Basteleien mit oder ohne Strom
Für die größeren Notebooks baut man das normalerweise nicht selbst, da es so etwas preiswert zu kaufen gibt und in der Regel als Schaltregler gebaut werden muss. Auch der Betrieb mit dem Original-Netzanschlussadapter (also 110 .. 240 V~) und einem Inverter ist nicht so schlecht.
Eine Ausnahme bilden Netbooks mit 12-V-Spannungsanschluss. Hier bietet sich ein klassischer Längsregler an, da dieser einfach zu basteln ist und thermische Regelverluste im Auto nicht so sehr ins Gewicht fallen. Kaufbare Adapter für diesen Anwendungsfall sind merklich teurer, weil diese, als Schaltregler gebaut, schwierig zu konstruieren sind.
In meinem Fall ging es um den Anschluss eines Eee-PC S101 an die Zigarettenanschlussdose eines Wohnmobils im Zuge eines 16-tägigen Staffellaufs.
Veraltet, es gibt (2016) für sowas preiswerte einstellbare getaktete, also sich nicht erwärmende DC/DC-Wandler aus China. Für wenig mehr Geld auch mit dreistelliger LED-Anzeige (der Spannung) darauf.
Leider ist der Asus Eee-PC S101 nicht direkt an einem Bordnetz betreibbar. Zumindest weist die Beschriftung nicht darauf hin. Ein Schaltregler für geringe Differenzen zwischen Ein- und Ausgangsspannung ist schwierig zu dimensionieren, deshalb hier der Ansatz als klassischer diskreter Low-Drop-Spannungsregler. (Diskret, wenn man mal vom integrierten Schaltkreis IC1 = TL431 absieht.) Er ist kurzschlussfest ausgelegt, indem Basisstrom × Stromverstärkung dem maximalen Kollektorstrom des Längsregeltransistors entspricht. Ein Übertemperaturschutz ist nicht eingebaut.
Die Idee stammt vom Internetzteil-Handbuch. Ergänzt wurde dieser um die Konstantstromquelle, bestehend aus R1, D1 und dem ohnehin benötigten T2. Sein Strom wird festgelegt, indem die Stromverstärkung β von T1 gemessen wird und schließlich ICmax/β durch Auswahl von R1 eingestellt wird. D1 fungiert schließlich in Doppelfunktion als Unterspannungsanzeige, da der maximale Querstrom = Basisstrom von T1 dann fließt, um das Spannungsgefälle über T1 minimal zu halten.
Die Spannungsreglung erfolgt in bekannter Manier mit dem Querregler IC1 TL431.
Für seinen korrekten Arbeitsbereich ist die Zener-Diode D2 erforderlich.
Deren Z-Spannung ist in weiten Grenzen unkritisch, darf sicherlich 2,5 .. 9,1 V betragen.
Wer will kann hier eine blaue oder weiße LED einsetzen, diese leuchtet dann bei Stromentnahme
und/oder Unterspannung.
Eine grüne LED für D2 ist etwas knapp,
sicherheitshalber eine weitere Diode in Reihe schalten.
Die Eagle-Quelle gibt's zum Download.
Der notwendige Hohlstecker nach Norm EIAJ-03 hat die Abmessungen:
Die vielleicht etwas kuriosen Transistoren befanden sich gerade in der Bastelkiste. So ziemlich alle anderen Typen mit Kühlmöglichkeit funktionieren genauso, wobei T1 den gewünschten Längsstrom tragen muss. Darlington-Transistoren funktionieren hier nicht! (Genauer, mit diesen ist Low-Drop nicht realisierbar.)
Beide Transistoren sind auf einem reichlich großen Kühlprofil isoliert montiert. Die restliche Schaltung ist fliegend herum gebaut.
Die vorliegende Dimensionierung errechnet sich folgendermaßen:
Die technischen Daten des Reglers sind:
Längsregler arbeiten äußerst zuverlässig und sollten Schwankungen und Störungen auf dem Bordnetz sicher ausgleichen. Der Kondensator C2 unterdrückt Schwingneigung, insbesondere an höherohmigen Quellen. Daher sollte die Zuleitung unbedingt möglichst kurz und mit reichlich Querschnitt sowie einem geeigneten Zigarettenanzünderstecker ausgeführt werden! (Im Muster war die Druckfeder für die Sicherung das Hauptproblem, sie glühte bei der Inbetriebnahme unbemerkt und schmolz sich durch das Plastgehäuse.) C2 sorgt allerdings auch für ein Überschwingen der Ausgangsspannung beim Zuschalten der Bordspannung (= Zigarettenanzünderstecker einstecken oder Zündschlüssel betätigen) auf 12,8 V, gemessen unter Last. Das ist sicherlich noch akzeptabel.
Wünschenswert bei Altfahrzeugen ist eine Innenbeleuchtung, die (wie bei modernen Autos):
Vier LED-Spots 12 V 1 W für den Einbau in den Fahrzeughimmel eines Traktors wurden bereits (aus China) gekauft. Nun soll eine Schaltung dazu. Mit '555 und ähnlichem wird's viel zu kompliziert, der allerkleinste Mikrocontroller kann das besser. Vor kurzem wurden irrsinnig viele PIC10F206 bestellt, die müssen nun weg. Die sind wie PIC10F200, nur mit doppelt so viel Flash und einem Analogvergleicher; hier beides nicht benötigt, aber der Analogvergleicher muss unbedingt abgeschaltet werden! Sonst gibt's keine Pullups und keine Digitaleingänge! Mithin lassen sich Pullups und Analogvergleicher nicht wie bei ATmega/ATtiny kombinieren.
Die Schaltung wurde kurzerhand (und scherzhaft)
Traktorstrahl
genannt.
Als Längsregler kommt ein extra querstromarmer Typ LP2950 zum Einsatz. Der ist Low-Drop, aber das wäre nur bei einem 6-V-Bordnetz wichtig. Am Ausgang befindet sich eine Stromquelle aus T1 und T2 als Interface zu den Leuchtdioden. Das macht den Ausgang kurzzeitig kurzschlussfest und lässt die LEDs unabhängig von der Batteriespannung leuchten, muss aber zur gewählten Beleuchtung passen — einfach später 'was anderes parallel schalten geht damit nicht. Die Dimmrampe beim Start des Motors ist nicht implementiert, war nicht gewünscht — oder es ist kein geeignetes Signal verfügbar. Am Tag oder während der Fahrt kann die Beleuchtung mit einem gesonderten vorgesetzten Schalter abgeschaltet werden. Im ausgeschalteten Zustand „zieht“ die Schaltung weniger als 0,1 mA, bei geschlossenem Türkontakt das Doppelte. D2 dient als Verpolschutz.
Bastelschaltungen fürs Auto müssen anders gebaut werden als für daheim! Hierbei gilt zu beachten:
