Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Handyladegerät 1A fürs Moped-Bordnetz


von mopedfahrer (Gast)


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N'Abend zusammen,

war heute eine Zeitlang mit dem Motorrad unterwegs, unbekannte Strecke. 
Handy zum Navigieren im Tankrucksack, funktioniert aber nicht 
zuverlässig. Gründe:
1. Keine Stromversorgung (ok, wäre lösbar)
2. Wird viel zu heiß (auch lösbar)

Das Problem der Überhitzung soll durch eine Metallhalterung gelöst 
werden. Wenn ich aber schon eine Halterung baue, will ich auch ein 
Netzteil integrieren, das das Handy aus dem Bordnetz mit dem benötigten 
Strom versorgt.
Dazu habe ich die angehängte Schaltung entwickelt. Um mir Arbeit und 
Kopfzerbrechen über Layout etc. zu sparen, soll ein fertiger Wandler von 
Tracopower zum Einsatz kommen.

Frage: Ist die Schaltung geeignet? Spannungsspitzen müssten durch die 
Suppressordiode und die 4007 bereits gekillt sein und alles andere ist 
m.E. für die Anwendung "Handy am Leben halten" irrelevant.

Merci für Einschätzungen...

von mopedfahrer (Gast)


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Achso, und die Sicherung ist keine mit 6,3A, sondern eine mit 1A.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Zwei Fragen:

an welchem Bauelement fällt in Fall einer Spannungsspitze die Spannung 
ab? An der Sicherung? Am R/L der Zuleitung?

Und nimmt das Handy wirklich ein Ampere Ladestrom wenn die USB 
Signalleitungen einfach kurzgeschlossen sind?

von Mopedfahrer (Gast)


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Ja, nimmt sich ein A, wenn die Signalleitungen kurzgeschlossen sind.

Bei einer Spannungsspitze bricht die Suppressordiode durch und wenn das 
zu lange dauert, dann löst die Sicherung aus.
Umgekehrt genauso bei negativen Spannungsspitzen, deshalb die 4007.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Die Dioden leiten im Schutzfall einen großen Strom. Das führt aber nur 
dann zu einer Begrenzung der Spannung, wenn diese an einem Bauteil 
abfallen kann. Meistens reicht da ein parasitärer Widerstand. Ob man 
sich darauf verlassen möchte, ist eine andere Frage.

von OS (Gast)


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Mopedfahrer schrieb:
> Bei einer Spannungsspitze bricht die Suppressordiode durch und wenn das
> zu lange dauert, dann löst die Sicherung aus.

Nicht nur in diesem Fall, da ein KFZ Netz eine sehr Niederohmige Quelle 
ist, kann es auch beim einschalten des Spannungswandlers zum Auslösen 
der Sicherung führen. Es kann auch zur Vorschädigung der Sicherung 
führen.
Deshalb ist es von Vorteil in Serie mit der Sicherung einen 
Niederohmigen Widerstand vorzusehen. So z.B. 0R47, ich kenne jetzt Deine 
Sicherung nicht, nur so kurze Stromspitzen tun keiner Sicherung gut.

von HildeK (Gast)


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Mopedfahrer schrieb:
> Umgekehrt genauso bei negativen Spannungsspitzen, deshalb die 4007.

Das wird die Suppressordiode auch erledigen.
Nimm die 1N4007 in Reihe mit der Sicherung als Verpolschutz.
Gegen Spitzenströme durch die Supressordiode bei Spannungsspitzen im 
Bordnetz helfen auch einige zig µH in Reihe zur Sicherung.

von Philipp G. (geiserp01)


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mopedfahrer schrieb:
> Frage: Ist die Schaltung geeignet?

Nein.

Die Drossel fehlt. D2 kommt in Reihe, die Surpressor D ist zu klein 
dimensioniert (soll: P6KE22A). Sicherung zu gross, etc.

von HildeK (Gast)


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HildeK schrieb:
> Nimm die 1N4007 in Reihe mit der Sicherung als Verpolschutz.

