Пользователь
0,0
рейтинг
30 июля 2014 в 11:11

Изготовление маленького монитора с автономным питанием из песочницы

В свободное от IT время занимаюсь съемкой видео и конструированием радиоуправляемых машин.
В этой статье расскажу, как пересеклись эти интересы в мониторе.

image

Для большего удобства мониторинга видео на DSLR камеру купил простенький китайский IPS монитор с диагональю 7":




Основные технические характеристики:
Видеовходы: HDMI, VGA, RCA;
Разрешение: 1280x800;
Напряжение питания: 5-30В DC (работает и от пары USB выходов компьютера);
Энергопотребление: 6Вт.

У монитора хорошее разрешение для такого размера, IPS матрица с большим углом обзора и хорошая цветопередача.
Питание монитора изначально было от розетки через внешний адаптер, но это совершенно неудобно для видеосъемки.
Вначале нашел готовое решение — на заднюю крышку монитора крепится VESA 75x75 совместимый крепеж стандартного аккумулятора от фотоаппарата.



Но у этого решения оказалось немало недостатков: необходимо использовать внешнее зарядное устройство, емкости аккумулятора хватает примерно на 40 минут, необходимо отключать аккумулятор, т.к. в режиме «power off» монитор потребляет немало энергии, аккумуляторный модуль увеличивает толщину монитора в два раза.

Хотя даже в этом варианте у меня появилось новое направление использования.
Часто в ЦОДах используется герметизация стоек и спереди стойки затруднительно подключить консоль — нет питания для монитора.
Приходится подключать консоль с обратной стороны стойки, пробираясь к портам через кабельные органайзеры и затем работать в горячем коридоре. Конечно у нас не настолько все плохо и в подавляющем большинстве оборудования используются ipKVM, но ситуации бывают разные, бывает и сам ipKVM требует настройки.
И тут появилось решение — с фронтальной стороны стойки подвешиваешь монитор за крючок (можно сделать на магните, он не много весит), подключаешь VGA кабель с фронтальной стороны сервера.

Дальше появилось еще одно применение.
Решил поставить на RC машину FPV систему.
Этот монитор подключил к приемнику и закрепил на пульт радиоуправления.
Но в этом решении мне не понравился пучок проводов, соединяющий монитор и приемник, а приемнику тоже необходимо питание.
К тому же емкость аккумулятора от фотоаппарата была слабовата.

Решено было сделать глубокий тюнинг — поместить все компоненты внутрь корпуса монитора, максимально избавившись от внешних проводов. В идеальном варианте поместить FPV приемник, аккумулятор и зарядное устройство к нему.

Разобрал монитор — оказалось, что половина внутреннего объема свободна.




Разобрал и FPV приемник:


Сверху на фото передатчик, снизу приемник.

Плата FPV приемника состоит из стандартного приемного модуля (небольшая плата в металлическом экране) и платы на которой распаяны разъемы и стабилизатор питания.
Стабилизатор оказался линейного типа на 5В, т.е. все что выше необходимого уходит в тепло, с этим был связан высокий нагрев. Ток потребления около 200мА.
А вот в передатчике используется более современный импульсный стабилизатор питания.
Стандартный приемный модуль можно питать в диапазоне 3,3-5В.
Приемный модуль достаточно легко отпаивается. Необходимо аккуратно вставить тонкий нож или отвертку между основной платой и приемным модулем, затем отпаять антенну и немного приподнять ножом модуль. Далее уже рукой аккуратно приподнимать модуль, а паяльником прогревать оставшиеся выводы. Я использовал паяльник на 100Вт с широко заточенным жалом.


Этот модуль можно отдельно купить, но у меня уже был готовый набор.

Чтобы не изобретать велосипед для управления зарядом/разрядом LiPo аккумулятора решил использовать стандартное устройство Power Bank для зарядки мобильных устройств.
Нашел на ebay подходящий по размерам, емкости, токам отдачи, снабженный солнечной батареей



Почему с солнечной батареей — как правило все Power Bank подзаряжаются через USB разъем, а я хотел бы сделать более универсальное решение. Заряжать можно будет как от USB разъема, так и от стандартного разъема питания на мониторе с помощью внешнего блока питания.

Для начала разобрал Power Bank, внутренности полностью оправдали мои ожидания.
Надо сказать, что хоть устройство и китайское, но корпус и начинка сделаны добротно.



Аккумулятор LiPo состоит из двух плоских прямоугольных элементов. В маркировке указано только напряжение. Элементы соединены параллельно. Провода подключены через небольшую плату с защитным контроллером.
Заявленная емкость батареи 10000мАч



Плата с контроллером питания и разъемами достаточно компактная.




