Molti dispositivi in commercio sono dotati di una porta seriale usb per lo scambio dei dati con il PC e per ricaricare la batteria interna che ne alimenta i circuiti. Gli stessi dispositivi sono da tempo presenti nella nostra borsa ogni volta che ci allontaniamo da casa. Palmari, telefoni cellulari, lettori mp3 ed mp4 etc... Allontanarsi da casa significa in molti casi restare lontani da una presa elettrica, come se la cava il nostro dispositivo? Dopo quanto tempo ci abbandona?
Vi propongo un caricabatterie usb da viaggio, l'idea è molto semplice: alimentare una porta usb con i 5V che solitamente riceve in altri modi dal PC di casa. Una soluzione semplice ed economica prevede l'uso di un regolatore di tensione, l'LM8705 (gli ultimi due numeri della serie LM78XX indicano il valore della tensione in uscita!). Ecco lo schema (disegnato con qucs) da me seguito (se ne trovano infiniti in rete):
e la lista della spesa:
- regolatore di tensione LM7805;
- porta usb;
- condensatore da 100uF;
- condensatore da 0.1uF;
- resistore da 150 Ohm;
- led (scegliete voi il colore);
- switch per l'accensione (opzionale);
- contenitore (quelle delle caramelle sono molto usati);
Cercate di realizzare il circuito disponendo i pezzi (eventualmente su una scheda forata) in un area più piccola possibile. Questo è il circuito da me costruito:
Nell'immagine di sopra ho cerchiato i fili destinati al trasferimento dei dati. Purtroppo alcuni dispositivi pur ricevendo la giusta alimentazione dalla porta usb non avviano il processo di carica se sulla linea dati non rilevano una determinata resistenza! Pertanto, se il vostro dispositivo non viene caricato cercate in questa direzione (solitamente basta aggiungere lì un resistore).
Molti circuiti in rete sono simili a quello da me seguito, la versione base di questo semplice caricabatterie prevede l'uso del solo regolatore di tensione! La presenza dei due condensatori è tuttavia necessaria se non vogliamo distruggere lo stesso regolatore di tensione (infatti C1>C2) e per livellare la tensione in uscita.
Qualche calcolo con i valori presi dal datasheet dell'LM8705 (Vout=5V): la tensione minima in ingresso è (VinputMin) di 7V, quella massima (VinputMax) di 20V. La corrente minima in uscita dal circuito è (IoutputMin) di 10mA, quella massima (IoutputMax) di 1000mA (1A). Pertanto, la potenza massima dissipata dal regolatore è (PdMax=(VinputMax-Vout)/IoutputMax) 15W, meglio non sforzare il circuito oltre questo valore!
Ciao Luca, davvero un bel Blog!
RispondiEliminaHo seguito questo articolo per fare un carica cellulare con pannello fotovoltaico :-)
Avevo un pannello da 5 W esattamente la stessa potenza dell'alimentatore normale del cellulare. Quindi ho usato un vecchio regolatore di tensione che è identico al tuo, solo che questo è connesso direttamente al cavo usb del cellulare e non c'è il led+resistenza a valle ma un diodo semplice a monte...Tutto ok, ho fatto le misurazioni a vuoto con il tester, poi ho collegato il tutto. Ho provato in una giornata che va a colpi di sole e non, comunque in un momento avevo abbastanza sole da garantire 4,4 W a vuoto dal pannello fotovoltaico...Però (e sennò dov'è il bello!) collegando il tutto al regolatore e cellulare, questo mi indica chè si sta caricando, ma la batteria non avanza anzi si scarica (c'è su android, quindi ho letto la percentuale...). Hai qualche idea del perché??? Grazie!!!Saluti
Scusa sono sempre io! Non ho potuto fare a meno di notare che hai il mio stesso identico cellulare IDEOS...a te funziona il circuito di carica su questo cellulare? Siccome il regolatore fornisce sempre e comunque 4,93 V qual'è la corrente minima che permette la carica? Se lo collego mi dice in carica, si illumina il led di arancione ma non procede con l'avanzamento %...Se mi aiuterai te ne sarà eternamente grato!
RispondiEliminaCiao, ho letto solo adesso i tuoi commenti. Il circuito realizzato sopra è stato provato con un lettore Mp3 e un palmare (un vecchio Palm Treo 650), non avevo ancora comprato l'IDEOS. Sto provando a verificare il comportamento del circuito, tutto coincide con la tua descrizione: led di stato arancione e animazione nella barra di Android del processo di ricarica. Ho iniziato la prova con la batteria carica al 25%, dopo 4 minuti la carica è passata al 26%. La cosa strana è avvenuta dopo circa 10 minuti, la carica è scesa al 18%, dopo altri 10 minuti la carica si è portata al 7%! Va subito detto che nella prova ho usato una pila da 9V quasi scarica, quella del mio tester (durante la prova da me fatta la corrente della batteria da 9V è scesa da 442mA a 193mA). Appena posso ripeterò la prova con una pila nuova. La pila da 9V, se carica, può avere (facendo una media fra i vari costruttori) una corrente di circa 1000-1100mA e questo valore è sufficiente a caricare l'IDEOS (il caricabatteria fornisce in uscita una tensione di 5V e una corrente di 1A). Non saprei dirti un valore per la corrente minima necessaria alla carica. Intanto qualche valore lo abbiamo appena ricavato: i 442mA della mia batteria da 9V non sono stati sufficienti a caricare l'IDEOS, tu che corrente riesci a generare con il tuo pannello?
RispondiEliminaDi sicuro tale valore è più vicino ai 1000mA, non appena la batteria da 9V inizia a scaricarsi il processo di carica si interrompe (o meglio si inverte).
Ciao Grazie mille per la risposta e per aver provato con il tuo IDEOS! Ho appena riprovato il tutto..e penso di aver intuito (poi correggimi se sbaglio) dov'è il problema: Il mio circuito è quasi uguale al tuo differisce solo per il diodo semplice in entrata ed il pannello solare.
RispondiEliminaHO appena fatto una prova ed il pannello a vuoto al sole mi dava 20,7 V e 0,24 A quindi una potenza a vuoto di 4,96 Watt perfettamente in linea con quella da 5W dei caricatori USB. Collegandolo al regolatore e quindi al cellulare, questo rileva il caricatore ma non avanza la carica perchè misurando la tensione a valle del regolatore sul jack microUSB ci sono si 4,93 Volt (5 v..) ma la corrente rimane appunto 0,24 come in entrata e quindi la potenza vista dalla USB passa dai quasi 5Watt del pannello a 1,18 Watt....quindi insufficiente per la carica. La stessa cosa che accade a te quando la batteria da 9v è scarica! Evidentemente l'errore è stato il mio perchè ho pensato che il regolatore di tensione LM7805 potesse essere una sorta di "trasformatore" dove la tensione passa da 12 a 5 v e la corrente varia di conseguenza...ma non dev'essere così (non mi intendo di elettronica..). Quindi per me ora si tratta di risolvere un bel problema: come faccio per trasformare 12v0,24a in 5v1a ? :-) Grazie!!!
Qualche immagine giusto per vedere com'è: http://imageshack.us/photo/my-images/683/1009643large.jpg/
RispondiEliminahttp://imageshack.us/photo/my-images/837/circuitoj.jpg/
Ciao!!!
Scusa se insisto ma sta roba mi sta facendo impazzire (scoprire che tutto il lavoro di settimane è stato vano...) A questo punto il regolatore a me non mi quadra proprio...possibile che non trasformi la potenza ma solo la tensione??? allora tanto valeva mettere una resistenza!!! Cioè se nel mio caso a vuoto ho 5 W con 20,7 v e 0,24 A e dopo il regolatore ho sempre 0,24 A e 5 volt allora tanto valeva mettere una bella resistenza da 30 ohm che il risultato era identico...cioè inutile :-( ti prego dammi una mano!!!
RispondiEliminaIl circuito integrato LM7805 è un regolatore di tensione (la corrente in uscità è di conseguenza quella data in ingresso) in grado di sopportare una corrente massima di 1000mA. Questo componente è secondo me compatibile con i valori richiesti dall'IDEOS per il processo di carica della batteria. Nel tuo caso il valore della corrente (0.24A) generato dal pannello è troppo basso. Il valore prodotto dal tuo pannello è in linea con il valore dichiarato dal costruttore?
RispondiEliminaSi si il valore del pannello è in perfetta regola infatti mi da 240 mA a 20 v e quindi quasi (dipende anche dal sole) i 5 W di traga...il problema è il regolatore, perchè si comporta così anche se lo attacco ad altri alimentatori normali...
RispondiEliminaMa spiegami il dubbio: è normale che LM7805 faccia stabilizzare la tensione a 5 v e non di preoccupi per nulla della corrente? No perchè allora uno poteva usare una resistenza visto che mi butta via un sacco di potenza!!!
E' proprio quella la funzione del regolatore di tensione, livellare la tensione in uscita (in questo caso a 5V). La corrente che lascia passare deve tuttavia essere tale da non rompere il componente (1000mA).
RispondiEliminaIl resistore è un componente passivo (dissipa potenza, la potenza dissipata dal regolatore di tensione è trascurabile), per questo si usa un regolatore di tensione. Con il resistore, poi, avresti anche un problema di surriscaldamento del componente (in questo caso il fenomeno è più contenuto nel regolatore di tensione).
No ma io non capisco una cosa...tu mi dici che il 7805 non dissipa potenza...ma allora perchè se a monte ho 5 W a valle me ne rimangono 1,2 ?
RispondiEliminaMi sono espresso male prima, l'energia che non viene trasferita in uscita dal regolatore viene dissipata (non a caso si scalda), quindi dimentica le cose che ho scritto sopra (rileggendo... ). Ritornando alla tua domanda: perché non usare un resistore? Perché la tensione data dal regolatore di tensione è più stabile (l'oscillazione è davvero insignificante, ripple) mentre quella data ai capi di un resistore è soggetta alle variazioni della tensione che gli applichi (nel tuo caso quella generata dal pannello solare).
RispondiEliminaTornando al tuo problema, potresti interporre fra il pannello e il circuito di carica una batteria tampone, ho visto in Rete che molti caricabatterie a pannelli solari ne fanno uso. Devo cercare nei miei appunti e vedere se trovo qualcosa di utile, riporterò qui sotto i risultati ;)
Penso di aver trovato il modo per risolvere il problema:
RispondiEliminaa me serviva un CONVERTITORE non un REGOLATORE!!! (purtroppo l’ignoranza gioca questi scherzi..) Ho trovato questo che è molto interessante http://it.farnell.com/tracopower/tel-5-1211/convertitore-dc-dc-5-w-5v/dp/1204967 e che farebbe esattamente quello che voglio, cioè con un rendimento >80% mi converte 12V 0,24A in 5V 1A. Solo che costa 18 euro…poi penso ci sia la spedizione… A questo punto dovrei confrontare la spesa con l’acquisto di un pannello da 5 V (ma da 5W) che mi risolverebbe il problema a monte….
COMPLIMENTI ! BELLA L'IDEA ! SEMPLICE E EFFICACE !
RispondiEliminaBuongiorno
RispondiEliminaIeri ho provato a montare una versione "semplificata": batteria, resistenza sul positivo, usb femmina.
Purtroppo il mio Htc Evo3D non carica perché distingue la carica da usb e da alimentatore (ho testato con una prolunga usb collegando solo + e -), come potrei risolvere?
Inoltre ho malauguratamente preso una batteria ricaricabile da 9V 300mAh mentre il caricabatterie è 5V 1A...
Ammetto che sono un ignorantone in materia: cosa cambia? Rischio di buttare il telefono?
Per innescare il processo di carica dovresti creare le stesse condizioni, in termini di corrente e tensione, generate dal caricabatterie del tuo telefono. Considera, inoltre, che alcuni telefoni, verificano se sui due pin centrali della porta usb è presente un certo carico. Ti sconsiglio di fare ulteriori tentativi, potresti danneggiare il tuo telefono.
RispondiEliminagrazie mille!
EliminaCiao, ho costruito un dc-dc 12V-5V, utilizzando un normalissimo 7805. Però ho un problema; a vuoto in uscita trovo i 5V e pochissimi amper giustamento, a carico (cioè con il cel attaccato) la corrente mi si impenna fino a 3amper e la tensione cala a 2V. Come faccio a far capire al cel che non deve superare 1Amper di carica? centra qualcosa i due cavetti dati della micro usb?
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