Сетевое зарядное устройство XY-PDS100.

Сетевое зарядное устройство XY-PDS100.

Быстрый обзор на компактный девайс для запитывания и зарядки чего угодно от чего попало. Пригодится пешкодральным туристам, берущим с собой телефон или навигатор.

Кратко о сути проблемы.

Вероятно, любителей ходить в походы с бумажной «генштабовской» картой не так много осталось. Есть же прекрасная навигация в приложениях типа Guru maps или Organic maps, в которых прописаны даже мелкие туристические тропы. В комплекте с полезными изогипсами, если маршрут горный. А так же есть встроенный измеритель расстояний. Лепота.

Беда лишь в том, что смартфон кушает от души, и его надо как-то кормить. Причём процесс кормления телефонов даже породил целую индустрию. Местный автор с превеликим удивлением узрел, что в его туристическом районе на турбазах в домиках с некоторых пор пропали розетки. Потому как телефоны и фотоаппараты теперь заряжаются за денежки, в специально отведённом месте. И грустно, и смешно.

Понятно, что людям такое крохоборство категорически не нравится, так что они тащат телефон до машины. В которой надо чего-то там включить, чтобы напряжение в розетке появилось. А чтобы это «чего-то там» попутно не посадило аккумулятор, сама машина обычно заводится.

Вот если бы заряжаемое можно было прямо подоткнуть к аккумулятору, в обход «чего-то там», было бы много проще.

На маршруте тоже всё не слава богу, так как зоопарк солнечных панелей имеет совершенно не стандартизованный выход, не говоря уже о поддержке протоколов зарядки. Какой-то девайс заряжаться будет, другой откажется.

Тут-то и возникает идея девайса-компаньона, который бы мог подключаться к произвольному входному напряжению, выдавая на выходе стандартные протоколы как обычной, так и быстрой зарядки. В зависимости от мощности, которую возможно взять у источника.

Конечно же, такие девайсы-компаньоны имеются в ассортименте.

XY-PDS100

На Озоне и Алишке такая штука встречается от 800 рублей.
В любом случае будет добираться из Китая, доставка не быстрая.

Это клон какого-то другого девайса, но с меньшим диапазоном питающего напряжения, и полностью совпадающим дизайном. Дабы не было путаницы, на брюшке корпуса указан предел в 28 Вольт. У оригинала (по слухам) должно быть 32 Вольта.

Сверху информации и того меньше:

С задней стороны девайса только входные порты Type-C и 5521 (диаметр 5.5 мм, плюс по центру, длина штеккера по стандарту 14 мм, но тут достаточно 10 мм). Похоже, винты при сборке забивали молотком, иногда промахиваясь:

Морда девайса тоже незатейлива - выходные порты USB-A и Type-C, плюс индикатор. Как видим, на LED дисплее при запайке транспортировочную плёнку не отрывают, так что там будут пузыри и блики при работе.

Может показаться, что на фотографиях сильные оптические искажения, но нет. Корпус девайса действительно ассиметричный, у основания он шире, чем сверху.

Индикатор девайса предельно простой для понимания.

При подключении нагрузки девайс определяет, какой именно выходной порт задействован, и циклично переключает индикатор между вольтметром и амперметром соответствующего порта. Вольтметр:

Если задействован порт «USB-A», то при измерении тока загорается светодиодная точка «I-A».

Сам девайс весьма мелкий, немногим больше спичечного коробка. Если его потрясти, звук будет примерно такой же - печатная плата болтается в пазах. И даже понятно, почему - она выступами разъёмов входных и выходных портов должна попасть в отверстия передней и задней панелей, но метод крепления самих панелей не шибко прецизионный, так что намеренно оставлен люфт.

Проблема легко исправляется термопластичным клеем «китайские сопли», но девайс надо разобрать. В процессе чего обнаружилось, что винты всё-таки не забиты молотком, и это безмерно радует.

Внутри сыскалась плата, с верхней стороны которой фактически ничего нет:

С нижней стороны ништяков больше:

Маркировка читается у 32-битного микроконтроллера ARM HK32F030MF4P6 и собственно чипа 100-ваттной зарядки SW3518S. Напротив USB разъёмов стоят MOSFET-ы Q3 и Q5, которые в случае каких-то эксцессов отключают выходные порты от электрических цепей. Это элементы защиты, тут она есть.

