Как сделать usb розетку

Обновлено: 06.07.2024

Смартфоны, плееры, смарт-часы и прочие гаджеты — все эти устройства требуют своевременной зарядки. Однако не всегда под рукой есть нужное зарядное устройство с USB выходом. Для этого существуют USB розетки. Из этой статьи читатель узнает о том, что это такое, как подключить такую розетку, а также по какому принципу она работает. Еще будет подробно рассказано о подключении данного девайса в квартире и в автомобиле. Также ниже можно найти схемы, которые помогут облегчить работу.

Что это такое?

Это автономный блок питания с обособленным выходом для питания электронных устройств, вмонтированный в стену. Девайс не сильно отличается от обычного зарядного устройства, с той разницей, что блок имеет несъёмную конструкцию. За счёт конструктивных особенностей к такому источнику питания можно подключить любой гаджет, который питается от ЮСБ разъёма.

Как работает и подключается ЮСБ девайс?

В основе конструкции розетки лежит блок питания, который работает от напряжения в пределах от 100 до 240В. При этом частота электросети не должна превышать 50 Гц. Такие параметры выдаёт городская электросеть. Блок отдаёт напряжение, равное 5В, с номинальным током 1500 мА. Данных параметров достаточно для зарядки большинства гаджетов. Снаружи блока находится декоративная панель, которая защищает внутренности устройства. Сам блок крепится в стену, как обычная розетка, распорными усами. Её можно установить через подрозетник или «стакан».

Обычный смартфон с ёмкостью аккумулятора до 3000 мА заряжается до 85% за два часа. Если подсоединить сразу два гаджета, время зарядки обоих устройств вырастет в среднем на 25%.

Одинарные модели с одним выходом.
Модели с двумя и более выходами.
С выведенным USB кабелем.
Комбинированные с одним или несколькими USB выходами, обычной розеткой 220V.

Как установить и подключить в помещении или машине?

Если подсоединена розетка в автомобиле к аккумуляторной батарее, старайтесь не оставлять подключённых приборов в салоне авто. Иначе быстро сядет сам аккумулятор.

Схемы подсоединения

Схема подключения розетки к сети простая. С ней справится даже человек без опыта.

К электросети 220 В

В данном случае потребуется подключить только два провода: фаза и ноль.

К электросети 220 В через устройство ЮСБ

Как своими руками сделать дома в стене?

обычная розетка;
компактный блок зарядного устройства (желательно найти самый маленький);
два коротких электропровода;
короткий провод USB со штекером и гнездом;
паяльник;
отвёртка;
клей или клеевой пистолет;
острый нож;
мелкая наждачная бумага.

Разберите блок питания и распаяйте вилку. Нужна только плата от блока, сама вилка не пригодится.
Подпаяйте электропровода с одной стороны к освободившимся контактам на плате блока.
Зачистите от изоляции электропровода со свободной стороны. Вставьте их в зажимные отверстия.
Приклейте плату сверху или снизу внутреннего механизма электрической розетки так, чтобы она не упиралась в стенки отверстия стены при установке.
На декоративной крышке электрической розетки разметьте отверстие под гнездо USB кабеля. Аккуратно вырежьте его и обработайте полученную щель наждачной бумагой.
Вставьте гнездо USB кабеля заподлицо с декоративной панелью и приклейте его клеевым пистолетом.
Подсоедините USB провод к плате блока питания.
Подсоедините провода сети.
Установите полученную конструкцию в технологическое отверстие.

Запомните: любые самодельные устройства вы используете на свой страх и риск.

Если знаний недостаточно, купите готовый вариант с USB гнездом. Данные устройства только выходят на рынок электрооборудования. Пока выбор невелик, однако эта ситуация быстро меняется. Чтобы покупать готовое устройство, можно собрать его самостоятельно. Только помните: все манипуляции вы совершаете на свой страх и риск.

На нашем сайте рассказано не только об USB розетке, но и об обычной модели. Читайте о том, как ее установить, в том числе в гиспокартоне, подключить, заменить,перенести и отремонтировать. Также из наших материалов вы узнаете о том, как установить розетку с заземлением, подключить 3 штуки и добавить еще одну к уже имеющимся у квартире.

Интересное видео

Предлагаем посмотреть видео о том, что такое розетка USB и как ее подключать:

Розетка с USB портом в последнее время завоевывает все большее признание во всем мире. Ведь после принятия соответствующего стандарта в 2011 году все мобильные устройства в Европе должны иметь возможность зарядки от данного разъёма.

