IPod Ladegerät

Einleitung

Mp3-Player sind oft nur mehr über den USB Anschluss zu laden, so auch mein iPod Shuffle. Mich störte es, den MP3-Player nur laden zu können, wenn der PC läuft. Es gibt natürlich viele fertige Ladegeräte zu kaufen, mich interessierte aber der Aufbau. Außerdem hat der Selbstbau auch noch ein paar Extras zu bieten.

Hinweis

Bei der vorgestellten Schaltung handelt es sich NICHT um ein Apple Produkt! Die Verwendung kann zu Schäden am Gerät und zu Verlust der Garantie führen.

Benutzung auf eigene Gefahr ! Use at your own risk !

Wer unsicher ist, sollte die Finger vom Nachbau lassen.

Bei sachgemäßem Aufbau ist das Risiko aber relativ gering. Die 5V Spannungsversorgung kommen auch vom PC und sind zulässig. Die Datenleitungen sind relativ hochohmig beschaltet, was eine mögliche Beschädigung minimiert.

Lademodus

Apple

Am schwierigsten war es für mich den iPod in den Lademodus zu versetzen. Dazu dient der Spannungsteiler. Die beiden Datenleitungen (D+ und D-) werden damit auf 2,5 V Pegel gesetzt. Das bewirkt, dass der Player in den Lademodus wechselt, ohne diese startet der Ladevorgang nicht.

Erwiesenermaßen funktioniert es auch, wenn R2 und R3 weggelassen werden, und zwischen Pin 2 und 3 einen Widerstand von 6,8 kOhm (oder in dem Bereich) platziert wird. Es wird ein kleiner Spannungsunterschied zwischen Pin 2 und 3 erzeugt, was eigentlich im Sinne der normalen Signalbeschaffenheit ist.

Bei einem Ipod Shuffle leuchtet die Kontroll-LED kontinuierlich orange, und so soll es sein.

Norm

Das Problem dabei ist, das es für den Lademodus keine Norm gab. Erst im März 2007 wurde die "USB Battery Charging Specification"[1] veröffentlich. Danach müssen die beiden Datenleitungen mit einem Widerstand von höchsten 200 Ohm kurzgeschlossen werden. Da diese sehr jung ist, gibt es bisher wenig Geräte die sich daran halten (Es muss natürlich auch die Entwicklungszeit der Geräte berücksichtigt werden).

Es ist abzuwarten, ob Apple seine neuen Produkte darauf umstellt.

Andere Hersteller

Wie oben beschrieben gab es lange keine Norm, daher gibt es viele Möglichkeiten. Oft ist eine Beschaltung der Datenleitungen aber gar nicht nötig. Viele Geräte wechseln gleich in den Lademodus, sobald eine Versorgungsspannung anliegt.

Wenn nicht, können folgende Varianten probiert werden:

• D+ und D- mit einem Widerstand verbinden
• beide pulldown
• beide pullup

Aufbau

Grundlage der Stromversorgung bildet ein altes AC-Steckernetzteil mit ~9V (Trafo Gehäuse). Ein Brückengleichrichter wandelt die Wechselspannung in pulsierende Gleichspannung um. Diese wird geglättet und von einem 7805 Spannungsregler auf konstante 5 Volt begrenzt. Die Wahl des Steckernetzteils ist unkritisch. Es kann auch DC-Netzteil verwendet werden (Der Gleichrichter dient dann als Verpolungsschutz). Verwendet man ein 5V Gleichspannungsnetzteil kann die gesamte Schaltungsteil zur Spannungsstabilisierung weggelassen werden. Allein die Widerstände als Spannungsteiler werden dann noch benötigt.

USB Buchse

Die USB Buchse hab ich einem alten PS2/USB Adapter entnommen, was ich aber nicht weiterempfehlen kann. Die beiden Buchsen waren miteinander vergossen, und die Buchse musste mühselig davon befreit werden. Alternative: USB Verlängerungskabel abzwicken oder USB Buchse kaufen (gibt es leider oft nur als SMD).

Notfalls tut es auch eine ganz normale Lochstreifen-Platine: 4 Streifen + noch ein wenig links und rechts (ungefähr jeweils der zwischenraum bis zum nächsten Streifen) - alles passend Feilen, die kanten links und rechts abrunden -> Voila - innenvierkant-usb. Evtl muss die Platine noch etwas verstärkt werden, also einfach ein kleines Stück Pappe dahinterklemmen - nicht schön, hochgefährlich, aber im Notfall ganz brauchbar.

Gehäuse

Um die Schaltung reisetauglich zu machen, hab ich ihm noch ein Gehäuse aus Holz spendiert. Eine grüne LED zeigt die Einsatzbereitschaft an.

Notladung

Ist man länger auf Reisen und vom Stromnetz längere Zeit abgeschnitten (Urwaldtrip, Festival), bietet sich die Ladung über eine externe Batterie an. Entweder man verwendet einen 9 V Block als Quelle oder man schließt mehrere Zellen zusammen.

Diese Variante gleicht jedoch einem „ökonomischen Overkill“. Es werden ca. 50% der Leistung vom Spannungsregler verheizt, was bedeutet, dass die Hälfte der Batteriekapazität verloren geht. Besser wäre da ein Schaltregler der mit einem Wirkungsgrad von über 90% arbeitet. Diese sind aber aufwendiger aufzubauen und teurer in der Anschaffung. Plant man diese Methode öfter zu verwenden, lohnt sich aber der Mehraufwand.

Am besten ist es vier 1,2V Akkus zusammenzuschließen. Das ergibt eine Spannung von 4,8V. Diese kann ohne Verluste zum Laden verwendet werden, ein Schaltregler oder ähnliches ist dann nicht notwendig. Einzig die Widerstände um den Player in den Lademodus zu versetzen, sind nötig.

Billige Ladegeräte

Man liest oft in Rezensionen von billigen USB Ladegeräten, dass die iPods davon nicht geladen werden. Das liegt am fehlenden Spannungsteiler, die Datenleitungen sind in diesem Fall meist nicht beschaltet. Die unbeschalteten Datenleitungen treten besonders oft bei Lade-Adaptern fürs Auto auf.

Diesem Problem kann man sich aber leicht abhelfen. Entweder man öffnet das Gehäuse und baut den Spannungsteiler nachträglich ein oder baut sich ein Verlängerungskabel in dem der Spannungsteiler integriert ist. Baut man die Widerstände direkt ins Gehäuse ist das schöner, oft aber aus Platzgründen nicht möglich.

Manchmal sind die Datenleitungen auch mit Minus (GND) kurzgeschlossen. Das zerstört manche Geräte.

Praxis: Laden im Auto

Die Schaltung funktioniert bei mir auch prima im Auto/am Boot. Anstatt der 9VAC kann die Schaltung auch ans Boardnetz gehängt werden. Dieses ist womöglich aber nicht sehr sauber (Spannungsspitzen). Probleme konnten von mir bis jetzt noch keine festgestellt werden, eine kleine Schutzbeschaltung am Eingang würde Sicherheit bringen.