Первым делом решил проверить емкость аккумулятора, т.к. в таких устройствах часто заявленные характеристики не соответствуют действительности.
Отпаял аккумулятор и подключил его к внешнему зарядному устройству.
Заряжал и разряжал током 2А, емкость оказалась чуть выше номинальной.
Был приятно удивлен, что он соответствует заявленной емкости.



Итак, возвращаемся к монитору.
Вначале пришлось взять ручной фрезер Dremel и отрезным кругом и спилить различные пластиковые крепежные элементы в отсеке, где разместится приемник, контроллер аккумулятора и сам аккумулятор.
Далее была кропотливая пайка.
На плате монитора необходимо выпаять входной фильтрующий дроссель, тот что сразу за разъемом питания, вместо него припаять плюсовой провод с выходного USB разъема на 2А контроллера аккумулятора. Припаивал провода в местах соединения USB разъемов с платой.
Минусовой провод надо припаять на общую шину контроллера монитора. (например все металлические корпуса внешних разъемов припаяны на минус)
На второй USB разъем, который на 1А припаял плюсовой вход приемника.
Минусовой провод также припаивается на общую шину монитора.
Видео выход приемника к центральному контакту RCA разъема.
Из платы приемника выпаял четырехсекционный переключатель радиоканалов, его приклеил рядом с антенной и соединил проводами с платой.
Для переключения радиоканалов необходимо три секции. Замыкать они должны на общую минусовую шину (например на корпус антенного разъема).
Четвертую секцию использовал для включения радиоприемного модуля. Он потребляет около 1Вт энергии, а это немало при питании от аккумулятора.



Power Bank имеет свою кнопку включения, а заодно и светодиодную шкалу уровня заряда.
Монитор сам включается при подключении питания, если он был обесточен во включенном состоянии (он запоминает предыдущее состояние своей кнопки включения), поэтому я отпаял два провода от кнопки питания монитора и припаял эту кнопку параллельно кнопке включения Power Bank (она находится на гибком шлейфе со светодиодами уровня заряда).
На задней крышке просверлил маленькие отверстия для индикатора емкости и приклеил этот шлейф суперклеем. Плата контроллера аккумулятора приклеена разъемами USB к задней крышке.
Разъем mini-USB для подзарядки выходит снизу монитора.





Все очень плотно упаковано, свободного места не осталось.
Есть небольшой недостаток — аккумулятор ощутимо сместил центр тяжести.
Итоговая масса составляет — 500гр.
Время автономной работы при включенном радиоприемном модуле — 4,5 часа.

Монитор достаточно теплый во время работы, в некоторых точках температура около 55 градусов по цельсию.
На тепловизионных фото видно основные места нагрева: сверху матрицы (контроллер матрицы), приемный модуль, контроллер аккумулятора, стабилизатор питания монитора.




На этом все, спасибо за внимание.
Roman Vorontsov @krohpit
карма
16,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (23)

  • 0
    Ссылку на мониторчик можно? И по-моему было бы интереснее увидеть не «BSOD», а монитор в деле )
    Тепловизор — вещь!
    • +1
      Фотоотчет работы делал поздно вечером на кухне, врядли было бы интересно видеть на картинке чтото вроде чайника )))

      Монитор купил тут
      Кстати есть подобные мониторчики с уже встроенным модулем, но к сожалению без аккумулятора, например —
      • +2
        Все html-теги скушал парсер, к сожалению.
      • 0
        Киньте пожалуйста ссылку, где приобрели ips 7" монитор и драйвер hdmi к нему, если не можете сюда, можно в приват.
        p.s. а displayport драйверов не бывает?
  • 0
    Дайте ссылочку на Powerbank — заинтриговала честная емкость 10248
    • +1
      Ссылка из статьи автора из его блога: www.ebay.com/itm/301198173286
      У китайцев ёмкость зависит от цены, за 400руб не дадут обещанные 10Ач, рублей за 700 уже могут дать, а за 1500 почему бы и нет.
    • –2
      Я знаком с этим повербанком, но был уверен, что там стоят 8 аккумов 18650. Теперь точно не куплю.
  • 0
    Не знаю как тут прямую ссылку дать
    ссылки есть в моем блоге в копии статьи krohpit ru
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    На сколько эфективная солнечная панель?
    Я почему то скептически отношусь к солнечным батареям. Или я отстал от жизни и их эффективность уже достаточна для зарядки (хотя бы за неделю) такого аккумулятора? (у меня банк на не честных 14000, заряжается от усб сутки)
    • +1
      Солнечная батарея максимально дает 1Вт (5В, 200мА).
      Т.е. при емкости аккумулятора 37Вт/ч заряжать его до 100% потребуется около 40 часов на солнце.

