Как запалките за цигари се превърнаха в 12V контакти за аксесоари
12V гнездо, известно още като запалка за автомобил или 12V спомагателен контакт за захранване, е основният метод, чрез който се доставя енергия преносима електроника в автомобили, камиони, превозни средства за отдих, лодки и в няколко други контекста. Въпреки че първоначално тези контакти са били предназначени за нагряване на запалките, те бързо придобиват популярност като де факто автомобилен електрически контакт.
Днес е възможно да захранвате всичко от авангарден телефон или таблетка към компресор за гуми със същия точен контакт, който някога е бил използван само като запалка за автомобил.
Някои превозни средства се предлагат с множество контакти с изричната цел за захранване на множество аксесоари, въпреки че е необичайно повече от едно да могат да приемат запалка.
Съответно спецификациите за тези електрически контакти, които се съдържат в ANSI/SAE J563 включват два варианта: един, който работи със запалки, и един, който не работи. Ако някога сте се опитвали да поставите запалка в гнездото на запалката само за да падне веднага, ето защо.
Историята на мощността на автомобилните аксесоари
Когато първите автомобили излязоха на пътя, идеята за автомобилна електрическа система все още не е съществувал. Всъщност първите автомобили дори не са включвали електрически системи от какъвто и да е вид. Тези автомобили имаха двигатели, които разчитаха на магнити, за да осигурят искра, точно както вашата косачка вероятно прави днес, така че не беше необходима батерия. Когато изобщо беше включено осветлението, то беше с газова или керосинова лампа, така че и там не се изискваше електрическа система.
Когато най-накрая пристигнаха автомобилните електрически системи, те използваха DC генератори. Тези генератори, за разлика от съвременните алтернатори, не изискват никакво входно напрежение, за да работят. Те бяха задвижвани с ремък, точно като съвременните алтернатори, и осигуряваха необходимото DC захранване за задвижване на аксесоари като светлини.
Следващата иновация беше добавянето на оловно-киселинни батерии за съхраняване на електричество и осигуряване на източник, когато двигателят не работи. С това допълнение изведнъж стана възможно добавянето на други аксесоари, които днес приемаме за даденост, като електрически стартерни двигатели.
Въпреки че ранните електрически системи, които включват и двете a DC генератор и оловно-киселинна батерия, които технически направиха възможни електрически аксесоари, широко променливото напрежение, произвеждано от тези генератори, създаде проблеми. Механичните устройства бяха използвани за регулиране на напрежението, но съвременните автомобилни електрически системи не пристигнаха до въвеждането на алтернатори.
За разлика от генераторите, алтернаторите, намиращи се в съвременните автомобили и камиони, произвеждат променлив ток, който се превръща в постоянен ток за зареждане на батерията и осигуряване на допълнително захранване. Въпреки че този тип електрическа система все още не осигурява напълно равномерно напрежение, изходното напрежение остава относително стабилно независимо от това колко бързо се върти алтернаторът, което беше ключов фактор за възхода на запалката в колата като де факто DC захранване изход.
Димящият пистолет
Въпреки че хората захранваха аксесоари с техните автомобилни електрически системи откакто автомобилните електрически системи бяха изобретени за първи път, аксесоарите трябваше да бъдат свързани ръчно. Появата на 12V автомобилен електрически контакт беше почти случайна, тъй като беше кооптирана от напълно различна първоначална цел.
Запалки за цигари, заедно със светлини и радиостанции, бяха сред първите аксесоари, които се възползваха от ранните автомобилни електрически системи и започнаха да се появяват като OEM опции около 1925 г.
Тези ранни запалки за цигари използваха система „намотка и макара“, но така наречената „безжична“ запалка за цигари в крайна сметка ще се превърне в де факто автомобилния и морски контакт.
