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關(guān)于行車記錄儀取電方式的簡單分析,_菲翔論壇_手機汽車之家

 自悟之道 2015-09-05

前段時間看到之家編輯出的一篇標題為“膽大心細 編輯教你行車記錄儀如何布線”的文章,

鏈接: http://www.autohome.com.cn/use/201307/578478.html

     那個時候就想也寫一篇相關(guān)的內(nèi)容,只是時間關(guān)系拖到現(xiàn)在才抽出空來好好整理一下。當然是不會與前文的編輯同志比文采和編排,這方面咱還是有自知自明的 ,我寫的內(nèi)容主要還是技術(shù)討論方面的。

我想說的是:哥,有更好的解決方案不用,整那么復雜干嘛呢。

 (說明:以下內(nèi)容文字較多可能比較枯燥,如果只是想了解大概的可以只看高亮的總結(jié)性內(nèi)容)

汽車的電源系統(tǒng)

     為了保證車載電器的供電在汽車上都配備電池及發(fā)電機充電系統(tǒng),家用轎車使用的是12V的鉛酸蓄電池,容量大概從20~100AH不等,這主要是取決于廠商的良心。汽車點火時電池給啟動電機供電驅(qū)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)起來,發(fā)動機啟動運轉(zhuǎn)起來后帶動發(fā)電機給蓄電池充電,從而保持電池系統(tǒng)的電力儲備。

     汽車上的各路電源供應取自蓄電池,只是根據(jù)不同設備的工作特點和時序要求行車電腦進行了不同的控制和管理,電源系統(tǒng)根據(jù)功能不同大致分為:BAT、常電、ACC、IGN、ST 幾種


BAT:蓄電池的直接連接端,可以提供較大的電流。后期加裝一些大功率設備是一般可以直接從蓄電池取電,比如后加的大功率音響低音炮等,使用時需要在靠近蓄電池端串上保險絲以防不測; 

常電:這是一種習慣性的稱謂,簡單的理解就是車子工作時一直有電,這分兩種情況,有些車型常電通過保險絲直接并到蓄電池BAT電源不受行車電腦系統(tǒng)的控制,這個時候的常電就是絕對的一直有電;另外還一些車型的常電受行車電腦控制的,車子解鎖后一直有電,但是鎖車后延時一段時間后也會斷電,相對于ACC、IGN等電源來說他是解鎖后一直有電。

ACC:輔助設備電源,如音響、點煙器等外設就是通過ACC供電,ACC電源在鑰匙打到ACC和ON檔時有12V電壓,LOCK檔時斷電,另外汽車啟動瞬間ACC電源也會斷電,主要是因為啟動機需要消耗很大的電流,為了保證順利啟動,在點火的時候會把一些非關(guān)鍵的設備斷電,啟動完成后再恢復供電。我們可以看到汽車音響在車子點火的時候都會被斷電,發(fā)動起來后又重新啟動。后面加裝的設備一般很多都是靠ACC電源供電。

IGN:對應于鑰匙出于ON狀態(tài)是有時,且在點火時也不斷電。主要是用于給發(fā)動機工作用的電路供電,如發(fā)動機周邊的一些傳感器等

ST:啟動電源,只是在點火發(fā)動時有電

 

行車記錄儀的供電要求

   行車記錄儀的主要部件有:主控芯片、RAM、圖像傳感器、SD卡、LCD顯示屏、電池或超級電容等。記錄儀整機一般都是采用5V的供電電壓,通過MINI USB口連接。因此記錄儀使用時需要通過12V轉(zhuǎn)5V的DC/DC變壓模塊進行電源變換。這就是為什么記錄儀配件里面都有一個電源變換器的原因了。正常工作時記錄儀功率消耗大概在3W左右,輸入電流大概就是0.6A左右,假設電源變換模塊轉(zhuǎn)換效率80%算的話,對應的12V輸入端的電流大概在0.3A左右。電流還是非常小,取電時可直接并接到其他用電設備上不用增加保險絲的通流能力

 