      Для мобильника у меня есть powerbank поменьше, тоже с солнечной батареей.
      Солнечная батарея больше нужна, когда ты в полях, а мобилник надо хотябы немного зарядить, чтобы позвонить или открыть навигатор.
      Полностью зарядить нереально.
      • +1
        Все зависит от потребления того самого мобильника, на самом деле.
        Если меньше ватта — то зарядить все же можно.
        (у меня один раз получилось. Павербанк два дня лежал на солнцепеке и зарядился полностью. А мобильник за то же время убавил всего до 87%. Нужные до полного заряда 13% влетели в него на ура)
    • +2
      У меня вызывает сомнение связка «солнечная батарея + Li-Ion/LiPo». Для солнечной батареи лучше чтобы она лежала на открытом солнце (как следствие нагрев), в то время как для элементов питания перегрев свыше 60 градусов означает моментальную деградацию емкости.
  • +1
    Мне кажется, или после этого можно начинать искать бизнесмена для совместного проекта?

    … ой, это же Россия. Ну, извините. Но в любом случае, молодцы.
  • 0
    Приятно получилось.
    Что-то похожее из веселья делал с радиоуправляемой машинкой и аналоговой беспроводной камерой видеонаблюдения к ней прицепленной.
    Было проще, поскольку приемники с экранами уже продаются китайцами, хоть и с отвратительной батареей.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Насчет Power Bank автору на заметку поискать 50 000 mah (~800р. с солнечной батареей) и даже 200 000 mah (~2000р.) на eBay.
    На 50 000 имел удовольствие самолично протестовать, само собой не 50 Ah никак не тянет, но вот на 20 Ah за 800р крайне не плохо.
    Планирую протестировать автономное питание роутера MR3020(OpenWRT) + 3G с PowerBank, может кто тестил уже на долго ли хватает?
    • 0
      SSar, спасибо за подсказку!
      У меня давно была необходимость поставить на один объект wifi камеру для видеонаблюдения, но там электричество не круглосуточно включено. Обычный ИБП не очень подходит, т.к. нагрузка маленькая, то большая часть энергии аккумулятора потратится на работу ИБП.
      Можно с помощью powerbank сделать ИБП на 5В, КПД и габариты будут лучше.
      Роутеры, wifi камеры потребляют примерно от 5 до 10Вт.
      20Ah при напряжении батареи 3,7В — 74Вт/ч, т.е минус потери часов 7 должно работать от батареи
      • 0
        Вот кстати пруф про 200 000 mah Power Bank. Я лично поздновато его заметил уже после получения на 50000 mah. Если кто решится купить — отпишитесь, неужто 4 автомобильных акка влезло в столь небольшой корпус! Ну или хотяб 2 акка. 200 Ампер-часов жуть.

        PS Посылка приходит однако с Нидерландов (а не Китая), а часть стоимости мне продавец вернул, после того как я предъявил ему не соответствие заявленным 50000 mah исходя из количества полных зарядок смарфтона с акком на 3000 mah. (хватило на 4 вместо обещанных 8). Выходы на 5v 1A и 2A в зависимости от типа нагрузки.
        • 0
          У автомобильного напряжение 12В а тут только 3.7, надо сравнивать емкость в ватт-часах. У литиевых удельная емкость гораздо выше свинцовых, но преимущество свинцовых — работа на морозе и неприхотливость условий эксплуатации, литиевые батареи в этом отношении довольно нежные.
  • 0
    «Встраивание автономности» интересная тема. Делал недавно для себя аккамулятор для небольшого фотопринтера canon selphy (нужно иногда печатать фотографии в поле), получилась такая штука с 6 банками 16850 и dc-dc конвертором:

    Скрытый текст



    Возник один вопрос. Мне нужно 24 вольта. 3 банки с поднятием напряжения с 11.4 до 24 вольт не справляются по току (нужно около 2.5 ампер в пике при 24 вольтах), сделал последовательно 6 банок. Но при полностью заряженных аккамуляторах, напряжение до dc-dc конвертора 25 вольт, хотя он настроен на 24. Что будет, если он будет работать в таком режиме непродолжительное время?
    • 0
      Если конвертер чисто повышающий (step-up), то если на входе напряжение выше чем номинал на выходе — конвертер отключается и напряжение со входа на выход подается просто через дроссель. Обычно — ничего страшного.
      Больше проблем с 6 банками — нужен балансир.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.