Alimentation USB sur batterie 12v

Le 28/07/2011

Dans mon installation solaire, je voulais bénéficier de deux ports USB de chargement. J'ai pas mal d'accessoires USB à batterie qui peuvent ainsi directement êtres branchés sur mon installation (téléphone mobile, lecteur multimédia, lampe de poche, tête GPS bluetooth, etc).

Le principe est simple, un port USB contient 4 broches.

La couleur est donnée à titre indicative, dans le cas ou vous utilisez un câble USB de récupération à la place des embases à souder.

Comment obtient-on du +5v à partir du 11v à 14,4v d'une batterie au plomb (selon son état de charge) ? Le plus simple est d'employer un régulateur +5v, type 7805. Pour limiter l'échauffement et maximiser le rendement j'ai prévu deux régulateurs, un par port. Le montage supporte une alimentation de 9 à 24 volts.

La liste des composants est courte :

• C1, C3: Condensateurs électrochimiques de 100 µF 16v mini (du côté batterie)
• IC1, IC2: Régulateurs MC7805
• C2, C4: Condensateurs électrochimiques de 100 µF 6v mini (du côté port USB)
• X1, X2: Prises USB femelles

Dans la mesure ou la source de courant est continue, on ne s'embête pas avec les condensateurs de filtrage. Ceux que l'on a utilisés ne servent qu'a accuser le coup des de branchements / débranchements. Pour faire simple on peut utiliser 4 fois le même condensateur, en les choisissant tous à 16v mini (le plus proche pour une source ~12v). Pour ma part je n'avais pas 4 condensateurs identiques dans les valeurs que j'ai choisies.

J'aurai aussi pu prévoir une diode pour protéger contre l'inversion de polarité, mais comme mon module sera monté en fixe, je n'en avais pas vraiment l'utilité.

Excepté le double port USB, tout le reste est de la récupération. Coût total du module (dans mon cas) 1,50 € pour le double port USB chez Conrad. Je ne compte pas les frais de port, je passe souvent commande chez eux, j'ai glissé ça à l'occasion. Au niveau budget, je pense que ce montage n'a de sens que si on a récupéré les composants, parce qu'un adaptateur allume-cigare / USB ne coûte pas bien chère dans le commerce.

J’aurai pu laisser les broches de données de mes ports USB, et les relier entre elles (D- sur D+ du port 1, et D- sur D+ du port 2) pour indiquer aux appareils USB qu'il s'agit d'un chargeur, mais il faut savoir que dans ce cas l'appareil est autorisé à pomper plus que les 500 mA indiqués par la norme USB (jusqu’à 1,8A), et je ne voulais pas que mes régulateurs chauffent (ils n'ont pas de dissipateur). J'ai donc tout simplement retiré les broches de données de mon embase USB. J'ai aussi retiré les crochets de maintient, car mon circuit est tellement petit que je ne pouvais pas les souder, ni raisonnablement les rabattre (court-circuit évident). Enfin j'ai retiré une languette de plastique présente sous l'embase, pour laisser la place à mes 2 straps sur lesquels j'ai laissé la gaine pour ne pas créer de contact avec le blindage de l'embase.

Attention, testé en chargeur de téléphone, le montage chauffe énormément. J'ai du placer un dissipateur sur le régulateur testé. Je vais devoir le tester avec les différents appareils dont je dispose et trouver le problème. J'ai bien peur que mon montage (le plus serré possible, sans dissipateur) ne convienne pas à l'utilisation. Il va falloir prévoir un montage plus clairsemé et avec dissipateurs, ou bien opter pour un autre mode de régulation (LM317 ou mieux à priori convertisseur DC/DC).