Устройство розетки с usb разъемом

USB розетка: как зарядить гаджет без зарядки

Многие гаджеты, а также компьютерные оборудования оснащены разъёмом USB и юсб розетка все чаще стала появляться в наших домах. Эта технология передачи цифрового сигнала, отличается удобством, компактностью и высокой скоростью передачи данных, кроме того, с помощью этого разъёма можно осуществлять зарядку аккумуляторов различных электронных устройств. Именно для зарядки устройств оснащённых юсб-разъёмом, и производятся электрические розетки, которые можно установить, практически, в любом месте дома или квартиры.

Виды usb-розеток

Розетки с usb разъемами состоит блока питания на 5 вольт, который спрятан внутри розетки и из самого разъема usb. Подобные устройства могут быть одинарными или иметь несколько usb-выходов.

Розетка с usb может быть установлена в любой части дома, а наличие разъёма этого стандарта позволяет заряжать любые мобильные гаджеты, не занимая основную розетку 220 В. Наиболее часто устанавливается двойная юсб розетка, которая позволяет осуществлять одновременное подключение двух гаджетов для зарядки.

Розетка для подключения юсб-гаджетов может быть внутренней конструкции и наружной. Какой именно вариант установить зависит от многих обстоятельств, и прежде всего, от того возможно ли произвести штробление стен с минимальными негативными последствиями для интерьера комнаты. При установке наружного устройства стена не подвергается штроблению или сверлению, но внешний вид такого электрического элемента значительно уступает розетке скрытого монтажа.

Если же у вас уже установлены электрические розетки закрытого типа, то вам можно заменить ее на совмещенную розетку электро и USB.

Такие розетки бывают и с несколькими электрическими входами.

Ну и необходимо упомянуть о блоках розеток, которые могут объединять и юсб розетки, и электрические и антенные или телефонные.

Основное количество розеток юсб, которые реализуются на рынке, не оборудованы выключателем. Такие устройства постоянно подключены к электрической сети. Но, несмотря на постоянное подключение, такие устройства в режиме «холостого хода», электроэнергии потребляют мизерное количество, но существует опасность выхода из строя устройства, если в доме имеются маленькие дети, которые могут засунуть в разъём юсб, какой-либо металлический предмет. Питающее напряжение таких изделий составляет не более 5 В постоянного тока, что является безопасной для жизни и здоровья человека величиной, но при возникновении короткого замыкания существенно повышается риск выхода устройства из строя.

Модели оснащённые выключателем, позволяют осуществить включение устройства, только когда это необходимо.

Бывают и герметичные розетки.

Отдельной строкой стоят электрические удлинители с USB разъемами.

Так же есть розетки переходники. Их преимущества в том, что их вообще не надо никуда монтировать. Воткнул в существующую сетевую розетку и получил USB-разъем, для зарядки гаджетов еще и выход на 220 вольт. Необходимо производить эти действия в другом помещении. Пожалуйста, перенеси и никаких проблем. Прошла необходимость и убрал устройство в стол.

При выборе розетки USB необходимо руководствоваться следующими критериями:

1. Сколько необходимо USB портов.
2. На какую силу тока они должен должны быть (бывают на 1 ампер для зарядки мобильных телефонов, или 2,1 ампера для более мощных потребителей, например планшета).
3. Какой вид розетки выбрать. Или переходник, или удлинитель, или что то комбинированное. Ну, тут кому что надо.
4. Какими дополнительными свойствами должно обладать устройство. Например, полочка для телефона.

Установка юсб-розетки

Вне зависимости от используемой модели, перед осуществлением монтажных работ, необходимо обесточить домашнюю электрическую сеть.

Монтаж юсб-розетки осуществляется после того, как будет определено место для её установки. Наиболее перспективным расположением такой модели, является установка её рядом с электрической розеткой 220 В. В этом случае не требуется штробить стену до ближайшей распределительной коробки, осуществить отбор мощности для подключения юсб-устройства можно от работающей электрической модели.

