2010年7月30日 星期五

替ETC車機OBU DIY一個車用電源

使用ETC已經有一段時間了,差不多在遠通當初推出時沒多久就申請,
只是當初在申請後看到OBU的設計,著實讓我感覺不太好,
主要原因有兩個,一個是紅外線收發裝置的設計(這部分我就不講了,網路上很多人在抱怨),
第二個就是使用電池當電源,這讓我很納悶,為什麼用電池?
為什麼不用車電源?
或是讓使用者可以選擇?

另一個最奇怪的問題就是,遠通電收還提醒我不可以用『金頂電池』,建議使用『勁量電池』
這就怪了,為什麼?
因為...金頂電池電流太高,會把OBU燒壞。
噗!!!!!!
我差點沒把剛吃過的飯噴出來...

詢問之下得到的答案真是哭笑不得,雖然我看回答我的人也只是照著公司發的公告來唸,
但是這個答案也太離譜了吧,學電子的人大多都可以感覺到這答案太過敷衍。

如果金鼎電池電流太高(注意喔,他並不是說電壓)會把OBU燒掉,
那告誡一下遠通電收,你們RD部門真的是可以『呷賽』去啦。
金頂電池也算是屬一屬二的電池廠牌了,
RD在開發OBU的時候連個簡單的電源相容測試都沒做好,
何況電池並非『定電流』的電源供應來源,
我看負責這專案的人會考慮用紅外線,而不使用RFID真的是『頭殼壞壞去』(啊,又扯到技術這裡)。



好吧,替RD部門抱個不平,
其實後來我用過金頂電池,但是也沒發生電流過高燒壞OBU的現象。
但就我的經驗來說,金頂電池漏夜(電池水)的情況比勁量電池來得『很』嚴重,
再者金頂電池漏出的電池水具有強烈的腐蝕性,會腐蝕金屬與電路板,
反觀勁量電池漏出的電池水不具腐蝕性,只是黏得跟強力膠一樣。
我家的遙控器也是因為用金頂電池而換修過好幾隻。所以我對此牌的電池頗沒信心。
所以我猜,應該是RD部門不建議使用者使用金頂電池,但又不想得罪廠商,所以編出了個這麼怪的理由來讓使用者不要使用金頂電池而已。

但是使用電池,對於長期會曬到太陽的設備真的不是好選擇,
原因就在於高溫會使電池急速老化,甚至化學熱反應過快,腐蝕電池蒙皮的機會就會大大的增加。
後來沒多久我聽到部分貨車用的OBU是可以接車用電源的,
所以我更大膽的去猜,小客車不附車用電源是因為成本考量,碼的,每次過路費都讓你多賺2元了(儲值4000才能有95折優惠咧,我不常上高速公路所以沒有花那麼多前儲值)還這麼小氣,何況OBU還是自己花錢買的!!!為什麼跟我說沒有賣?

所以,我打算把塵封已久的整套烙鐵工具搬出來,自己DIY一個。
首先,先確定一下目標
電源輸入12-16伏特,轉為穩定的9伏特
好,目前市面上可以做到這樣線性降壓的元件不外乎 積鈉二極體、7809、LM317、LM338等等。
積鈉二極體穩壓電路不考慮,原因就是難設計與控制,效果不好,
穩壓IC是可以考慮的,但是LM338就不便宜了,所以看了一下 7809、LM317使可以考慮的,
先看看7809的規格吧
再看看LM317的規格


雖然7809的電路設計比較簡單,但其供應電流比較小,很容易影響輸出電壓的表現,反觀LM317的電流規格比較穩定,雖然設計LM317電路需要多一點的設計。

反正都是TO-220的大小,所以我決定使用LM317最為轉換的元件

決定好了主要的電源轉換元件,就要一份電路圖囉,
參考原廠的設計再上網看了一下其他的設計圖,略作修改以後就大致完成了


LM317是個很好用的元件,可以設計很多東西,再這電路圖裡面,可以看到電源輸出公式

依照對OBU的了解,當電池電壓低於8.5伏特以後就會被認定為『低電壓』,而超過9伏特,有可能一個不小心就把OBU給燒了,所以折衷一點,用8.75伏特是不錯的選擇。所以就以輸出8.75伏特作為輸出目標來計算相關的電阻值。