... eher eine 3A-Diode, z.B. aus der Serie 1N540x.

von Philipp G. (geiserp01)


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und beim USB zwischen Pin2/3 einen Widerstand als direkt brücken.

von Mopedfahrer (Gast)


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Ah gut, gegen einen Widerstand habe ich nichts einzuwenden. Die 
Argumentation macht Sinn, werde also einen vorsehen. Als Wert werde ich 
einfach mal z.B. 1 Ohm vorsehen. Das gäbe selbst bei 11V und 1 A immer 
noch 10V, sollte für den Regler mehr als ausreichen.

Traubensaft .. schrieb:
> Meistens reicht da ein parasitärer Widerstand. Ob man
> sich darauf verlassen möchte, ist eine andere Frage.

Das wiederum klingt nicht so, als wäre die Schaltung ausreichend 
abgesichert. Wo gibt es Verbesserungspotenzial?

Kann ich eigentlich eine Polyfuse verwenden oder reagieren die viel zu 
langsam? Wäre gerade im Hinblick auf einen "wartungsfreien" Einbau 
vorteilhaft.

von Mopedfahrer (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> P6KE22A

Verstehe ich nicht. Wenn ich die Daten bei Reichelt richtig 
interpretiere, dann ist die weniger leistungs-/leidensfähig. Warum soll 
ich die verwenden?

von Philipp G. (geiserp01)


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Mopedfahrer schrieb:
> Ah gut, gegen einen Widerstand habe ich nichts einzuwenden. Die
> Argumentation macht Sinn, werde also einen vorsehen. Als Wert werde ich
> einfach mal z.B. 1 Ohm vorsehen. Das gäbe selbst bei 11V und 1 A immer
> noch 10V, sollte für den Regler mehr als ausreichen.

Der Standard (nicht eiphone!) schreibt <200R zwischen Pin2 / 3 vor. 
Verwende einfach 100 - 150R.

>> P6KE22A

>Verstehe ich nicht. Wenn ich die Daten bei Reichelt richtig
>interpretiere, dann ist die weniger leistungs-/leidensfähig. Warum soll
>ich die verwenden?

Ich glaub ich habe mich hier vertan. OK.

Aber die Drossel 47uH muss rein! Und D2 in Reihe. Auch der JG deines 
Fahrzeugs ist von Relevanz, der da wäre?

: Bearbeitet durch User
von Mopedfahrer (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Verwende einfach 100 - 150R.

Hab ich jetzt.

Philipp G. schrieb:
> Aber die Drossel 47uH muss rein! Und D2 in Reihe

Hab ich jetzt auch.

Philipp G. schrieb:
> JG

Sorry, was ist das? Jahrgang? Eine TDM 900 von 2006.

von Philipp G. (geiserp01)


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Mopedfahrer schrieb:
> Eine TDM 900 von 2006

Jop, Jahrgang. OK, dann ist alles gut.

von Mopedfahrer (Gast)


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Prima, dann zeichne ich das mal sauber auf und stells rein, vielleicht 
sehen es andere und freuen sich dann.

von Philipp G. (geiserp01)


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Ich schicke Dir im Anhang die (Minimal) KFZ Schutzschaltung welche die 
ISO Pulse alle durchsteht.

Das Bild ist aus:

Beitrag "12V KFZ Versorgungs-Schaltung aus de.dse-faq"

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Mopedfahrer schrieb:
> Wenn ich die Daten bei Reichelt richtig
> interpretiere, dann ist die weniger leistungs-/leidensfähig. Warum soll
> ich die verwenden?

Zumindest beim Auto sind 16V noch 'normale' Betriebsspannung, bei der 
alle Elektronik dauerhaft laufen muss. Dürfte beim Motorrad genauso 
sein. Daher sind die 16V zu niedrig angesetzt, zumal diese schon ab 15V 
leiten darf. Nicht empfehlenswert!
Und mit dem oben vorgeschlagenen 1Ω oder der Induktivität wird der 
Spitzenstrom schon deutlich reduziert sein, so dass die vorgeschlagene 
PKE22A durchaus sinnvoll ist.

Beim Auto muss man an der Stelle sogar noch viel weiter nach oben gehen, 
weil z.B. Starthilfe von einer LKW-Batterie (24V) die Elektronik 
überleben muss. Und da dein Schaltregler maximal 36V am Eingang aushält, 
hast du doch keine Not, die Supressordiode mit so niedriger Spannung zu 
wählen.