記錄儀的電源輸入與工作狀態(tài)的關(guān)系

     前面提到記錄儀內(nèi)部已經(jīng)集成的電池或超級電容,那是不是就可以長時間使用內(nèi)部電池供電了呢?如果電池容量足夠大的話當然可以,不過廠家一般出于體積和成本考慮,使用的電池容量一般都不大。實際上考慮到使用環(huán)境是在汽車上,電源是很容易獲取的,因此記錄儀內(nèi)部集成電池的作用主要是為了在外部供電中斷后能夠讓系統(tǒng)維持一段時間以便將最后一段視頻數(shù)據(jù)保存到SD卡中。所以內(nèi)部電池的容量一般都只能讓記錄儀工作幾分鐘,正常工作時電源主要還是來自外部輸入,并且會根據(jù)外部供電的情況來決定記錄儀的工作狀態(tài),外部供電正常時記錄儀啟動并開始記錄,外部供電撤銷后切換到內(nèi)部電池并緊急保存最后一段數(shù)據(jù)后即關(guān)閉。簡言之就是給電就啟動記錄,斷電就關(guān)閉

 

汽車上那種電源適合給記錄儀供電

     由于我們關(guān)注的主要還是汽車運行時的環(huán)境變化的視頻信息,除非是出于特殊的監(jiān)控要求,否則車子停在停車場時是不需要記錄的,這應該就是行車記錄儀名字的由來吧。不中斷的記錄將產(chǎn)生大量的垃圾數(shù)據(jù)很快就會把存儲卡的空間填滿,并將有用的視屏數(shù)據(jù)覆蓋掉,而且長時間不關(guān)機的話很容易導致汽車電瓶虧電縮短電瓶的壽命,不小心把電瓶電力耗光的話汽車就無法正常啟動了。因此記錄儀理想的電源應該是汽車發(fā)動后供電,發(fā)動機熄火后關(guān)閉供電。這樣才能實現(xiàn)真正的行車記錄。

     再看看我們的汽車上哪一路電源可以直接用于做行車記錄儀的電源。仔細分析不難發(fā)現(xiàn)沒有一路電源是可以完美匹配的,主要問題是上電的時機不吻合,相比較而言ACC和IGN兩路電源的工作狀態(tài)到是比較接近,不過出于行車安全考慮IGN電源僅是一些重要的電路使用,并不適合開放給一些普通的外部設備使用,假設因為一些非關(guān)鍵的外部設備發(fā)生故障導致電源不正常的話講直接導致發(fā)動機工作失常那就得不償失了。因此可以直接用于給記錄儀供電的也就只有ACC電源了。汽車上的點煙器電源就是ACC電源(少量車型點煙器電源為常電比如福特系列)因此當前的行車記錄儀的電源都帶有點煙頭取電的電壓變換器,這主要是出于通用型和成本考慮的。每個汽車都具有點煙器電源插頭,記錄儀拿過來插上去就可以使用,這種電源變換器的成本也非常低。

     不過記錄儀直接從ACC電源取電的話主要還存在兩個問題,一是ACC電源存在二次上電的問題;二是存在無效記錄問題,很多時候我們停車后還會待車上聽聽收音機什么的,這個時候記錄儀也是在持續(xù)工作著。

    ACC取電二次上電問題分析:汽車鑰匙插入并擰到ACC或ON檔時ACC有電,記錄儀得到電源后開始啟動,但是當我們點火啟動發(fā)動機的時候,ACC會短暫的斷電,記錄儀開始保存數(shù)據(jù)并準備關(guān)機,過了一會兒汽車啟動完成鑰匙回到ON檔時,記錄儀有重新上電,然后才開始持續(xù)的工作,每一次點火都要經(jīng)歷同樣的過程。有一些記錄儀停止工作動作快一點或者內(nèi)部電池不頂事的話,短暫的電源中斷就直接重啟了。

     很多車友也發(fā)現(xiàn)了這個問題,為了避開ACC在汽車點火器件中斷的問題,部分動手能力強一點的在電源變換器前面串上延時開關(guān)模塊,使ACC有電后延時一段時間在給記錄儀供電,避開點火時ACC斷電時間點,從而避免二次重啟的問題。不過還是不能完美解決,由于延時時間不可能設置很長,否則就有一段時間會漏掉無法記錄下來,因此如果插入鑰匙后直接點火啟動的話還好一些,但是如果上車先聽一會兒收音機后再點火的話還是會有二次上電的問題。


