Примеры с установкой

Подключение без батареи

Про видео регистратор без внутренней Li Ion батареи! Совсем без батареи!

Здравствуйте! Принимайте на рассмотрение мою инсталляцию.

Вступление и теория:

Для чего видео регистратору AxiomCarVision (далее – ВР или регистратор) нужна собственная батарея? Второе независимое и не снимаемое питание ВР, в виде внутренней LiIon батареи, необходимо в нескольких режимах работы ВР, а именно:

· в основном режиме, при действии на отключение ВР, работающего в этот момент на видео регистрацию. Такое отключение стандартно происходит по факту снятия с входа miniUSB регистратора управляющего напряжения 5В от контроллера, которое является одновременно и основным напряжением для питания ВР в режиме авто видео регистратора (далее - управляющее напряжение). Снятие управляющего напряжения переводит ВР в дежурное состояние, при котором ВР отключен (далее – ВРоткл). Не снимаемое батарейное питание будет использовано регистратором в момент отключения, для формирования видео файла (его правильного завершения и сохранения), для завершения запущенных программных процессов ВР и на его выключение, с переходом в «ВРоткл»;

· для поддержания хода часов регистратора и листание внутреннего календаря, в режиме ВРоткл;

· для обеспечения работы регистратора, в случае его принудительного включения от кнопки включения ВР, когда управляющего напряжение 5В отсутствует.

Тут надо пояснить, что при наличии поданного от контроллера на ВР, через вход miniUSB, управляющего напряжения «5В» (в стандарте USB, нормально 5+ 0,25В, максимально не более 6,0В), от него будут обеспечиваться все потребности питания ВР, включая буферный режим батареи ВР, с подзарядом батареи слабым током. Т.е. управляющее напряжение 5В является тем основным напряжением («первым» напряжением), которое обеспечивает все потребности ВР в энергии. При наличии поданного на ВР основного напряжения, заряд внутренней батареи не расходуется.

О подзаряде батареи именно слабым током, можно судить по имеющимся наблюдениям, когда разрядившаяся батарея не успевает восстанавить свой заряд в процессе работы ВР на видео регистрацию, а требует отдельной зарядки, от сетевого зарядника, в режиме ВРоткл. Отсутствие разряда батареи в циклах работы ВР говорит, что подзаряд все-таки происходит (специально не проверял).

Зачем все это надо?:

Хотя считается, что использование Li Ion аккумуляторов (на разряд!) может производиться до минус 20°С, ее рабочие характеристики ухудшаются уже при температуре близкой к 0°С, а заряжать Li-Ion аккумуляторные батареи допустимо только в интервале температур от +5° С до +45° С.

Так же была поставлена цель, разместить ПРН в батарейном отсеке ВР, ведь место-то есть, и оно не должно пустовать! Кроме того, все пониженные рабочие напряжения следует локализовать внутри приборов и не допускать их необоснованного ветвления по жгутам автомобильной сети. Сборка DC\DC преобразователя с некоторыми внешними (об этом ниже) навесными элементами, вставляемая в штатный батарейный отсек, названа картриджем ПРН.

Что использовано в качестве ПРН:

Практически «готовый» Mini 3A DC-DC Converter Adjustable Step down Power Supply, собранныйна базе MP1584. Куплен на еВау (http://www.ebay.com/itm/Mini-DC-DC-...Electrical_Test_Equipment&hash=item53fdd7894c), стоимостью около 55руб/шт, при бесплатной пересылке. Схемка изготовлена на микросхеме MP1584 от известного производителя MonolithicPowerSystems(MPS).

Габариты изделия от еВау внушают уверенность, что в штатный батарейный отсек Axiom CarVision все должно поместиться. Вот как выглядит готовое изделие от еВау, пока без перепайки делителей и с переменным резистором для регулировки выходного напряжения:




Купленный на еВау Mini 3A DC-DC Converter Adjustable Step down Power Supply, принципиально соответствует схеме типового применения MP1584, но есть исключения, и требуется обязательная адаптация по ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS из даташитаMP1584 заменой установленного R6 со 100К на любое сопротивление в диапазоне от 24К до 66К. Ну и очень желательно убрать переменное сопротивление R1, заменив его на постоянное.

Что было переделано в купленной схеме:

С4 установил номиналом 47nF

R6 100К заменил на 24К, как по типовому применению, хотя при R5 100К, R6 можно и до 66К, исходя из требования ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS: AllOtherPins .................... –0.3Vto +6V. Для питания Axiom Car Vision 1100, возможно, лучше ставить R6 что-то около 50К, исходя из его большей склонности к потере часов, календаря при пропадании батарейного питания (об этой склонности см. ниже).

