Co więcej? Chyba nic. Dzisiaj test ostateczny, jadę sobie do Gdyni z ojcem - zobaczymy czy ustrojstwo wytrzyma wysokie obroty - po drodze będę musiał sprawdzić temperaturę radiatora czy kufra nie stopi no i czy znowu mi coś tam w środku nie wybuchnie. Na wasze pytania odpowiem dzisiaj wieczorem albo jutro rano dopiero

A teraz najlepsza część czyli koniec pitolenia i zapraszam do oglądania zdjęć

Początek montażu drugiego, przetwornica już siedzi, nie ma jeszcze akku


Część układu stabilizatora, jeszcze nie zamontowany


Widok z góry w trakcie montażu


Wreszcie poskładane wszystko do kupy...


Złącza samochodowe


Test naładowania akumulatora


Stabilizator z radiatorem na dystansach


Inny widok na stabilizator


W kufrze już!


I ostatnie zdjęcie - inny widok, złacza, przycisk, przełącznik...


Pełne wersje zdjęć w tej samej kolejności co powyżej:
http://images67.fotosik.pl/33/7e114e1727f4e18f.jpg
http://images67.fotosik.pl/33/c8957d0bc6a7403a.jpg
http://images70.fotosik.pl/33/67ddeaf5d37c4790.jpg
http://images67.fotosik.pl/33/4a79bca2a4b13ccf.jpg
http://images69.fotosik.pl/33/f6378341ed2b2d90.jpg
http://images69.fotosik.pl/33/cd26473b38536b69.jpg
http://images69.fotosik.pl/33/ad628ee250a53b97.jpg
http://images69.fotosik.pl/33/76a403786725af7c.jpg
http://images66.fotosik.pl/33/3eebb56e45cdbfba.jpg
http://images66.fotosik.pl/33/0f5533524df2b00b.jpg



EDIT:

Tak jak obiecałem - oto schemat


pełna wersja obrazka:
http://images66.fotosik.pl/41/3a74854bf6bfb85c.jpg

[władek8]

Kawał roboty oby okazało się bezawaryjne.

[pajak_gdynia]

Jako konnektory osobiście polecam wtyczki mini NC/CB (zamiast łączenia na złączki poza obudową). Szukaj na pewnym portalu aukcyjnym.
Stabilizator będzie się bardzo mocno grzał przy większych prędkościach (koło 10W ciepła przy 50km/h). Na oko radiator powinien być większy, również pomoże umieszczenie go w dobrze przewiewnym miejscu.

[DeVilio]

Pająk_Gdynia - sprawdzaliśmy to grzanie się radiatora "na stole" i najbardziej się grzał przy 18V bo płynął największy prąd rzędu 450mA, kolejny taki punkt był przy napięciu ~70V, ale prąd był około 110mA. Przetwornica powoduje to że im wyższe napięcie na wejściu tym mniejszy prąd pobierany przez przetwornicę oczywiście do 30V. Z eksperymentów na drodze nie stwierdziłem, żeby grzało się to jakoś bardzo, stabilizator ma zabezpieczenie do 120 stopni, a nawet do 80 się nie nagrzał, przy dzisiejszym upale (30 stopni w cieniu) stabilizator był ledwo letni, miał może 35 - 40. Jechałem max 50km/h i mam 20 calowe koła, więc policz sobie jak szybko obracało się koło (około 9 obrotów na sekundę). Jak na razie wszystko działa tak jak powinno, teraz po przejechaniu ledwo ponad 40km w około 2 godziny ładuję telefon i zobaczymy ile się naładuje. Zaznaczam że akumulatory były specjalnie rozładowane. Dam znać.

[Franc]

Ja bym jeszcze wyprowadził włącznik na kierownicę - po co się zatrzymywać i otwierać kufer by przełączać tryby.

[Yin]

Konkurencja dla charbike Może by tak jakaś produkcja małoseryjna dla zainteresowanych?