Тези „безжични“ автомобилни запалки за цигари се състоят от две части: цилиндричен съд, който обикновено се намира в таблото на автомобила, и подвижен щепсел. Контактът е свързан към захранване и заземяване, а щепселът съдържа навита биметална лента.
Когато щепселът бъде натиснат в гнездото, навитата лента завършва електрическа верига и впоследствие става гореща до червено. Когато щепселът се извади от контакта, нажежената до червено намотка може да се използва за запалване на пура или цигара.
Представяме ви 12V гнездо
Въпреки че първоначално не са били проектирани с цел захранване на аксесоарите, запалките за цигари за автомобили предоставяха възможност, която просто беше твърде добра, за да се пропусне. Тъй като действителната по-лека част беше подвижна, след като версията с намотка и макара излезе от употреба, самият съд осигурява лесен достъп до захранването и земята.
Този лесен достъп до захранване и заземяване позволи разработването на захранващ щепсел, който може да се поставя и изважда без нужда постоянно свързване на аксесоар в електрическата система на автомобила.
Спецификацията ANSI/SAE J563 е разработена, за да осигури съвместимост между гнездата за запалки и 12V щепселите, произведени от различни производители. Съгласно спецификацията, цилиндърната част на 12V контакт трябва да бъде свързана към батерията отрицателен, който е заземен в повечето автомобилни системи, докато централната контактна точка е свързана към акумулатора положителен.
С въвеждането на стандарта ANSI/SAW трети страни успяха да проектират и въведат огромна гама от устройства, от помпи за гуми до сешоари, които са проектирани да черпят енергия от контактите на запалката.
Проблеми с използването на автомобилен 12v контакт
Тъй като запалките за цигари за автомобили първоначално не са били предназначени за използване като гнезда за аксесоари, има няколко присъщи проблема с използването им в това качество. Съответно устройствата, които са проектирани да използват 12V контакт, трябва да могат да заобикалят тези недостатъци.
Най-големият проблем при използването на гнездо за запалка за кола като 12V гнездо е вътрешният диаметър и дълбочината на самия съд. Тъй като има някои вариации в размера на тези контейнери, които понякога се наричат кутии, 12V щепселите обикновено имат пружинни контакти.
Чрез използване на пружинни контакти вместо фиксирани контакти, 12V захранващи щепсели са в състояние да поддържат електрически контакт в доста щедър диапазон от толеранси. Това обаче също означава, че този тип щепсел може да загуби електрически контакт от време на време.
Друг проблем с използването на автомобилен 12V контакт е свързан с начина, по който работят автомобилните електрически системи. Въпреки че съвременните алтернатори са в състояние да поддържат относително еднакво изходно напрежение, нормалната работа позволява диапазон от изходни напрежения.
Имайки това предвид, всички автомобилни електрически аксесоари трябва да могат да работят на приблизително 9-14V DC. В много случаи се използва вграден DC-to-DC преобразувател за преобразуване на променливото входно напрежение в постоянно изходно напрежение в движение.
Може ли запалката за автомобил да бъде заменена?
Въпреки че пушенето не е толкова популярно, колкото беше преди, запалките за автомобилни цигари едва ли ще отидат някъде скоро. Някои автомобили са се доставяли през годините без запалки за цигари, а други са включвали гнездо за аксесоари с празен щепсел вместо запалка, но идеята да се изостави изцяло запалката за цигари в колата все още не се е наложила.
Проблемът е, че дори хората да не използват запалки за цигари за колата за целта, която са били първоначално проектирани, твърде много преносими устройства разчитат на технологията като де факто източник на енергия, за да я изхвърлят като цяло.
USB може да докаже, че приемлива замяна защото толкова много преносими устройства използват USB за данни и захранване. Възможно е USB портовете в крайна сметка да изпреварят запалката и гнездата за аксесоари в автомобилите, но е толкова лесно просто включете USB зарядно устройство в запалка за цигари за автомобил, така че автомобилните производители може да се поколебаят да приемат напълно този тип промяна.