關(guān)于記錄儀的取電位置

      記錄儀的最佳安裝位置是在內(nèi)后視鏡周圍,這個地方拍攝的角度最好,更重要的是對駕駛者的視線影響最小,因此毫無懸念的成為行車記錄儀的最佳安裝位置。如下面圖中安裝在后視鏡后面偏向副駕駛位一側(cè),另外有一些記錄儀直接集成在后視鏡的里面或者是掛在后視鏡上面也是不錯的選擇。

 


    由于一般汽車上提供的給車主使用的12V電源就只有點煙器插頭的,除了福特車型的點煙器電源是常電以外,其他大部分車型都是ACC電源。對普通車主來說這個地方取電是最容易的,可以直接將線直接從點煙器拉倒記錄儀所在的位置就可以了,如圖中的棕色虛線。這種裸露的布線美觀性顯然不太好,線路裸露在外面經(jīng)常碰到也容易導致接觸不良,而且影響駕駛員的視線,存在一定的安全隱患。短時間內(nèi)測試使用一下還可以,長期使用的話建議走暗線。另外一般汽車在駕駛位旁邊只提供一個點煙器電源插座,如果還有其他設備需要用電的話就不得不另外買一個擴展插頭,增加成本,降低美觀,接頭連接多了可靠性也有所下降,比較適合于不抽煙,不加裝其他用電外設或不想改動原車線路的車友。

     另外車上比較容易獲得12V電源的地方還有駕駛員左腳上方的保險盒,以及汽車的頂燈。保險盒是各路電源的集結(jié)地,各種12V電源都能夠在這里找到,但也正因如此保險盒的線路是比較復雜的,沒有一定電路經(jīng)驗的車主很難獨立完成取電工作,因此建議不熟悉的車主花點錢到維修廠讓專業(yè)人員幫你搞定,另外從保險盒取電需要另外購置取電插頭和12V轉(zhuǎn)5V的電源模塊。由于都是連接到ACC電源,因此保險盒取電與從點煙器取電都存在二次啟動和停車也記錄的問題。

      上圖中的黃色實線和棕色實線就是一般的走線路勁了,由于需要將線路埋到A柱和頂棚里面,走線過程純粹就是一個體力活,具體參考本文開頭出的文章介紹,這里就不詳述了。

      第三個常用的取電點就是頂燈。從頂燈到后視鏡距離30厘米左右,線可以輕易的從頂棚與車頂之間的空間穿過。而且頂燈是線束的末端,只有燈泡和開關(guān)話和頂燈電源線束,線路結(jié)果非常簡單,拆卸起來也很容易,很適合車主DIY,如果可以從這里取電應該是最方便快捷的。下面就分析一下從頂燈取電的可行性。

     經(jīng)過大量收集和分析,汽車的頂燈線路結(jié)構(gòu)大致分為基本功能部分和擴展功能部分。

     基本功能部分是每個車子都有的,包括頂燈、頂燈控制開關(guān)和頂燈線束,頂燈電源有兩個回路,一個是門控開燈回路,另外一個是手動開燈回路。對應的線束包括12V電源、門控電源、公共地線 三根。

     擴展功能一般是同款車型中一些高配車增加一些功能,比如最常見的就是天窗系統(tǒng)了,擴展功能回路的加入使頂燈線路復雜性大大增加。慶幸的是汽車廠商考慮了高低配置車型的線路兼容性,因此基本部分和擴展部分的線束往往是分開的,這就大大降低了識別頂燈電源線束的難度。

     大部分車型可以通過一些簡單的方法找到頂燈的電源線和地線。首先找到單獨的3腳插頭,插頭上的3根線就是頂燈電源線束;接著是找到公共地線,地線的原色一般都是黑色;最后就是而選一了12V電源線上次后一直有電,門控電源線在開門后有點,關(guān)門延時一段時間自動斷電,根據(jù)這一特征在車門頂燈熄滅后用一個燈泡簡單的測試一下就可以識別出來。

以上方法可以使用與大部分車型,有一些車型車型可以結(jié)合其他特征區(qū)別,比如從頂燈燈燈泡往回找,當然如果你懂得使用萬用表測量電壓的話那就更不不是問題了。