Благодаря чему удалось унифицировать виды зарядных устройств для большинства современных гаджетов и выработать единый стандарт для зарядных устройств.

Виды USB розеток

Производители электроустановочного оборудования достаточно оперативно отреагировали на данное новшество. Сразу же появилось огромное количество USB розеток самых разнообразных модификаций и вариаций. Наибольшей признание сейчас получила встраиваемая USB розетка, но и другие модификации пользуются немалым спросом.

Встраиваемые USB розетки представляют собой единый блок, внутри которого расположен блок питания и от одного до четырех USB разъёмов, расположенных на лицевой панели. Визуально он практически не отличим от обычной силовой встраиваемой розетки.

К преимуществам такого вида розеток можно отнести удобство их использования, стационарность и привлекательный внешний вид. Из недостатков отмечают повышенное энергопотребление в связи с потреблением электроэнергии даже в режиме холостого хода. Это значение не столь существенно и колеблется в пределах 0,1 – 0,5 Вт, но за месяц может набежать до 400Вт.

Обратите внимание! Номинальным напряжение USB розеток является 5В. При этом большинство блоков питания рассчитаны на ток до 750мА. Соответственно, если это двойная розетка как на видео, то в ней установлен блок питания на 1500мА.

Розетки ЮСБ с выключателем не имеют этого недостатка. Но они имеют не столь минимизированный внешний вид, и вследствие дополнительного контакта увеличивается шанс их поломки. Кроме того, цена таких розеток несколько выше.

Дабы избежать установки выключателя и снизить энергопотребление, достаточно широко представлены обычные блоки питания с несколькими разъемами USB. Они вставляются в силовую розетку и обеспечивают возможность подключения сразу нескольких устройств.

Но в этом случае вы лишаетесь силовой розетки, что не всегда удачно. В этом случае вам потребуется розетка с ЮСБ разъемом, которая имеет как силовые, так и разъемы для зарядки. Обычно USB разъёмы вставляются сбоку, но в некоторых моделях они расположены рядом с силовыми контактами.

Недостатком такой розетки с USB является наличие дополнительных контактных соединений, что ограничивает ее использование для подключения мощных потребителей электроэнергии. Ну и в процессе эксплуатации такие розетки с USB не очень удобны.

Подключение USB розеток

Как видите, сейчас на рынке представлено достаточно большое количество USB розеток на самый разный вкус. Но независимо от их вида подключаются к электрической сети они достаточно просто. Тем не менее, ниже мы приведем варианты подключения наиболее распространенных моделей.

Подключение встраиваемых USB розеток

Начнем наш обзор вариантов подключения с наиболее распространенной модели – встраиваемой розетки. Вопросы установки закладных коробок, штробления стен и тому подобное мы рассматривать не будем, ведь они не отличаются от процессов установки обычных силовых розеток. Располагаться же USB розетка настенная должна таким образом, дабы недалеко было место для установки заряжаемых девайсов.

Для подключения USB розетки нам потребуется фазный и нулевой провод. Их мы можем взять от силовой розетки, расположенной рядом или с распределительной коробки. Исходить здесь стоит из целесообразности и трудоемкости прокладки провода.
Прежде всего снимаем напряжение с распределительной коробки или розетки, в которой предстоит производить подключение.
Фазный и нулевой провод от распределительной коробки подключаем к вводам розетки. У большинства производителей клеммы для подключения фазного и нулевого проводов имеют соответствующие обозначения. К клемме, обозначенной «L», подключаем фазный провод. К клемме, обозначенной «N», подключаем нулевой провод. Если соответствующего обозначения не имеется, то подключение производим в произвольном порядке.
У некоторых производителей ЮСБ розетка может содержать дополнительно клемму с обозначением «PE» или «PEN». Этот контакт предназначен для подключения защитного заземления.

Обратите внимание! Для подключения USB розеток можно использовать провод сечением до 2,5 мм 2 . Это ограничение обусловлено клеммами на вводах розетки. В то же время номинальный ток в 200мА в сети 220В позволяет использовать для его подключения минимально допустимый, согласно табл. 7.1.1 ПУЭ, провод сечением в 1,5 мм 2 .

На этом подключение окончено, и, закрепив розетку в закладной коробке при помощи винтов или зажимов и одев лицевую панель, можно производить подачу напряжения и проверку работоспособности розетки.