Ob diese Bedingungen beim Motorrad auch genauso zutreffen, kann ich 
nicht sagen. Die Technik zur Stromerzeugung ist ähnlich, weit weg 
dürften sie wohl nicht sein und die LKW-Starthilfe musst du ja nicht 
unbedingt abkönnen.

von Philipp G. (geiserp01)


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HildeK schrieb:
> Ob diese Bedingungen beim Motorrad auch genauso zutreffen, kann ich
> nicht sagen. Die Technik zur Stromerzeugung ist ähnlich, weit weg
> dürften sie wohl nicht sein und die LKW-Starthilfe musst du ja nicht
> unbedingt abkönnen.

Doch, sind sie. Ist halt bei Verladehäfen üblich da schnell 24V drauf zu 
knallen.

Das mit dem 1Ohm hast Du missverstanden, das bezog sich nur auf die 
Ladegeräterkennung.

Bei schlechter / alter Batterie mit hohen Innenwiderstand hast Du 
zusätzlich zu den 14.5V noch +2Dc Ripple drauf. Also doch die P6KE22A.

edit:

Ich muss noch was Grundsätzliches zu KFZ Schaltungen anmerken. Es 
durchaus legitim, dass bei unüblichen Betriebszuständen wie Schweissen, 
24V Jumpstart oder Load Dump die Sicherung Deiner Schaltung ausfallen 
darf, dafür ist diese ja da! Was auf keinen Fall passieren darf, ist 
dass die Verkabelung oder die Schaltung dadurch defekt wird.

Ich musste vor wenigen Wochen an einem Wochenende für einen Kumpel so 
einen indischen Vespa Verschnitt komplett neu verkabeln. Der Besitzer 
wollte das Moped starten, dadurch fällt die 6A Sicherung direkt an der 
Batterie aus.

Kein Problem für den Besitzer, macht er halt eine 40A rein. Das Ergebnis 
war, dass der Hauptkabelbaum komplett durchgebrannt war.

: Bearbeitet durch User
von Mopedfahrer (Gast)


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So sähe das jetzt aus... kann man glaube ich erstmal so stehen lassen?

von Mopedfahrer (Gast)


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Die 100 nF direkt unter dem Modul bitte nicht weiter beachten, die habe 
ich beim Kopieren übersehen.

von Amateur (Gast)


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>Um mir Arbeit und
>Kopfzerbrechen über Layout etc. zu sparen, soll ein fertiger Wandler von
>Tracopower zum Einsatz kommen.

Das was Du brauchst ist schon fast eine Standartkomponente.
12V [13,8] auf 5V.
Die sollte also fertig zu kaufen sein. Und das für einen Apfel und ein 
Ei.
Auto und Moped nutzen die gleiche Spannung.

von Mopedfahrer (Gast)


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Amateur schrieb:
> Das was Du brauchst ist schon fast eine Standartkomponente.
> 12V [13,8] auf 5V.

Was ist denn der TSR 2-2450 anderes?

von HildeK (Gast)


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Mopedfahrer schrieb:
> So sähe das jetzt aus... kann man glaube ich erstmal so stehen lassen?

Fast, nur die Sicherung mit 0.65A wäre mir zu niedrig.
Du hast ja auch Betriebszustände bei den die Batteriespannung deutlich 
unter 12V liegt (Kaltstart, kalte Jahreszeit [gut, da fährt man nicht 
:-)]), typisch muss Fahrzeugelektronik auch bei 6V (manche darunter) 
noch gehen.

Dein Modul arbeitet bis 6.5V und mit den Verlusten und 1A Last ist dann 
auch der Eingangsstrom geschätzt bei rund 1A.
Ich würde da eine Sicherung mit mindestens 1A oder 1.25A vorsehen. Die 
kann sowieso nur Kabelbrände verhindern; für den Schutz der Elektronik 
ist sie eh zu langsam.

von Philipp G. (geiserp01)


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HildeK schrieb:
> Fast, nur die Sicherung mit 0.65A wäre mir zu niedrig.
> Du hast ja auch Betriebszustände bei den die Batteriespannung deutlich
> unter 12V liegt (Kaltstart, kalte Jahreszeit [gut, da fährt man nicht
> :-)]), typisch muss Fahrzeugelektronik auch bei 6V (manche darunter)
> noch gehen.