[DeVilio]

Franc - aż tak często tego nie przełączam... generalnie na długą trasę leci sobie ładowanie prawda? Więc jest sobie włączone ładowanie, robi się ciemno - przełączam na światło i jadę dalej

A z innej beczki - policzyłem trochę i wyszło mi doświadczalnie, że godzina jechania rowerem i ładowania tego przekłada się na realne 400mAh do telefonu, już odejmując całą sprawność ładowarki, przetwornicy, samego procesu ładowania itd. Czyli nie jest źle.

Yin - heh - nie opłaca się produkcja seryjna, a nawet mało seryjna. Charbike ma tą przewagę nad moją konstrukcją że do niego możesz sobie po prostu podłączyć jakiegokolwiek powerbanka przez złacze USB i masz to samo co ja mam tylko w 2 urządzeniach no i odejmij dłubanie co dla mnie generalnie było lepszą zabawą niż sam ukończony produkt. A koszt podobny, za charbike zapłacisz w wersji podstawowej chyba 80 ziko i tu podobnie wychodzi... nie licząc oczywiście robocizny

[Majsterkowicz]

Brakuje mi tylko jednej rzeczy... Kompletnego schematu całego urządzenia.
Wiem, że jestem upierdliwy pytając właśnie o to, ale sam wiem, ile wyjaśnia oraz jak uczy widok na schemat danego urządzenia.
Obecnie pracuję że szwagrem nad schematami i płytkami do kompletnego sterowania frezarką CNC, a przy okazji powstanie również bardziej kompaktowa wersja sterownika oświetlenia rowerowego (mijania, drogowe, kierunkowskazy i inne bajery). Do czego zmierzam - odpowiednio przygotowany schemat jest bardzo łatwo zrealizować poprzez wykonanie płytek PCB, a wszelkie zmiany nie stanowią większego problemu.
Niemniej, gratuluję Ci samozaparcia oraz dokładności w wykonaniu. Życzę, aby urządzenie sprawdziło się w 100% i było motywacją do dalszych działań w dziedzinie elektroniki

Ps. Jeżeli uda Ci się zrobić nawet i uproszczony schemat, może postaramy się coś zaradzić na ten grzejący się stabilizator? Pamiętaj, że wszędzie tam, gdzie pojawia się ciepło oznacza to niepożądane straty.

[Mikrobi]

Taki pomysł: wstaw step-down converter usyawiony na napięcie jakie chcesz jeśli zakres napieć wejściowych jest odpowiedni.
Mniejsze straty mocy, mniej grzania, koszt owszem, troche wyższy.

[DeVilio]

Majsterkowicz: Postaram się narysować uproszczony schemat na kartce papieru po prostu i wrzucę skan na forum jak będę miał chwilkę czasu bo obecnie mam masę rzeczy na głowie - między innymi kot mi się uszkodził - zerwane wiązania w stawie kolanowym

Co do stabilizatora - owszem grzeje się ale dlatego, że np. podczas jazdy z prędkością 40 - 50km/h z prądnicy nie idzie wcale uprzejme 6V tylko 60V. A to załatwi przetwornicę w moment. Poza tym godzina ładowania daje mi 400mAh do akku do telefonu już a to jest niezły wynik. Jak tylko będę miał chwilkę to rozrysuję to i uaktualnię pierwszy post.

Mikrobi - a step down converter do jakiego max napięcia wytrzymuje?

[DeVilio]

Tak jak obiecałem oto schemat:

jest też w pierwszym poście.

[live_evil]

Zgodnie ze sztuką wypadało by dać niewielki kondensator między stabilizatorem a przetwornicą.

[DeVilio]

Live Evil - w jakim celu?

[live_evil]

Live Evil - w jakim celu?

Rzut okiem na notę katalogową TL783C powinien dać Ci odpowiedź na to pytanie:

Due to the relatively low gain of the MOS output stage, output voltage dropout may occur under large load
transient conditions. The addition of an output bypass capacitor greatly enhances load transient response as
well as prevents dropout. For most applications, it is recommended that an output bypass capacitor be used
with a minimum value of:
Co (mF) = 15/VO
Larger values provide proportionally better transient response characteristics.

[Tef]

@live_evil ma rację. Powinien tam być elektrolit o wartości 0.1 tego co przed stabilizatorem czy li w tym przypadku 4,7uF/160V.