Подключение встраиваемых USB розеток с выключателем

Розетка ЮСБ с выключателем принципиально не отличается от своего собрата без коммутационного аппарата. Если выключатель и розетка поставляются единым блоком, то обычно коммутация между ними уже выполнена.

Поэтому мы будем рассматривать случай, когда выключатель устанавливается отдельно от розетки как более сложный.

На фото представлен способ подключения USB розеток через выключатель

Прежде всего снимаем напряжение с распределительной коробки или соседней розетки, от которой предстоит производить подключение.
После этого к вводу выключателя подключаем фазный провод. Провод от вывода выключателя подключаем к соответствующему контакту на блоке USB розетки. Обычно он обозначен аббревиатурой «L». Если такового обозначения нет, то просто к одному из контактов.
Нулевой провод от распределительной коробки подключаем непосредственно ко вводу розетки. Если ваша сеть выполнена согласно норм ПУЭ, то этот провод обозначен голубым цветом.
Далее наша инструкция советует подключить к соответствующим контактам защитный провод, если место для такового предусмотрено на розетке. После этого можно закрепить розетку и выключатель, подать напряжение и опробовать работоспособность нашей схемы.

Вывод

Как видите, выполнить подключение USB розеток своими руками не так уж сложно. Это является одним из доводов в пользу установки такого изделия и у себя дома.

Ведь он не только позволит заряжать ваши гаджеты, но и обозначит место для их хранения. Ведь у вас всегда будет место, где телефон или планшет проще всего поставить на зарядку или просто положить на хранение.

Как вы уже догадались, это обычная электрическая розетка на 220 вольт, которая дополнительно имеет встроенный источник питания 5 В / 2 А, позволяющий питать устройства через два USB-разъема, например им можете заряжать мобильный телефон, планшет или повербанк.

По-сути это бытовая электрическая розетка. Имеет сетевое напряжение, естественно опасное для жизни. Только электрики должны устанавливать её.

В продаже есть несколько различных типов подобных розеток. Есть версия на 1 А, 1,5 A и 2 A. Тут выбрана самая мощная версия 5V 2A.

Передняя часть имеет стандартные размеры, но, конечно, задняя немного больше за счёт платы импульсного преобразователя. Вот сравнение её со старой, которая стояла в стене до замены:

Около 30 мм глубины. Это неплохо, в большинство банок подойдет.

Белую фронтальную часть держит 4 пластиковых крючка-защёлки.

Вид после снятия крышки спереди:

Плата с импульсным источником питания может быть просто извлечена изнутри, хотя нужно быть осторожным с проводами, лучше аккуратно отодвинуть их отверткой:

Плата преобразователя 220/5 во всей красе. Некоторые элементы в SMD виде, некоторые в THT (сквозная сборка):

LED индикатор между портами USB горит постоянно при наличии сетевого напряжения. Весь блок питания собран по типичной топологии обратноходового преобразования напряжения.

Вот расстояние между первичной и вторичной сторонами (изоляция от сети), однако в конечном итоге трудно оценить развязку, поскольку она также зависит от качества трансформатора.

Контакты D+ и D- от разъемов USB находятся вместе. Контакты 5 В от USB портов также подключены и к заземлению. Есть специальный конденсатор, который находится между первичной и вторичной сторонами.

На фотографии нижней части платы видно, что трансформатор имеет одну обмотку на вторичной стороне и две обмотки на первичной. По-видимому тут регулирование напряжения полностью на первичной стороне, с использованием обмотки обратной связи, это не похоже на многие другие преобразователи, использующие оптрон.

На контроллере импульсного преобразователя можно прочитать: HX3612A и P31O557.

На плате нет транзисторов, и эта микросхема подключена непосредственно к обмоткам трансформатора, поэтому можно легко сделать вывод, что это преобразователь со встроенным транзистором MOSFET.

Под конденсатором с первичной стороны находится выпрямительный мост, установленный на поверхности платы, он имеет обозначение MB10F. Его даташит легко найти в Интернете:

Перед диодным мостом резистор FR1, точнее своеобразный предохранитель (плавкий резистор). Это резистор, который после превышения номинальной мощности быстро перегорает и разрывает цепь, защищая схему от повреждений.

Однако тут не видно никакого фильтра подавления помех, поэтому этот преобразователь может теоретически распространять помехи по сети.