Под радиатором скрываются силовые MOSFET-ы. На малых мощностях в 5-10 Ватт радиатор даже не тёплый, а комнатной температуры. Корпуса девайса изнутри он не касается. Но термопрокладка с радиатора на корпус лишней бы явно не была.

А так всё аккуратно, «флюс отмыт». Почти.

Единственный непонятный момент касается диода D1 в верхней части платы (SS54 Schottky Rectifier, 40V, 5A), включенного параллельно входному порту 5521. Естественно, в обратной полярности.

Вероятно, этот порт предназначен для подключения солнечных панелей. Если пользователь допустит переполюсовку, диод пропустит через себя ток короткого замыкания панели (но в пределах 5A), защитив тем самым девайс от испускания волшебного дыма.

При подтыкании в порт чего-то более мощного, например, автомобильного аккумулятора, при его переполюсовке волшебный дым сперва пойдёт из диода, причём обязательно со спецэффектами, а следом из всех остальных элементов схемы. Тут аккуратнее.

КПД DC-DC преобразователя.

Измерения не претендуют на статус академического исследования, так как показания считывались с цифровых шкал лабораторного источника питания и обозреваемого девайса. Там и там всего по три значащих знака.

Замечено, что на холостом ходу девайс потребляет 20 mA вне зависимости от поданного на него напряжения. Уходят эти миллиамперы на прокорм 32-битного контроллера и LED экрана. Местный автор полагает, что это даже вполне экономично.

При подсчёте КПД конверсии первичного напряжения во вторичное стоит различать эффективность преобразования для всего девайса целиком (КПД_full), и собственно DC-DC конвертора (КПД_dc-dc). Второе отличается от первого вычетом 20 mA из общего тока потребления, и представляет скорее инженерный интерес. Получилось так:

Естественно, это предельно грубая оценка по даже не измерителям, а показометрам. К примеру, при 6-вольтовом питании КПД собственно DC-DC преобразователя получился более единицы, чего быть не может. Тем не менее сравнивать варианты запитки между собой по этой табличке можно.

К выходу USB-A подключен смартфон с протоколом 1A зарядки. Как видим, на таком токе потери невелики, и на плате устройства даже ничего не греется. Эксперимент проводился с вынутой из корпуса платой, чтобы иметь возможность из любопытства замерять температуру пальцем.

Сразу бросается в глаза более эффективная конверсия мощности при низком первичном напряжении, нежели при высоком. Честно говоря, ожидалось увидеть обратную картину.

А теперь запретим смартфону отличаться от стандартного USB устройства, чтобы выходной ток упал до ½A:

При амперном выходном токе КПД повыше будет.

Но в целом-то картина приятная. Если посмотреть КПД типового DC-DC преобразователя солнечной панельки, он в лучшем случае достигает 85% при несоизмеримо худшем качестве. Кто сталкивался, тот видел и знает.

Что важно понимать.

Протоколы быстрой зарядки могут поднимать напряжение на смартфоне до 9, 12, и даже 20 Вольт. Но при этом сам зарядник, в данном случае XY-PDS100, должен быть запитан от напряжения немного большего, нежели выдаваемое. Повышать его внутри себя он не умеет. Фактически это DC-DC step down со всеми вытекающими.

Протоколы зарядки возможны ровно те, что постулированы даташитом на чип SW3518S. Это PPS/PD3/PD2/QC4/QC3/QC2/AFC/FCP/SCP/PE2/PE1, SFCP и VOOC. Расписывать, какой телефон что поддерживает из перечисленного, местный автор категорически не согласен. Читайте документацию, и прикидывайте, какие напряжения и ток должны быть на входе девайса, чтобы нужный протокол в принципе мог активироваться.

Как XY-PDS100 можно использовать.

В быту данное устройство не особо полезно.
А вот для туризма и, так скажем, не обустроенной жизни, явно сгодится.

В Сибири и на Алтае редко бывает безоблачная погода. Дымка или лёгкие облачка в разы снижают световой поток. Солнечная панелька, на югах отдающая 10 Ватт электрической мощности, тут выдаст что-нибудь около трёх. Если облачка совсем разойдутся, то вдвое больше.