R2 заменил на 39К. Использование далее постоянного R1=160К дает выходное напряжение Uвых=4,12В.

С учетом диапазона работы: 3,7В – номинал Li Ion батареи, 4,2В – прекращение заряда Li Ion батареи, напряжение Uвых=4,12В было оставлено для работы ПРН с видео регистратором Axiom Car Vision 1000.


Дополнительно:

на входе установлена электролитическая емкость 22мкФ 50В, на выходе 220мкФ 16В. Для спасения схемы от возможных выбросов напряжения обратной полярности, на входе ПРН установлен в прямом направлении диод Шоттки ES3B 3A 100В. Установка диода так же уменьшит влияние ПРН на внешние цепи, диод защищает от подачи на схему входного напряжения неверной полярности, ну и в случае беды, сыграет роль предохранителя ;).

Падение напряжения на нем в данном применении не критично.

Были сделаны многие замеры по потреблению всей сборки ПРН в разных режимах. Во всех режимах сохраняется U вых=4,12В. Самое основное из замеров в рабочих режимах: когда управляющее напряжение 5В от контроллера снято (оно же основное питание ВР), потребление по цепи ПРН, со стороны «12В», при напряжения автомобильной сети от 15В до 10В, не превышает 0,5А в любом режиме работы ВР. В случае дальнейшего снижения напряжения автомобильной сети, на «12В» входе ПРН, при Uвх=8В, Iпотр.макс=0,6А; при Uвх=7В, Iпотр.макс=0,7А. Замер при +23грС. Напряжение отключения ПРН (когда начинаем терять U вых=4,12В) получилось 6,5В на «12В» входе ПРН, а обратное его включение при повышении напряжения (когда снова начинаем получать Uвых=4,12В), происходит при 7,7В на «12В» входе ПРН. Это справедливо для R6=24К. ЕслиR6 по величине брать ближе к 50К, пороговое напряжение отключения ПРН будет ниже.

А самое главное то, что на ВР, в режиме ВРоткл, регистратор по цепи ПРН потребляет менее 1 миллиампера при поданных 14В! При таком мизерном потреблении данную цепь не требуется прерывать по режиму сохранности автомобильной аккумуляторной батареи от глубокого падения на ней напряжения, поскольку потребление по данной цепи значительно меньше естественного саморазряда нашей автомобильной аккумуляторной батареи. И это питание ВР по цепи ПРН как раз очень важно сохранить неснимаемым, поскольку в режиме ВРоткл оно поддерживает часовой ход и листание внутреннего календаря ВР. Поддержание функции часов и календаря ВР необходима, поскольку все зафиксированные на ВР события теряют половину своего прикладного смысла при не настроенных часах и тем более, при сброшенном календаре! Ну, и вот он, важный вывод – режим «ВРоткл» можно поддерживать «бесконечно» долго, без прерывания питания ПРН, не ухудшая при этом свойства и сохранность аккумуляторной батареи автомобиля.

Да, неприятно удивил результат отсутствия сохранности часов и календаря при пропадании «батарейного питания», даже на незначительное время, на ВР AxiomCarVision 1100, на котором и проводились все эти замеры. На ВР AxiomCarVision 1000, при пропадании «батарейного питания», ход часов и календарь сохраняется несколько часов. Следует при тяжелых холодных пусках первоначально проверять сохранность часов и календаря ВР на Axiom CarVision 1100, но не думаю, что напряжение в автомобильной сети просядет ниже 6В. Если сбросы часов – календаря будут, можно увеличить R6 в сторону 50К, тогда влияния тяжелых пусков быть не должно.

В дополнение, по замерам: при любом режиме работы ВР, его потребление по цепи основного питания, на входе контроллера управления, не более 0,5А при напряжения автомобильной сети от 15В до 10В. В случае дальнейшего снижения напряжения автомобильной сети, при Uвх=8В, Iпотр.макс=0,6А; при Uвх=7В, Iпотр.макс=0,7А. Данный замер важен для известной дискуссии по нагрузке на LUKAS, используемый мною для защиты от глубокого разряда аккумуляторной батареи автомобиля при работе ВР на стоянке, по датчику движения. LUKAS имеет паспортное ограничение не более 1А по питаемой нагрузке, и сделанные замеры подтверждают, что работа видеорегистраторов линейки Axiom CarVision (1000, 1100) через LUKAS будет долгой и плодотворной.(кому интересно, тема тут http://videoregforum.ru/threads/luk...igatelja-otkljuchaet-rozetki.1339/#post-48094)

Проверка ПНР на источник помех: сделана обычным радиоприемником на АМ и FM диапазонах – помех не выявлено.