Kann mich jetzt schwer täuschen:

Wenn Du die Brücke zwischen USB Pin 2/3 wie gezeichnet legst (<200R), 
zieht Dein non-iPhone-Smartphone anstatt 0.5A (ohne Brücke) die vollen 
1A!

Leg' doch bitte die gesamte Schaltung auf mindestens 2A.

von Teo D. (teoderix)


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Philipp G. schrieb:
> Wenn Du die Brücke zwischen USB Pin 2/3 wie gezeichnet legst (<200R),
> zieht Dein non-iPhone-Smartphone anstatt 0.5A (ohne Brücke) die vollen
> 1A!

Laut Specs können das auch 1,5A sein (manche sollen sich sogar 2A 
gönnen). Nicht alle Geräte nehmen Rücksicht auf Spannungseinbrüche und 
ziehen weiterhin was geht.

Philipp G. schrieb:
> Leg' doch bitte die gesamte Schaltung auf mindestens 2A.

Ich würd noch 0,5A drauflegen oder mich mit 0,5A zufrieden geben.

von Philipp G. (geiserp01)


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Teo D. schrieb:
>> Wenn Du die Brücke zwischen USB Pin 2/3 wie gezeichnet legst (<200R),
>> zieht Dein non-iPhone-Smartphone anstatt 0.5A (ohne Brücke) die vollen
>> 1A!
>
> Laut Specs können das auch 1,5A sein (manche sollen sich sogar 2A
> gönnen). Nicht alle Geräte nehmen Rücksicht auf Spannungseinbrüche und
> ziehen weiterhin was geht.

Dann lag ich ja doch nicht falsch.

Nachtrag: Lege die gesamte Schaltung für 3A aus, oder entferne die 
Brücke und lade mit maximal 0.5A, in diesem Fall darf die Schaltung für 
1A ausgelegt sein.

von Olaf (Gast)


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> Fast, nur die Sicherung mit 0.65A wäre mir zu niedrig.
> Du hast ja auch Betriebszustände bei den die Batteriespannung deutlich

Das nicht sowieso eine PTC-Sicherung? Die haben doch auch ein Derating. 
Wenn es im Sommer 80Grad unter der Sitzbank wird braucht man da auch 
noch Reserve.

Olaf

von Mopedfahrer (Gast)


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Na denn: Sicherung auf 1,10A (PFRA 110) hochgezogen und Brücke entfernt.
500 mA sind ja immer noch besser als nichts. Im Zweifelsfall muss ich 
nach ein paar Stunden sowieso mal Pause machen.

Netter Nebeneffekt: Recom bietet ein passendes Modul für ein Drittel des 
Preises an.

von Olaf (Gast)


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> Im Zweifelsfall muss ich nach ein paar Stunden sowieso mal Pause machen.

Ich glaube sowieso nicht das dein Vorhaben klappt weil du die Energie 
nicht vom Handy weg bekommst wenn es nicht im Luftstrom liegt.

Olaf

von Philipp G. (geiserp01)


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Olaf schrieb:
>> Im Zweifelsfall muss ich nach ein paar Stunden sowieso mal Pause machen.
>
> Ich glaube sowieso nicht das dein Vorhaben klappt weil du die Energie
> nicht vom Handy weg bekommst wenn es nicht im Luftstrom liegt.

Hae? Was willst Du uns damit sagen?

von Mopedfahrer (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Hae? Was willst Du uns damit sagen?

Ich denke, er meint damit, dass keine Luftkühlung gegeben ist.

Da bin ich mir allerdings recht sicher, dass eine Halterung aus 
Aluminium eine wesentliche Verbesserung gegenüber der aktuellen 
Situation ist (auf Holzschablone im Kartenfach des Tankrucksacks).
In diesem Fach wird das Teil kochend heiß, schaltet sich sogar ab. Kein 
Wunder. Der Tankrucksack ist schwarzer Stoff, die Folie liegt nicht plan 
auf und es findet keinerlei Luftaustausch statt, während die Sonne 
ungehindert draufscheint.

