Mobilní "hospod"

Před časem jsem publikoval článek o vytvoření hotspotu z pohledu operačního systému a aplikace. Dnes budu publikovat naopak tu hardwarovou část, která zabere více času, protože nic se samo neudělá, nespájí ani nesmontuje a pokud má výsledek za něco stát, tak hold nějakou hodinku člověk obětovat musí.

Článek jsem pojmenoval Mobilní "hospod", což je pěkný přebret jednoho z uživatelů, který se zažil i proto, že náš oblíbený podnik je od lokálního převaděče, jak napotvoru, odstíněn a člověk si tak v hospodě musí pomoci hotspotem. Proto ten název.

Když jsem si uchodil DVmegu na Raspbery PI s MMDVM, tak mě mrzelo, že pokud to mám provozovat někde "mobilně", třeba skutečně v autě, tak buďto musím použít PowerBanku nebo to zapojit do palubní sitě. To má tu nevýhodu, že při startování motoru dochází k resetu Raspberry, stejně tak při vytažení klíčku. PowerBanka toto řeší, ale je hloupé používat baterie, když je k dispozici palubní napětí. Navíc když zapojím micro USB kabel do PowerBanky, tak se přepne do režimu nabíjení vlastního článku a odpojí výstupní USB porty. Takže tudy cesta taky nevede. Záleží samozřejmě na konstrukci konkrétní PowerBanky, ale ty, co mi prošly rukama, se chavaly všechny popsaným způsobem.

Dalším problémem, který mi vadil snad ještě více, než komplikace spojené s napájením, byla propojovací kabeláž. Ikdyž jsem použil co nejkratší kabely, stejně to byla chobotnice. Na přenášení hrůza. A zkuste si to pak rozložit někde na stolku ve vlaku :-) Podle hesla "Když to nejde, tak to udělej" jsem začal uvažovat nad tím, že vše potřebné dám do jedné krabičky, aby dané řešení bylo skutečně přenosné či mobilní. Pak jsem si začal hrát s myšlenkou, zda by takové zařízení bylo schopno fungovat energeticky samostatně pouze z vlastního solárního článku. Tento nápad jsem prozatím uspal, ale inspirovalo mě to k tomu, osadit dva nabíjecí obvody - rychlý (pro solární články nebo jiný zdroj energie) a pomalý (pro standardní nabíjení). Na setkání radio-nadšesnců na Kozákově se mi podařilo pořídit Li-Ion články za rozumnou cenu (tehdy už s výhledem na tuto konstrukci) a začal jsem tedy spřádat plány na realizaci

Prvotní myšlenku nakreslení desky, kde bude vše potřebné jsem zavrhl. Zabralo by to spoustu času navíc a hlavně, dnes se fakt nevyplatí bastlit tak nějak do píky. Vě většině případů lze koupit všemožné již sestavené moduly na kde co na Aliexpressu nebo Ebayi za ceny hluboko pod cenou samotných součástek, kterými je modul osazen. Proto jsem se rozhodl, že hospod pojmu jako projekt poskládaný z čínských modulů. Ano, musel jsem si pár týdnů počkat, ale bylo to bez práce :-) Takže vše potřebné jsem nakoupil na Aliexpressu. Jen krabičku, vypínače a konektory jsem koupil v GM a GESu. No a jako vždy byl největší problém s výběrem krabičky. Znáte to, když už člověk najde ideální krabičku, je většinou o jeden až dva milimetry menší, nebo má špatné otvory, vnitřní sloupky, atd... No už už jsem chtěl požádat o vytištění krabičky na míru, ale nakonec jsem se rozhodl, že to musím zvládnout sám. Koupil jsem KP4 z GESu, která je sice příšerně vysoká, ale prostě jsem ji zmenšil a odstraněný materiál jsem efektivně využil na nosníky pro RasPI, a dílce sloužící pro sešroubení spodní i horní části k sobě, neboť původní střední sloupek musel pryč. Prostě z celé krabičky mi zůstalo cca 6% odpadu. :-)

Takže jsem tedy nakoupil ochranné moduly pro dva Li-Ion články v serii, step-down měniče z toho jeden výkonový s regulací výstupního proudu, I2C OLED display, ukazatel stavu akumulátoru, akumulátory, Raspberry PI a pochopitelně i DVmegu.

Akumulátory jsem zapojil do dvou baterií o dvou článcích a tyto baterie spojil paralelně. Použití dvou sériově spojených Li-Ion akumulátorů se mi již osvědčilo a hlavně účinost Step-Down měniče mi vycházela lépe jako Step-Up při použití jednoho článku o napětí 4.2 V Ochranné obvody mají fungovat spolehlivě až do proudu 5A, což bude bohatě dostačovat. Akumulátory jsem ke krabičce přilepil.

Jak jsem psal, tak jsem krabičku KP4 snížil tak, že jsem z obou jejich hlavních částí odřízl (tuším 7 mm) a tyto odřezky jsem slepil a použil jako nosníky pro RaspPI, aby bylo možno malinu připevnit jinak, než lepením a byla tak snadno demontovatelná. Zárověň tak zůstanou přístupné i konektory (při sejmutí horní části krabičky) pro případ potřeby. Do nosníků jsem vyvrtal 3mm díry pro uchycení Raspi a jako distační prvek jsem použil matičky. Aby nedošlo k oslabení nosníků, tak jsem šrouby do nosníku zalepil

Pak jsem rozměřil přední panel a rozhodl se dát před display i bargraf sklíčko, aby bylo ve stejne rovině s panelem a nebyla tam tak prohlubeň. Sklíčko jsem vyřízl z obalu na CD a vlepil jej do panelu. Bohužel lepidlo zanechalo na obvodu stopy, které se mi nepodařilo vyleštit. Bargraf i display jsem k panelu přilepil epoxydem - nezanechává opary jako sekundáč, ale trvá to.... Po předním panelu následoval i zadní. Tam bylo třeba vlepit malinkatý konektor určený pro pomalé nabíjení.

No a pak už přišlo na řadu "skládání modulů". Výkonový modul jsem raději připevnil na kousek hliníkové pásoviny, aby měl lepší chlazení, protože při testech již při necelých dvou amérách solidně topil. K pásovině jsem jej přilepil epoxydem za boky a v místě, kde je integráč připájen k desce, jsem dal silikonovou vazelinu. Lepší řešení mne nenapadlo. Bohužel musím poznamenat, že ani tato úprava neumožňuje dobíjení větším proudem, než 1A, aby nedošlo k přehřátí.

Tímto byl celý proces dokonán a vše vyšlo na jedničku. Je mi jasné, že toto nemůže být návod a ani jsem se o to nesnažil, ale může posloužit jako inspirace pro jiné. HotSpot najel na první dobrou včetně displaye, který zobrazuje informace o probíhajícím hovoru. Finanční náročnost je daná především náklady na DVmegu a pak Raspberry. Ostatní moduly vyšly v součtu na cca 15$. Časová náročnost se pohybuje kolem 30 hodin čistého času, ale je to tím, že nejsem mechanik a veškeré mechanické úpravy mi tak trvají neúměrně dlouho.