Испытания температурой: холодильником и феном. Вывод – влияние температуры практически отсутствует. Единственно, желательно помазать все на картридже лаком, т.к. при отпотевании элементов возможно искажение работы ПРН. Правда, если картридж будет помещен внутрь ВР, в том пространстве, скорее всего, отпотевание не проявится. Покажут дальнейшие проверки в реальных условиях.

О картридже:

Картридж – сборка, выполненная на плате по размерам батарейного отсека ВР, где установлены все элементы, вместе используемые взамен штатной батареи. На сборке установлены: диод Шоттки ES3B 3A 100В, электролит 22мкФ 50В на «12В» входе, сам ПРН, электролит 220мкФ 16В на его 4,12В выходе. Перечисленные элементы закреплены на общей плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита односторонним навесным монтажом, т.е. без сверления. Электролиты положены боком, утоплены и вклеены в распилы платы картриджа. «12В» на вход картриджа подается через штекер по двухжильному проводу, который засажен в термоусадку и закреплен на плате двумя пластиковыми хомутами. Выходные ламели картриджа ПРН контактируют с + и – выводов ВР в батарейном отсеке, в соответствии с маркировкой на батарее. Контактные ламели выхода картриджа ПРН дополнительно укреплены резьбовым крепежом. На минусовой ламели крепежный винт служит одновременно контактом для подачи минуса на полигон задней сторону платы картриджа. Платка ПРН наклеена на картридж двухсторонним скотчем. Ну, собственно и все. Картридж, как и задумано, установлен в батарейном отсеке ВР. Для этого спилена тонкая перемычка на боковине корпуса ВР и сделан выпил :) в задней крышке ВР.


Плата картриджа пока не пролачена… осталось ха-ха в планах… или забить?:))

Про удобства:

В случае необходимости использовать ВР для просмотра записанных файлов, учитывая короткие провода по его рабочему месту, вынести ВР из бардачка в салон на полметра, с отключением его от miniUSB и видеокабеля, можно с использованием специально запасенного для этих целей полуметрового удлинителя цепи входного питания «12В» картриджа. Все разъемные соединения и этот удлинитель так же получены с еВау, бесплатной пересылкой.

Что было отмечено при наладке:

1. Если индикаторная светодиодная полоса ВР перемигивается на «половинный красный» (видно, что одновременно с прочими цветами, светодиодная полоса ВР мигает на половину красным), это значит, что батарейное питание утеряно. Типичный случай при недееспособной внутренней батарее. Однако! Пока управляющее напряжение 5В от контроллера на ВР подано, часы-календарь идут, все функции ВР пока выполняются и пока не потеряны. Но если напряжение управления от контроллера сейчас снимется (а это нормально, ведь это управление), то часы-календарь ВР сбросятся к начальному, условно нулевому, значению. Так же нужно понимать, что при этом не будет нормального завершения рабочих процедур ВР, что приведет к сбою последующего включения ВР. А это больший геморрой чем потеря часов – календаря. Сбросу часов - календаря, увы, при любом снятии «батарейного питания» (это же и про питание от ПРН), особо подвержена модель Axiom CarVision 1100, где сброс происходит практически сразу. Более ранняя модель, Axiom CarVision 1000, при пропадании «батарейного питания», ход часов и календарь сохраняет довольно долго - несколько часов (видимо, от достаточно мощного внутреннего ионистора).

2. Потребление от батареи ВР (в данном случае потребление от ПРН) начинает происходить только после снятия управляющего напряжения и требуется для штатного завершения всех функций регистратора, с переходом его в режим «ВРоткл». Пока управляющее напряжение подано, потребление от батареи не происходит. При наличии установленной батареи, в этом режиме идет её подзаряд слабым током (буферный режим работы). При установленном вместо батареи ПРН, влияние на него буферного режима нет, за исключением небольшого броска встречного напряжения до 4,21В при подаче управляющего напряжения.

Натурные проверки и испытания:

Электронная сборка, в виде картриджа, установлена на боевое дежурство в реальных автомашинных условиях Мурманской области, в Axiom CarVision 1000 с 26.10.14 и работает там по сегодняшний день. Сбоев не выявлено. Потихоньку забывается и уходит в прошлое ставшее привычным действие зимой по выемке Li Ion аккумуляторной батареи из ВР, перед холодной ночной стоянкой.

Рекомендую к повторению!

Вопросы:

Замечательная идея (и реализация) исключить батарею, которая замерзает и тянет за собой массу неприятностей!

Но возникло несколько вопросов:

1.касаемо "управляющего напряжения" когда оно снимается, каким образом?

2.ВРоткл как производится - нажатием на кнопку отключения видеорегистратора, и таким же образом-нажатием кнопки на ВР он включается, так? И смысл в постоянном подключении - только часы с календарем в ВР запитывать, чтобы не сбивались? Т.е. после запуска двигателя нужно будет ВР вручную включать?

3.При чем тогда вообще режим "Парковка"

Если что-то недопонял, прошу пояснить

Ответы:

Спасибо за хорошие вопросы! А вот и ответы

- На 1.:

Если кратко, то так:

Источником напряжения для ВР является контроллер. Штатным источником напряжения для контроллера является автомобильная розетка. ВР включается в работу, когда на нем появляется напряжение от контроллера. Как правило, напряжение на розетках появляется при включении зажигания и снимается при отключении зажигания. Таким образом, при запущенном двигателе, ВР работает, а при остановке двигателя ВР отключается и делается это автоматически, управляющим напряжением питания от розеток, преобразованным контроллером.

Далее, в подробностях:

«Контроллер» для Axiom CarVision – это отдельное устройство с белой или коричневой кнопкой (белая для 1000 модели и коришшневая для 1100 модели), преобразующее «12В» бортовой сети в «5В» стандарта USB. Это напряжение «5В» подается на ВР через его вход типоразмера miniUSB (формата 10pin). Если на ВР напряжение от контроллера подано, регистратор находится в работе. Термин «находится в работе», означает, что ВР находится в режиме работы, т.е. выполняет свои полезные функции согласно настроенному внутреннему алгоритму, например, пишет или стоит на стопе по датчику движения. Если напряжение с контроллера снять, ВР завершит режим работы, и перейдет в отключенное состояние (в своем изложении я его назвал состоянием ВРоткл, и это дежурное состояние). Таким образом, напряжение, подаваемое на регистратор со стороны контроллера, является управляющим напряжением для изменения состояний ВР, автоматически переключая его из режима ВРоткл в режим работы, и обратно. Теперь о том, каким образом снимается или подается управляющее напряжение. По типовой схеме подключения ВР, напряжение «12В» бортовой сети подается на контроллер из автомобильной розетки. Как правило, напряжение на авторозетках появляется при включении зажигания и снимается при отключении зажигания. Следовательно, при запущенном двигателе, ВР находится в режиме работы, а при останове двигателя ВР переходит в режим ВРоткл, и делается это автоматически, управляющим напряжением питания розеток, преобразованным контроллером.

- На 2.: легкий способ переключиться регистратору в ВРоткл, это через снятие напряжения с контроллера, которое будет происходить автоматически, при отключении зажигания. ВР отключается и делается это через снятие напряжения питания розеток. ВР завершает режим работы и переходит в отключенное состояние, названное для краткости ВРоткл. Сделается такое переключение при останове двигателя автоматически, т.е. без нашего участия. Обратное включение ВР произойдет так же автоматически, при включении зажигания, через появление напряжения на розетках. Так же, при отдельном желании, можно и кнопкой на корпусе ВР, и кнопкой контроллера, но, как показала моя практика, автоматического переключения для поддержания автомобильной видео регистрации, будет более чем достаточно.А смыслов в постоянном подключении батарейного питания на ВР два или даже мб три, я не считал. Правильно завершить процедуры ВР при переходе его в ВРоткл, например, многие посчитают главной из решаемых при этом задач. Особенно это будут те, кто терял в эксплуатации ВР батарейное питание, они то это знают, и бегут заряжать батарею ВР к далекому сетевому заряднику. Тот еще, доложу, геморрой. Подробнее можно покурить форум тут или есть ветка по Axiom CarVision 1000. Не буду убеждать, но и поддержание на ВР функции часов с календарем архи необходима, поскольку все зафиксированные на ВР события потеряют половину своего прикладного смысла при ненастроенных часах и тем более, при сброшенном календаре! Что будем демонстрировать ППСнику-то (избави нас от беса к ночи!)? Кино про событие, автор неизвестен..?

И как было упомянуто, режим «ВРоткл» описанным способом можно поддерживать «бесконечно» долго, не ухудшая при этом свойства и сохранность автомобильной аккумуляторной батареи, сохраняя полноценно абсолютно все функции ВР. Еще раз подчеркиваю, фсе-фсе!

- На 3.: а про режим Парковка я не понял вопроса :(, прошу уточнить

Вот и настала она, эта пора схем и чертежей. Похоже, без этого в нашем деле, как у других без пол-литры, – не разберешься! Выкладываю мое черчение для поддержки разговора. Теперь дело быстрее пойдет


Фотографии с установкой