反推 Vout = 1.25 + ((R2+VR1)/R1) x1.25 => (R2+VR1) = ((Vout - 1.25) / 1.25) x R1
一般外面買的電阻很少有 101歐姆或是112歐姆這種單位,所以R1就必須使用實際上可以找到的電阻值,例如:200歐姆

帶入公式:(R2+VR1) = ((8.75 - 1.25) / 1.25) x 200 = 1200 = 1.2k歐姆

1.2k歐姆 可以實際使用一顆電阻就好,但為了可調整精確性所以我把此電組拆成兩顆,一顆固定電阻一顆可變電阻。電阻一律使用1/4W精密電阻,可變電阻為1K歐姆25轉精密可變。

為什麼可變電阻用這麼貴的精密可變,還25轉?
因為一般電阻可調範圍為300度,稍微碰一下就會差上3.3歐姆,尤其在車內震動難免,所以我選用多轉精密電阻可以減少這問題法生,畢竟這種電阻有25轉,轉一圈僅差40歐姆,1度僅差0.1歐姆,跟電阻本身誤差率差不了多少,加上其旋鈕並不容易旋轉,所以可以精準調出所要的電壓值。

確定好零件以後,就是採購並準備這些零件了
零件清單:

萬用電路板 X 1 (小)
整流IC LM317 X 1
散熱片(小) X 1
電阻 200 歐姆 X 1
電阻 1K歐姆 X 1
精密可變電阻 25轉 1k歐姆 X 1
塑膠電容 0.01u X 1
電解電容 10u 50v X 2 (耐溫105度C)
9V電池扣 X 1
點煙器接頭(附線) X 1

大約150元 以內就可以全部購得,不會很貴,
零件的體積,盡量挑體積比較小的,才能塞在體積 4.5X2.5X1.2 cm的空間中

電源輸入的部份電解電容耐壓要50伏特以上,以免汽車發動時會產生高壓讓電容『爆漿』,
電解電容的耐溫也很重要,尤其OBU都是在曬太陽的,

LM317在這樣設計上本可以不用安裝散熱片,但一樣擔心太陽曝曬導致晶片溫度過高,
所以還是加了一片散熱片它。


按照電路施工,要注意的是 9V電池扣的接法,
由於是要和OBU電池扣對接,所以輸出的 + (正級)要焊在黑色的線上面,- (負級)要焊在紅線。



製作好以後

記得先用三用電錶測試輸出電壓,然後調整VR可變電阻,電壓調整到 8.75伏特就可以了。
如果沒調整直接接上OBU就有可能燒壞OBU。

確定電壓沒問題以後,接上OBU


塞入電池室的空間,必要時稍微用挫刀修一下邊緣,讓電路合適的放入。


蓋上蓋子,你會發現蓋子有個洞,剛好可以把線從這裡拉出,
你說,是不是遠通電收本來就有這種外接電源的設計啊!?


現在已經可以快樂使用了!

8 個回應:

企業 提到...

可以弄一個賣給我嗎?

WILDOX 提到...

OK啊,不趕時間的話....
但我不洗電路板,都是萬用版做的,雖不算美觀,不過裝在機器裡面是沒有差別。
做這個純粹是興趣,不打算多做。

企業 提到...

那價格是多少呢?可能還要麻煩含運囉!我不趕時間的...放裡面的東西就不用在意美觀問題,實用比較重要啦!

WILDOX 提到...

Hi 企業:
給我一個聯絡方式吧,我整理好會把報價傳給你,我的電郵:
hwaselin@hotmail.com

企業 提到...

我的電郵:ms168print@gmail.com

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WILDOX 提到...

我覺得你說的這個
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算是蠻划算的耶,還有吸盤組呢@@
當初就是因為市面上沒有人賣,才自己動手做的。

企業 提到...

還是麻煩報個價給我吧!
你的東西看來是比較可靠的喔.....謝謝...

WILDOX 提到...

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我之前有傳Mail報價給您,不知道您收到了沒?