Для подключения внутренней розетки потребуется сделать неглубокое отверстие, диаметр которого будет равен размеру подрозетника. Затем делается неглубокий канал к электрической розетке или распределительной коробке, для прокладки провода скрытой проводки. Подключается usb розетка стандартным способом с затяжкой винтового крепления на клеммах. Подключение некоторых моделей, следует производить таким образом, чтобы фазный провод был подключён к клемме «L», а к клемме «N», подключался нулевой провод. Определить какой из двух проводов подключённых к электрической розетке, является фазным, не представляет большой сложности, если воспользоваться отвёрткой-индикатором.

Если изделие имеет клемму «РЕ», то к ней обязательно следует подключить провод, который соединён с защитным заземлением.

Накладные розетки с usb зарядкой установить значительно проще, для этого, к предполагаемому месту установки подводится внешний кабель-канал, к которому и подключается розетка с usb. Когда клеммы, такого устройства будут правильно подключены к кабелю, внутренняя часть крепится к стене с помощью дюбель-гвоздей. Для завершения монтажных работ, достаточно установить внешнюю декоративную накладку, включить ранее отключённое в доме электричество, и приступить к использованию юсб-розетки.

Как подключить юсб розетку своими руками видео обязательно посмотрите:

Заключение

Для установки юсб-розетки не требуется специальных знаний и умений, но работа с электрическим током, не является безопасной. Перед проведением работ, требуется обесточить домашнюю проводку, и подсоединить электрический кабель таким образом, чтобы исключить возникновение короткого замыкания.

Распайка или распиновка таких розеток обычно представляет собой 2 выходных провода. Один проводник подаёт на разъём юсб «массу», другой — напряжение + 5 вольт, но обычно для установки розетки не требуется совершать каких-либо действий с этой частью электротехнической арматуры.

Рекомендуем прочитать:

2 thoughts on “ USB розетка: как зарядить гаджет без зарядки ”

Отправьте мне пожалуйста прайс розеток с USB-портом.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Розетка 220 В со встроенным USB зарядным устройством

Электрическая розетка со встроенными двумя портами USB, работающими как стандартное зарядное устройство – тестирование, схема и разборка прибора.

Как вы уже догадались, это обычная электрическая розетка на 220 вольт, которая дополнительно имеет встроенный источник питания 5 В / 2 А, позволяющий питать устройства через два USB-разъема, например им можете заряжать мобильный телефон, планшет или повербанк.

По-сути это бытовая электрическая розетка. Имеет сетевое напряжение, естественно опасное для жизни. Только электрики должны устанавливать её.

В продаже есть несколько различных типов подобных розеток. Есть версия на 1 А, 1,5 A и 2 A. Тут выбрана самая мощная версия 5V 2A.

Передняя часть имеет стандартные размеры, но, конечно, задняя немного больше за счёт платы импульсного преобразователя. Вот сравнение её со старой, которая стояла в стене до замены:

Около 30 мм глубины. Это неплохо, в большинство банок подойдет.

Белую фронтальную часть держит 4 пластиковых крючка-защёлки.

Вид после снятия крышки спереди:

Плата с импульсным источником питания может быть просто извлечена изнутри, хотя нужно быть осторожным с проводами, лучше аккуратно отодвинуть их отверткой:

Плата преобразователя 220/5 во всей красе. Некоторые элементы в SMD виде, некоторые в THT (сквозная сборка):

LED индикатор между портами USB горит постоянно при наличии сетевого напряжения. Весь блок питания собран по типичной топологии обратноходового преобразования напряжения.

Вот расстояние между первичной и вторичной сторонами (изоляция от сети), однако в конечном итоге трудно оценить развязку, поскольку она также зависит от качества трансформатора.

Контакты D+ и D- от разъемов USB находятся вместе. Контакты 5 В от USB портов также подключены и к заземлению. Есть специальный конденсатор, который находится между первичной и вторичной сторонами.

На фотографии нижней части платы видно, что трансформатор имеет одну обмотку на вторичной стороне и две обмотки на первичной. По-видимому тут регулирование напряжения полностью на первичной стороне, с использованием обмотки обратной связи, это не похоже на многие другие преобразователи, использующие оптрон.

На контроллере импульсного преобразователя можно прочитать: HX3612A и P31O557.