Наконец, диоды D3 и D4 (маркировка SS54), которые находятся на вторичной стороне трансформатора и выпрямляют ток перед подачей его на конденсатор 470 мкФ и на разъемы USB. Диодов два, соединены параллельно. Это позволяет разделить общий ток пополам, слегка ослабляя нагрузку на каждый из диодов. А кусок фольги текстолита создает примитивный радиатор.

Диоды D3 и D4 являются диодами Шоттки, информация о них легко доступна в Сети:

Схема инвертора розетки 220 / 5 В

Далее схема соединений радиоэлементов с платы. На ней отсутствуют два резистора, но она уже дает некоторое представление о том, что там собрано:

БП работает так: фазный провод подключается к диодному мосту MB10F через резистор-предохранитель, который ограничивает зарядный ток конденсатора E1 и в то же время защищает от чрезмерного потребления тока, вызванного неправильной работой инвертора.

Полезное: Датчик ардуино для движения робота по черной линии

Элементы R2, C3, D1 представляют собой демпфер, роль которого состоит в уменьшении импульсов напряжения, которые наводятся на первичной обмотке во время переключения.

На вторичной стороне все понятно. Два диода Шоттки выпрямляют напряжение, которое поступает на электролитический конденсатор E3 (470 мкФ, 6,3 В), затем резистор 1 кОм R6 постоянно нагружает выход инвертора плюс светодиод режима ожидания.

Измерения и тесты розетки

Для начала, используя мультиметр, который был под рукой, измерим потребление тока от сети 220 В импульсным источником питания без нагрузки:

Вышло 5,21 В, то есть в пределах стандарта USB. Но значение напряжения холостого хода мало что говорит, поэтому попробуем нагрузить инвертор и посмотрим, что произойдет.

Ток зарядки: 0,67 А
Напряжение: 5,13 В
Мощность, потребляемая от сети: 4,6 Вт

Теперь проверим как БП будет вести себя под нагрузкой в 1 ампер.

Если мы знаем, что напряжение составляет 5 В, и хотим чтобы ток протекал 1 А, то можем рассчитать по закону Ома, что потребуется резистор на 5 Ом. Вот подходящий с аналогичным значением на 4,7 Ом:

Для этого взял разъем micro-USB и подготовил соответствующую нагрузку:

Вот результат тестов с резистором 4,7 Ом в качестве нагрузки.

Нагрузочный ток: 0,97 А
Напряжение: 5,17 В
Мощность потребляемая от сети: 6,5 Вт.

Попробуем загрузить блок питания еще больше. Подготовим вторую нагрузку из двух параллельно подключенных резисторов:

И используем простой USB-концентратор для одновременного подключения обеих нагрузок:

Нагрузочный ток: 1,62 А
Напряжение: 5,03 В
Мощность: 10,5 Вт.

Результаты теста оказались довольно хорошими. Даже при 1,62 А выходное напряжение не опускается ниже 5 В.

Превышение тока USB 2 А

А теперь проверим, что произойдет если превысить номинальный уровень 2 А этого преобразователя. Вот тут уже выходное напряжение выходит далеко за пределы стандарта USB. Но по паспорту инвертор имеет ток до 2 А, поэтому он так приблизительно и должен работать при перегрузке.

Нагрузочный ток: 2,20 А
Напряжение: 3,12 В
Мощность, потребляемая от сети: 9,6 Вт

Проведём 12-ти часовой тест под нагрузкой 1,5 A. Розетка была нагружена таким образом, чтобы в течение 12 часов потреблялось приблизительно 1,5 А тока. Все при комнатной температуре. Постепенно все больше и больше блок питания нагревался до 55 C. Но барьер 60 C не был превышен. Все время выходное напряжение и ток оставались более-менее одинаковыми.
Ничего не плавилось, не дымило, тест прошел довольно хорошо.

Подведем итоги

Ещё один момент: с некоторыми зарядными устройствами сенсорные экраны в смартфонах глючат, другими словами, они живут своей жизнью. Эксплуатация устройства становится практически невозможной. Например некоторые настольные розетки 220 В с USB (смотрите фото ниже) дают неплохой ток, но имеют похожую проблему.

Преобразователь всё-же имеет несколько недостатков:

Кстати, ошибкой является отсутствие конденсатора между первичной и вторичной сторонами. Этот конденсатор должен рассеивать радиочастотные помехи, проходящие через трансформатор от первичной до вторичной стороны. Кроме того, он не вводит «покалывание» утечки, поскольку относится к массе стороны сети, которая связана с постоянным потенциалом коллективного конденсатора.