Как показала практика, такие перепады освещения сильно нервируют смартфоны. Сложно понять, прямо вот сейчас он заряжается, или уже отключился, протестуя. И его надо бы переткнуть.

К счастью, в конкретно этом девайсе-компаньоне ток каждого из двух выходов контролируется, причём в цифрах. Нет никакой загадки в том, что сейчас происходит. И по какому протоколу ведётся зарядка (вольтаж тоже измеряется). Выше всё это наглядно сфотографировано.

И раз уж входное напряжение девайса может быть большим, солнечной панели лучше быть вообще без драйвера. Как правило, встраиваемые в панель драйвера откровенно убогие, ибо на них экономят.

Кроме того, панели без драйвера в размерах листа А4 и в пластиковом оформлении с люверсами в разы дешевле «туристических» раскладных, причём с неубиваемостью у них даже получше будет.

Но для тестирования возьмём то, что есть. А есть «раскладушка» из трёх секций, каждая из которых имеет размер солнечных элементов 21*23 см. Ставим это дело на пенёк, ориентируем по углу места, подпирая мусором, и наблюдаем вот такую картину:

Панелька стоит почти вертикально, потому как ещё утро, солнце только поднялось над деревьями, и светит сквозь облака. Ветер эти облака таскает по небу, световой поток быстро и сильно меняется, так что это идеальные условия для моделирования походных реалий.

Тем не менее, зарядный ток фиксируется как немногим больше ампера, и показания без проблем считываются:

Type-C выход действует чуть иначе.

При подключении к нему устройства, с которым можно договариваться про протокол, дисплей на пару секунд показывает идентификатор протокола (например, «pd2»). При безоблачном небе на широте N54° указанный протокол выдал 5.24 V при токе 2.30 А. При изменении освещённости ток может уменьшаться, но без сброса протокола.

Однако, если полностью затенить солнечную панель, дисплей покажет символы «nUn», после чего установит вольтметр на ноль. Возобновление освещения панели вновь подключит протокол, реализуемый на текущей мощности источника (на дисплее отобразится «pd2»).

В эксперименте задействована панелька непонятной марки с USB выходом красного цвета, а так же портом 5521 female. Присоединение к XY-PDS100 осуществлялось именно через него, для чего пришлось спаять шнур со штеккерами 5521 male на обоих концах.

Местный автор не сильно в курсе относительно стандартности порта 5521 применительно к солнечным панелям, но запрос на Озоне «солнечная панель dc 18V» приводит к множеству моделей с гнездом под именно этот коннектор. Есть основания всё-таки считать порт 5521 стандартным для маломощных солнечных систем бытового уровня в его нижнем сегменте.

Резюме по сетевому адаптеру XY-PDS100.

Маленькая металлическая коробочка весом 58 грамм с размерами 54*46*21 мм, предназначенная для зарядки смартфонов и повербанков по множеству протоколов, и фактически являющаяся контроллером солнечной батареи. Но никто не запрещает подключить источник постоянного тока от 6 до 28 Вольт (аккумулятор от мотоцикла, автомобиля, танка).

Вещь компактная и с виду даже несерьёзная, но крайне полезная.

Не для чужих глаз.

Местный автор, будучи в некоторой степени сам себе программером, из-за профдеформации обожает всяческие алгоритмы. Иногда они очаровывают своей скромной гениальностью, мимо которой ну никак не пройти. А если ещё и проявить немножко любознательности, тем самым вникнув в суть и смысл, можно даже получить реальное эволюционное преимущество.

Ухватистый нож от дядюшки Ляо.

Как-то так повелось, что суровые сибирские мужики почти поголовно весьма неравнодушны к колюще-режущему. Не то чтобы сидели за тяжкие телесные через одного, а в хорошем смысле, как ценители прекрасного. Правда, даже владея изящной карманной катаной, вряд ли кто пойдёт с такой по грибы или в поход.

Fixed Wireless Terminal, замена городской АТС.

Сегодня у нас обзор очень странного для некоторых устройства, ценность которого тем выше, чем захолустнее и провинциальнее дистрикт юзера. Хотя и в префектуре ему применение тоже сыщется. Само устройство размером с карманный требник призвано заменить собой проводную АТС городского телефона, но с сохранением привычных пользователю оконечных устройств.