На плате нет транзисторов, и эта микросхема подключена непосредственно к обмоткам трансформатора, поэтому можно легко сделать вывод, что это преобразователь со встроенным транзистором MOSFET.

Чип питается от 12 В – было измерено напряжение на выводах электролитического конденсатора емкостью 4,7 мкФ при 50 В, что видно на фото.

Под конденсатором с первичной стороны находится выпрямительный мост, установленный на поверхности платы, он имеет обозначение MB10F. Его даташит легко найти в Интернете:

Перед диодным мостом резистор FR1, точнее своеобразный предохранитель (плавкий резистор). Это резистор, который после превышения номинальной мощности быстро перегорает и разрывает цепь, защищая схему от повреждений.

Однако тут не видно никакого фильтра подавления помех, поэтому этот преобразователь может теоретически распространять помехи по сети.

Чуть дальше можно распознать три элемента (резистор R2 – обозначение 204, конденсатор C2 – обозначение 102 1 кВ, диод D1 – обозначение A7), которые образуют цепь гашения всплесков импульсов напряжения на первичной обмотке трансформатора.

Наконец, диоды D3 и D4 (маркировка SS54), которые находятся на вторичной стороне трансформатора и выпрямляют ток перед подачей его на конденсатор 470 мкФ и на разъемы USB. Диодов два, соединены параллельно. Это позволяет разделить общий ток пополам, слегка ослабляя нагрузку на каждый из диодов. А кусок фольги текстолита создает примитивный радиатор.

Диоды D3 и D4 являются диодами Шоттки, информация о них легко доступна в Сети:

Схема инвертора розетки 220 / 5 В

Далее схема соединений радиоэлементов с платы. На ней отсутствуют два резистора, но она уже дает некоторое представление о том, что там собрано:

Розетка 220 В с usb – схема преобразователя

БП работает так: фазный провод подключается к диодному мосту MB10F через резистор-предохранитель, который ограничивает зарядный ток конденсатора E1 и в то же время защищает от чрезмерного потребления тока, вызванного неправильной работой инвертора.

Затем конденсатор E1 6,8 мкФ 400 В фильтрует входное напряжение. Основная система инвертора получает питание сначала от резистора R1 (305 – 3 МОм), он заряжает конденсатор E2 4,7 мкФ 50 В, подключенный, вероятно, к контакту VCC контроллера (согласно измерениям он составляет 12 В). Инвертор запускается и пропускает ток через первичную обмотку. Таким образом, энергия сохраняется в его сердечнике, которая передается на вторичную обмотку и обмотку обратной связи после открытия внутреннего транзистора в схеме контроллера в конце цикла нарастания тока. Это приводит к появлению тока на других обмотках. Обмотка обратной связи берет на себя роль источника питания схемы контроллера, а также используется для управления выходным напряжением (возможно, на резисторном делителе, не включенном в эскиз схемы). Резистор R5 на 1 Ом.

Элементы R2, C3, D1 представляют собой демпфер, роль которого состоит в уменьшении импульсов напряжения, которые наводятся на первичной обмотке во время переключения.

На вторичной стороне все понятно. Два диода Шоттки выпрямляют напряжение, которое поступает на электролитический конденсатор E3 (470 мкФ, 6,3 В), затем резистор 1 кОм R6 постоянно нагружает выход инвертора плюс светодиод режима ожидания.

Измерения и тесты розетки

Для проведения измерений временно подключим розетку к трехжильному сетевому кабелю с вилкой. Разумеется, подключено всё в соответствии с общепринятыми стандартами (правильное подключение L – фазного проводника, защитного PE-провода – заземления и N – нулевого провода).

Для начала, используя мультиметр, который был под рукой, измерим потребление тока от сети 220 В импульсным источником питания без нагрузки:

0,326 мА – это неплохо. Затем проверим выходное напряжение преобразователя без нагрузки:

Вышло 5,21 В, то есть в пределах стандарта USB. Но значение напряжения холостого хода мало что говорит, поэтому попробуем нагрузить инвертор и посмотрим, что произойдет.

Вначале проверим как это будет происходить со старым телефоном – подключим его через измеритель напряжения и тока (USB Doctor).

• Ток зарядки: 0,67 А
• Напряжение: 5,13 В
• Мощность, потребляемая от сети: 4,6 Вт

Теперь проверим как БП будет вести себя под нагрузкой в 1 ампер.

Если мы знаем, что напряжение составляет 5 В, и хотим чтобы ток протекал 1 А, то можем рассчитать по закону Ома, что потребуется резистор на 5 Ом. Вот подходящий с аналогичным значением на 4,7 Ом:

Для этого взял разъем micro-USB и подготовил соответствующую нагрузку:

Вот результат тестов с резистором 4,7 Ом в качестве нагрузки.

• Нагрузочный ток: 0,97 А
• Напряжение: 5,17 В
• Мощность потребляемая от сети: 6,5 Вт.

Попробуем загрузить блок питания еще больше. Подготовим вторую нагрузку из двух параллельно подключенных резисторов:

И используем простой USB-концентратор для одновременного подключения обеих нагрузок:

• Нагрузочный ток: 1,62 А
• Напряжение: 5,03 В
• Мощность: 10,5 Вт.

Результаты теста оказались довольно хорошими. Даже при 1,62 А выходное напряжение не опускается ниже 5 В.

Превышение тока USB 2 А

А теперь проверим, что произойдет если превысить номинальный уровень 2 А этого преобразователя. Вот тут уже выходное напряжение выходит далеко за пределы стандарта USB. Но по паспорту инвертор имеет ток до 2 А, поэтому он так приблизительно и должен работать при перегрузке.

• Нагрузочный ток: 2,20 А
• Напряжение: 3,12 В
• Мощность, потребляемая от сети: 9,6 Вт

Проведём 12-ти часовой тест под нагрузкой 1,5 A. Розетка была нагружена таким образом, чтобы в течение 12 часов потреблялось приблизительно 1,5 А тока. Все при комнатной температуре. Постепенно все больше и больше блок питания нагревался до 55 C. Но барьер 60 C не был превышен. Все время выходное напряжение и ток оставались более-менее одинаковыми.
Ничего не плавилось, не дымило, тест прошел довольно хорошо.

Подведем итоги

Основные тесты с сетевой розеткой USB оказались лучше, чем ожидалось – похоже продукт действительно соответствует стандарту USB. Напряжения нормальные и не падают значительно даже при нагрузке 1,5 А. Это определенно лучше, чем можно требовать от дешевого безымянного девайса.

Ещё один момент: с некоторыми зарядными устройствами сенсорные экраны в смартфонах глючат, другими словами, они живут своей жизнью. Эксплуатация устройства становится практически невозможной. Например некоторые настольные розетки 220 В с USB (смотрите фото ниже) дают неплохой ток, но имеют похожую проблему.

Преобразователь всё-же имеет несколько недостатков:

1. нет фильтра подавления помех на стороне сети,
2. нет стабилизации выходного напряжения преобразователя – только косвенно, от вспомогательного напряжения,
3. нет защиты от перенапряжения,
4. нет выходного фильтра, даже простого LC.
5. резистор предохранителя было-бы неплохо поставить TR5, что конечно не идеально для безопасности, но в любом случае лучше чем простой.

Кстати, ошибкой является отсутствие конденсатора между первичной и вторичной сторонами. Этот конденсатор должен рассеивать радиочастотные помехи, проходящие через трансформатор от первичной до вторичной стороны. Кроме того, он не вводит «покалывание» утечки, поскольку относится к массе стороны сети, которая связана с постоянным потенциалом коллективного конденсатора.

Когда преобразователь имеет только L и N провода на входе, используется схема делителя RC, которая формирует искусственную массу (нейтральную точку), а вторичная масса заземления подключается через конденсатор CY.

В тестируемом здесь блоке питания не видно такого решения. Конденсатор Y связывает массу первичной цепи, которая вполне может иметь потенциал линии L.

Конечно, чтобы полностью оценить устройство, было бы полезно сделать больше тестов, посмотреть на обмотки трансформатора и оценить его изоляцию, проверить как блок питания справляется с большими отклонениями сетевого напряжения, измерить пульсацию напряжения и насколько схема излучает помехи в сеть. В любом случае установка USB-разъемов в стенах в розетках очень удобное решение.

Источник