Когда преобразователь имеет только L и N провода на входе, используется схема делителя RC, которая формирует искусственную массу (нейтральную точку), а вторичная масса заземления подключается через конденсатор CY.

В тестируемом здесь блоке питания не видно такого решения. Конденсатор Y связывает массу первичной цепи, которая вполне может иметь потенциал линии L.

Конечно, чтобы полностью оценить устройство, было бы полезно сделать больше тестов, посмотреть на обмотки трансформатора и оценить его изоляцию, проверить как блок питания справляется с большими отклонениями сетевого напряжения, измерить пульсацию напряжения и насколько схема излучает помехи в сеть. В любом случае установка USB-разъемов в стенах в розетках очень удобное решение.

USB разъём используется повсеместно: в ноутбуках, планшетах, смартфонах и т.д. Он отличается своей практичностью и компактностью, поэтому его используют не только для передачи данных, но и для зарядки техники. Каждый зарядка гаджета требует своего электропитания и, чтобы не занимать отдельного места в розетке, придумали готовые розетки с USB разъемами.

Розетка с USB разъемом

Все большую популярность набирают электрические розетки, в которых предусмотрены USB-разъемы для зарядки гаджетов.

Розетка с USB портом в одном корпусе

Внутри USB-розетка имеет модуль преобразователя напряжения 220 В на 5 В постоянного тока и плату с ЮСБ-портом. Модуль может иметь два выхода на разные токи заряда. Однако, некоторые производители выходы для заряда девайсов объединяют.

Встроенная

Встроенная розетка с USB: встраиваемые USB розетки представляют собой единый блок, внутри которого расположен блок питания и от одного до четырех USB разъёмов, расположенных на лицевой панели. Визуально он практически не отличим от обычной силовой встраиваемой розетки.

Двойная

Двойная розетка с USB: встраиваемая розетка двойная для скрытой проводки с USB очень удобная в эксплуатации. Имея такие силовые розетки USB, Вам уже не нужно использовать адаптеры для зарядки телефона и др. устройств. Достаточно обычный кабель USB для подзарядки Вашего девайса подключить к розетке с USB и зарядить устройство.

К тому же зарядники частенько перегорают от перепада напряжения или теряются где-то в квартире. В отличие от них сам кабель для зарядки при правильной эксплуатации не перегорит и прослужит не один год.

Накладная

Накладная розетка с USB: всегда можно сделать розетку накладной из встраиваемой посредством переходника. Накладной блок и в него внутренняя розетка. На примере Legrand серии Valena 776181. Цена, правда, у любого из нормальных производителей, боюсь, не понравится, но это уже отдельная история.

Переходник

Legrand

Розетка с USB Legrand: cиловые розетки Legrand с разъемом USB C позволяют использовать бытовую и офисную технику и при этом одновременно заряжать мобильные устройства. Новые модели отличаются стандартными размерами и занимают одно установочное место в постовой рамке.

Современный зарядный модуль USB C 5В 1.5 позволяет подключаться напрямую, не требуя дополнительных переходников, адаптеров и соединений. Он также оснащён встроенной электронной защитой от перегрузки, что обеспечивает дополнительную безопасность гаджетов во время подзарядки и предотвращает их выход из строя.

Schneider

Многоуровневая система контроля исключает поставку бракованных моделей.
Безопасность материалов для здоровья.
Высокое качество сборки и отсутствие отклонений от проектированной геометрии.

Леруа Мерлен

Розетка с USB Леруа Мерлен: встраиваемая розетка Werkel с керамической контактной площадкой подойдет для систем скрытой электропроводки с заземлением. Розетка предназначена для монтажных рамок, лицевая часть выполнена из долговечного пластика в белом цвете.

компактная встраиваемая конструкция;
керамическая контактная площадка;
защитные шторки на контактах;
2 USB-разъема.

Полезная розетка по крайне завышенной цене и с посредственным качеством изготовления и сборки, можно брать с оговорками. Недостатки: издает неприятный низкочастотный звук, который слышно в тишине.

Удлинитель розетки с USB

Аналогичные розетки с USB есть и в виде удлинителей: корпус остается тот же, добавляется длина.

Также есть не очень универсальный, под тонкие вилки — переходник с 2 USB-портами.

Розетка с USB подключение

Подключение розетки с USB портом не отличается сложностью. Однако, если нет достаточного опыта лучше пригласить специалиста. Для монтажа потребуется отвертка, индикатор фазы и нож.

Читайте также: