Napájame mobil v teréne

S letom a s rôznymi cestovateľskými aktivitami je spojený aj problém napájania elektronických zariadení v teréne. Každý nadšenec modernej techniky sa už stretol s vybitou batériou v mobilnom telefóne, PDA alebo GPS navigátore. Väčšinou stačí nájsť najbližšiu elektrickú zásuvku a problém je vyriešený. Nie vždy však máme túto možnosť.

Ak používame mobilný telefón alebo PDA na navigovanie pri potulkách lesom, či cykloturistike, batéria zariadenia sa vybije počas niekoľkých málo hodín. V danej situácii nám pomôžu rôzne núdzová nabíjačky, ktoré výdrž telefónu predĺženia. Finančne nenáročné a spoľahlivé riešenie predstavuje nabíjanie pomocou AA batérií, ktorému sme sa podrobne venovali minulý rok .

Núdzové nabíjačky na AA batérie Problém nastane, ak potrebujeme elektronické zariadenie nabiť viac ako jedenkrát. Núdzová nabíjačka na AA batérie výdrž mobilného telefónu predĺži, ale nosiť so sebou 10 – 20 kusov AA akumulátorov nie je ideálne mobilné riešenie. Východiskom z danej situácie sú olovené akumulátory, vďaka ktorým môžeme nabiť mobilný telefón hoci aj päťkrát. Ich výhodou je aj dlhá životnosť. V závislosti od spôsobu používania vydržia fungovať aj niekoľko rokov bez výraznej straty kapacity.

Výber vhodného akumulátora

Olovené akumulátory nájdeme v množstve najrozličnejších zariadení. Sú v autách, motorkách, ale aj v záložných zdrojoch (UPS). Pre naše účely sú najvhodnejšie typy, ktoré nájdeme bežne v UPS. Vyznačujú sa dostačujúcou kapacitou. Čím je vyššia kapacita akumulátora, tým je väčšia jeho hmotnosť. V UPS bežne nájdeme dva základné typy Pb akumulátorov – 12 V a 6 V akumulátory.

Olovený akumulátor do UPS Aby sme mohli využiť Pb akumulátor ako nabíjačku mobilného telefónu alebo iného zariadenia, sú potrebné určité úpravy. Najjednoduchšie je zakúpenie 12 V akumulátora v kombinácii s autonabíjačkou mobilného telefónu. 6 V akumulátory sú lacnejšie ako 12 V, avšak výroba nabíjačky je problematickejšia. Priamo pripojiť mobilný telefón k 6 V akumulátoru je nebezpečné. Väčšinu dnešných mobilných telefónov, PDA, GPS modulov, atď. je možné nabíjať z USB portu, ktorého výstupné napätie je 5 V. Pripojenie USB kábla priamo k 6 V akumulátoru by mohlo nenávratne poškodiť elektroniku zariadenia.

Autonabíjačka mobilného telefónu s miniUSB konektorom

6 V akumulátor: Zložitejšie riešenie

Použitie 6 V akumulátora odporúčame iba technicky zdatnejším. Základným bodom celého návodu je, že výstupné napätie musí byť 5 V. Keď sa z rôznych dôvodov rozhodneme pre 6 V akumulátor, jednou z možností je použitie spínaného zdroja. Ten nám výrobu nabíjačky výrazne predraží. Druhou možnosťou je použitie low-drop stabilizátora. Bežný a najčastejšie používaný lineárny stabilizátor 7805 je nevhodný. Rozdiel medzi zdrojovým a cieľovým napätím uňho musí byť aspoň 1,6 V. 6 V akumulátor túto požiadavku nespĺňa. Príkladom vhodného low-drop stabilizátora je napr. LM2940CT-5. Výhodou low-drop stabilizátorov (stabilizátorov s nízkym úbytkom napätia) je skutočnosť, že na rozdiel od štandardných lineárnych stabilizátorov dokážu pracovať aj v prípade, ak je rozdiel medzi zdrojovým a cieľovým napätím iba 0,5 V. To znamená, že v spojení s 6 V akumulátorom bude nabíjať aj pri napätí 5,5 V. 

Schéma zapojenia low-drop stabilizátora LM2940  Postup pri zhotovení nabíjacieho riešenia je rovnaký ako pri výrobe núdzovej nabíjačky , ale namiesto stabilizátora 7805 použijeme LM2940CT-5. Využitie energie akumulátora je pri tomto riešení 80 - 90 %.

Obvod so stabilizátorom po dokončení

12 V akumulátor – jednoduchosť a univerzálnosť

Najjednoduchšia je výroba nabíjacieho riešenia z 12 V akumulátora, ktoré sme zvolili aj my. Zvládne ju aj laik, i keď bez spájkovačky sa nezaobídeme. Pri samotnom nabíjaní potrebujeme autonabíjačku mobilného telefónu alebo zariadenia, ktoré chceme týmto spôsobom nabíjať. Autonabíjačka sa zapája do konektora autozapaľovača. V súčasnosti predávané autonabíjačky mobilných zariadení sú v podstate spínané adaptéry, ktoré transformujú vstupné napätie na požadované výstupné. Ich cena je výrazne nižšia, ako keby sme sa pokúšali podobné riešenie vyrobiť sami. 