Die Halterung aus Alu leitet die entstehende Wärme besser weg und heizt 
sich in der Sonne nicht so schnell auf. Hinter der Scheibe auf Höhe des 
Lenkers habe ich zwar keinen Fahrtwind, aber Verwirbelungen, die auch 
kühlend wirken sollten.

von Olaf (Gast)


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> Der Tankrucksack ist schwarzer Stoff, die Folie liegt nicht plan
> auf und es findet keinerlei Luftaustausch statt, während die Sonne
> ungehindert draufscheint.

Ich bin davon ausgegangen das du dein Handy im Tankrucksack hast und da 
wirst du die Energie niemals wegbekommen....

> Die Halterung aus Alu leitet die entstehende Wärme besser weg und heizt
> sich in der Sonne nicht so schnell auf. Hinter der Scheibe auf Höhe des
> Lenkers habe ich zwar keinen Fahrtwind, aber Verwirbelungen, die auch
> kühlend wirken sollten.

...aber das sollte kein Problem sein. Ich hab das vor kurzem selber 
ausprobiert und mein Handy zieht 9V/1.5 (oder sogar 2A) und es hat 
dauerhaft funktioniert. Allerdings habe ich trotzdem nach einem sehr 
langen Seufzer in meine Geldboerse gegriffen und mir das 276cx gekauft. 
Der Grund ist das man Handys im Sonnenlicht nicht ablesen kann. Und wenn 
man selber noch die Sonnenblende im Helm runterfaehrt dann gleich 
doppelt nicht. Da braucht es dann leider schon ein Navi mit 
transreflektivem Display. Leider!

Olaf

von MiMa (Gast)


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mopedfahrer schrieb:
> war heute eine Zeitlang mit dem Motorrad unterwegs, unbekannte Strecke.
> Handy zum Navigieren im Tankrucksack, funktioniert aber nicht
> zuverlässig. Gründe:
> 1. Keine Stromversorgung (ok, wäre lösbar)
> 2. Wird viel zu heiß (auch lösbar)

Du kennst die fertigen wasserdichten USB-Ladedosen für das Motorrad mit 
Sicherung für 5€ oder?

von Mopedfahrer (Gast)


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MiMa schrieb:
> Du kennst die fertigen wasserdichten USB-Ladedosen für das Motorrad mit
> Sicherung für 5€ oder?

Ja. Möchte ich aber nicht verwenden, weil ich nicht weiß, welche 
Schutzschaltungen drin sind (sofern überhaupt welche drin sind).

von MiMa (Gast)


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Mopedfahrer schrieb:
> MiMa schrieb:
>> Du kennst die fertigen wasserdichten USB-Ladedosen für das Motorrad mit
>> Sicherung für 5€ oder?
>
> Ja. Möchte ich aber nicht verwenden, weil ich nicht weiß, welche
> Schutzschaltungen drin sind (sofern überhaupt welche drin sind).

Achso okay. Dann würde ich zu diesem Modul einfach eine Sicherung und 
Zener Diode vorschalten. Zusätzlich noch eine Zener auf der 5V Seite. 
Könnte ja der Regler kaputt gehen und 12V durchlassen.

Habe so ein Ladegerät aber schon seit 3 Jahren im Betrieb und hatte noch 
nie ein Problem damit.

von Philipp G. (geiserp01)


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Olaf schrieb:
>> Der Tankrucksack ist schwarzer Stoff, die Folie liegt nicht plan
>> auf und es findet keinerlei Luftaustausch statt, während die Sonne
>> ungehindert draufscheint.
>
> Ich bin davon ausgegangen das du dein Handy im Tankrucksack hast und da
> wirst du die Energie niemals wegbekommen....

Wenn er sein Handy nicht grad in den Abgastrakt steckt ist das null 
Problem.

von Stefan F. (Gast)


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Ich hatte bei einem sorgfältigen Eigenbau am Ende immer das Problem, 
dass der USB Stecker korrodierte - ganz egal wie viel Geld ich dafür 
bezahlte.

Inzwischen ist das Kartenmaterial des Gerätes auch auch schon recht alt 
geworden, so dass ich mein Smartphone in das Sichtfenster des 
Tankrucksacks stecke. Eine handelsüblich Powerbank dient zur 
Stromversorgung. Das ist zwar technisch langweilig, aber praktikabel.

Mit der Temperatur hatte ich dabei noch kein Problem.

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