Hur laddar man sin iPad/iPhone/iPod i båten? – Del 1

I somras när vi körde med iPad-navigering och lyssnade på massor av Ligga Med P3-avsnitt upptäckte vi att det var lite lurigt att förse våra i-prylar med bra laddning. Vår bilstereo har möjligheten att ladda men den gör det ganska långsamt. Troligtvis följer stereon standard USB-spec och levererar 500mA vilket är för lite för att man ska kunna ladda och använda grejerna samidigt.

Laddarna till dom mindre prylarna är på 5W och till den lite större paddan 10W, dvs 1-2 A laddström vid 5V. För att nå detta finns det två alternativ. Köpa nån form av 12V-adapter typ den här för 250-300 kr eller köpa en regulator typ den här för en hundralapp mindre och integrera ett usb-uttag någonstans på panelen. För att göra det så svårt som möjligt satsar vi såklart på det andra alternativet men det blir också snyggast.

Regulatorer för 5V finns det massvis av och frågan är om man ska ha en enkel linjär regulator eller en DC/DC (även kallad switchad regulator). En linjär regulator har höga förluster eftersom den i princip bränner upp spännings-överskottet till värme. Vid 12V inspänning och en laddström på 1A tappar man (12-5)*1 = 7W! Dess fördel är att spänningen är väldigt stabil. En DC/DC arbetar på ett annat sätt och har typsikt en effektivitet på 85% vilket skulle innebära en förlust på 1*0.15*5 = 0.75W. Detta låter ju mycket bättre (förutsatt att jag tänkt rätt dvs :-))

Ok, hur väljer man då en DC/DC till denna applikation? Tittar man på shoppingsiter med elektronik så finns ju flera hundra att välja mellan. Men när man tittar lite närmare så är det inte lika svårt. VI har ju ett antal parametrar att gå på:

  • In-spänning 11-15V. 12V-systemet arbetar ju över ett ganska stort område och detta måste kunna hanteras.
  • Ut-spänning 5V. Jag vet inte hur stabil denna måste vara men enligt USB-standarden så skall man ha 5% tolerans på spänningen. Men eftersom i-batterierna ligger på 3.6V så tror jag att man accepterar ett större spann än så.
  • Strömkapacitet >2A. Man skulle kunna tänka sig att man vill ladda flera apparater samtidigt så det gör ju inget om man biffar på detta. Eventuellt så kan man använda en regulator per uttag.

Och med detta så gäller det att hitta kislet som ger mest effektivitet för pengarna. I det här fallet faller valet på LM2676T-5.0 som har en effektivitet på ca 90%. Designen av kretsen kan man sedan göra på Nationals hemsida efter att man har reggat sig. Det är ett webb-verktyg och ganska kvickt får man en design enligt denna.

Eftersom komponenterna som genereras i verktyget är tänkta för ytmontering får jag byta ut dom mot sådana som kan monteras i vanliga hål. Ett sånt här prototypkort får duga för att tillverka kretsen. Så efter lite matchning av komponenter har jag beställt grejer. Går allt som det ska kommer vi att ha två stycken USB-uttag som levererar 3A styck. Förhoppningsvis kan jag börja bygga det hela nästa vecka. Fortsättning följer…

Varunr. Beställt Produktbeskrivning Tillv varunr.
9485775 3 SWITCHING REG 3A 5.0V, 2676, TO-220; Pri LM2676T-5.0
1850634 2 JACK, USB, PANEL MOUNT, IP67; Connector 2UB3001-W05100
1702676 2 CERAMIC MULTILAYER CAPACITOR; Dielectric KCD250E106M76A0B00
1100533 5 CAPACITOR, 0.1UF, 50V; Dielectric Charac SR205E104MAR
1100433 5 CAPACITOR, 0.01UF, 50V; Dielectric Chara SR155C103KAR
9692029 4 CAPACITOR, 82UF, 16V; Capacitance:82µF; EEUFC1C820
9801200 5 DIODE, SCHOTTKY, 1A, 30V; Diode Type:Sch 1N5818
1749061 2 CHOKE, 27UH, 3A, 0R044; Inductance:27µH; ELC10D270E
1172120 1 PCB, EUROCARD, FR2, STRIPES, 2, 54MM; Bo RE526-HP

Hasta luego!

Att tänka på om batterier

Eftersom vi ska installera en ny förbrukarbank med batterier så har jag gjort lite efterforskningar hur man på bästa sätt sköter dom för att få så lång livslängd som möjligt. På www.morganscloud.com (tack för tipset Conny) finns det en lång serie att läsa som jag tänkte plocka lite grejer från som vi ska se till att uppfylla. Planen är att ha två banker varav den ena är ett startbatteri och den andra 4x80Ah som förbrukarbank. Jag fokuserar på förbrukarbanken då det är den vi kommer att använda mest.

Grundregeln att hålla sig till (som dom flesta känner till) är att aldrig ladda ur batterierna mer än 50%. Detta ska våra förbrukarbatterier inte vara jättekänsliga för men man bör nog hålla sig till det för säkerhets skull. Efter varje urladdning ska man ladda upp batterierena till minst 80% men helst 100%. Detta kan ju vara lite svårt när man inte har tillgång till landström och endast solcellerna kommer att ladda. Visserligen kör man för motor ibland då det går att trycka upp laddningen mer men det vill man ju inte göra bara för att ladda batterierna.

Själva laddnigen av batterierna skall göras med så hög ström som möjligt utan att överskrida maximal laddspänning. När batteriet inte tar emot mer än 1-2% av dess kapacitet (i vårt fall 4*0,8=3,2A) skall spänningen från laddaren gå ner från laddspänning (typ 14,4V) till underhållsspänning (typ 13,6V).  För att uppfylla detta behöver laddaren veta hur mycket ström som går till batteriet och av den totala strömen eftersom man har förbrukare inkopplade. Här ligger vi lite pyrt till då det kräver en laddare med strömsjunt vilket vi saknar. Vår solcellsregulator verkar vara rätt intelligent så förhoppningsvis ska vi kunna fixa biffen med den.

Helst ska man ha laddare som går att programmera enligt batteritillverkarens instruktioner. Detta innebär att kunna justera laddspänningen och dessutom ska man ha en temperatursensor som justerar laddspänningen. Specifikationerna är ofta gjorda för 20°C och man behöver anpassa laddspänningen efter vilken temperatur batteriet har.

Det var en kort summering av förutsättningarna, nu gäller det bara att konstruera ett system som uppfyller så mycket som möjligt av detta. Helst ska det ju vara så automatiskt som möjligt men det kommer nog kräva en del manuell övervakning också och då har vi ju en schyst övervakare som vi kan använda. To be continued…

Hasta luego