Pb akumulátor s kapacitou 4,5 Ah a hmotnosťou 1,5 kg  Ešte pred samotnou výrobou je potrebné zvoliť si akumulátor s vhodnou kapacitou a hmotnosťou. Pre rôzne použitie sú vhodné rôzne kapacity. My sme zvolili 12 V akumulátor s kapacitou 4,5 Ah. Je možné ho zakúpiť za cca 10 eur. Vyznačuje sa výborným pomerom cena/kapacita. Nami zvolený akumulátor má kompaktné rozmery 90 × 70 × 100 mm. Jeho hmotnosť je 1,5 kg. Hmotnosť síce nepatrí k najnižším, ale na rôznych cyklovýletoch a túrach s veľkým batohom môže byť stále akceptovateľná. Ak vám hmotnosť nevyhovuje, odporúčame zakúpenie batérií s nižšou kapacitou a zároveň aj menšou hmotnosťou.

Nabíjanie GPS modulu

Spájkovačka je náš pomocník

Na výrobu budeme potrebovať: spájkovačku, zásuvku autozapaľovača (konektor), konektory 4,7 mm F1 + zmršťovaciu bužírku (alebo krokosvorky), kus zaizolovaného kábla (ideálne farebne odlíšené), 2 A poistka typu F.

Potrebné pomôcky Všetky uvedené súčiastky je možné zakúpiť v obchodoch s elekrosúčiastkami alebo s autopríslušenstvom. Cena nami zakúpených súčiastok bola cca 1,5 eur. Následne môžeme pristúpiť k samotnej výrobe. V prvom kroku si odizolujeme kábel (na našom obrázku žlto-zelený), prevlečieme ho cez konektor a prispájkujeme ho k zápornému pólu (-) zásuvky autozapaľovača. Ku kladnému pólu (+) prispájkujme druhý kábel (na našom obrázku fialový). Kábliky je potrebné farebne odlíšiť, aby sa nám neplietla polarita.

Spájkovanie káblikov k zásuvke autozapaľovača V ďalšom kroku pristúpime k prispájkovaniu 2 A poistky v plastovom puzdre. Úlohou tejto poistky je ochrana Pb akumulátora v prípade skratu. Mobilný telefón dostatočne chráni samotná autonabíjačka, ktorá vo svojom vnútri obsahuje tiež poistku. Poistku prispájkujeme ku kábliku, ktorý vedie ku kladného pólu zásuvky autozapaľovača.

2 A poistka zabráni skratu V poslednom kroku prispájkujeme k poistke kus káblika. Na obidva kábliky navlečieme zmršťovaciu bužírku. Ku káblikom priletujeme 4,7 mm konektory a prevlečieme cez ne zmršťovaciu bužírku. Namiesto tohto riešenia je možné prispájkovať namiesto konektorov obyčajné krokosvorky. Týmto krokom sme úspešne dokončili naše nabíjacie zariadenie.

Tesne pred dokončením

V praxi nesklamala

Samotné nabíjanie sme dlhodobo testovali s viacerými zariadeniami. Rýchlosť nabíjania závisí od použitej autonabíjačky. Naše riešenie má prúdové obmedzenie 2 A. Ak by ste takýmto spôsobom chceli nabíjať netbook, notebook alebo iné zariadenie, ktoré má vyššie prúdové nároky, je nutné zvoliť iný typ poistky v závislosti od potrebného prúdu.

Hotový produkt Pre reálne otestovanie, na koľko nabití mobilného telefónu vystačí energia plne nabitého 4,5 Ah Pb akumulátora, sme použili mobilný telefón, ktorý obsahoval batériu Li-on s kapacitou 1 150 mAh. Mobilný telefón sme vždy kompletne vybili a nabíjali vo vypnutom stave. Mobilný telefón sme takýmto spôsobom nabili šesťkrát na 100 % a pri poslednom siedmom nabíjaní na 60 % kapacity batérie. Tento výsledok považujeme za veľmi dobrý.

Nabíjanie testovacieho mobilného telefónu Nabíjanie mobilných zariadení z Pb akumulátorov so sebou prináša niekoľko nevýhod, predovšetkým vyššiu hmotnosť akumulátorov. Túto nevýhodu výrazne eliminuje nízka cena, dlhá životnosť (v porovnaní s Li-on batériami) a pri použití 12 V akumulátora aj univerzálnosť. Týmto spôsobom je možné napájať nielen mobilné telefóny, ale každé zariadenie, ku ktorému je dostupná nabíjačka do autozapaľovača. Upozornenie: Autor, redakcia MobilMania.sk, ani spoločnosť CPress Media nenesú žiadnu zodpovednosť za prípadné poškodenia zariadení alebo zranenia, ktoré môžu nastať pri výrobe uvedenej nabíjačky.