接著我們來看一下頂燈上的那個電源線是屬于那種電源

      經(jīng)過分析,頂燈線束上的12V電源屬于常電,根據(jù)前面對常電的分析:一種是長期有電,不管是在什么狀態(tài)線都有12V電源,除非是保險絲燒斷或電池也沒電了;另外一種是按遙控開鎖時通電,鎖車后延時斷電。部分車型在鎖車后控制系統(tǒng)會延時一段時間然后自動關(guān)閉車上的外部設備的供電,避免由于外部設備忘記關(guān)閉導致電池虧電,延時的時間長短與車型有關(guān),部分車型一鎖車就關(guān)閉,一些鎖車后20幾分鐘后才關(guān)閉。區(qū)分是否自動關(guān)閉的方法很簡單,只要你下車前把頂燈開關(guān)打到手動開的模式,然后鎖車即可,過一個小時后回來看一下頂燈是否亮著就知道了,注意回來看的時候不要按動遙控器的任何按鍵。

     如果頂燈的電源如果是一直有電的,顯然不能直接使用普通的電壓變換器給記錄儀供電,要不然就變成24小時記錄了。具有延時關(guān)閉功能的車型倒是可以直接取電,不過也不完美,主要問題是記錄儀會在很多不需要的時候啟動,比如我們只是到車上拿點東西,只要看一下門記錄儀就啟動了,另外鎖車后還需要等較長的一段時間后才能自動關(guān)閉。

通過上面的分析可以總結(jié)如下:

1、  點煙器取電操作難度和風險最小,但是不美觀且可靠性較低。適合比較保守堅決不愿意改線者

2、  保險盒取電線路隱蔽,但需要另外購置保險取電頭和降壓線,且施工難度大,適合于完美主義者

3、  頂燈取電位置最理想,路徑最短操作難度較小,但是要求頂燈的常電能延時自動關(guān)閉,頂燈一直有電的車型使用普通的降壓線無法正常關(guān)閉。

     另外由于ACC電源的特點決定了使用普通的12V轉(zhuǎn)5V的DC/DC降壓模塊取電的話,都會存在二次啟動及增加無效記錄的問題,不管是通過上述的哪個取電方式都不能獲得完美的效果。

      行車記錄儀的理想工作模式應該是與發(fā)動機的工作同步的,就是發(fā)動機啟動時記錄儀工作,發(fā)動機熄火后關(guān)閉。這就要求給記錄儀供電的5V電源最好也是要與發(fā)動機同步工作,發(fā)動機運行時電源正常供電記錄儀記錄視頻;發(fā)動機熄火后電源關(guān)閉記錄儀也將自動停止工作。由于沒有找到可參考的先例,就暫時先稱這種電源為“發(fā)動機同步電源”吧。

      如果這種發(fā)動機同步電源只需要12V電源輸入不需要其他任何輔助控制信號的話,就可以不受12V電源種類的限制直接連到車上任意12V電源(常電、ACC等不限)即可正常工作,同時也就就可以擺脫車型的限制。只要接到任意車型的任意12V電源上就可以讓行車記錄儀實現(xiàn)真正意義上的行車記錄。這才是行車記錄儀所需要的完美電源。

有了這種“發(fā)動機同步電源”從頂燈取電后作為記錄儀電源,不管頂燈電源是否延時自動關(guān)閉都變得不重要。接線過程將變得非常簡單:

第一步:卸下頂燈

第二部:找到12V電源及地線分別連接到“發(fā)動機同步電源”的輸入端,5V輸出端連接記錄儀

第三部:固定好線路并將頂燈裝回


    就那菲翔來講,不管哪種配置的車型,頂燈線束都是中間的那個三腳的插頭,黑色的是公共地,中間的是門控電源,另外一根就是常電了,就詳細介紹一下菲翔的頂燈取電全過程:


所需要的工具:

    取電模塊-----1套;    鉗子------ 1把;    螺絲刀------ 1把;


下面正式開始

第一步:頂燈拆卸

    面積比較小的頂燈一般都是通過壓片固定,找準范圍稍微用力就可以把頂燈扒下來;

    面積比較大的頂燈需要螺絲增強固定,一般是在眼鏡盒里面或者隱藏在燈板里面,比較容易找到。松開眼鏡盒中的兩顆固定螺絲,抓住頂燈靠近前擋玻璃一側(cè)稍用力下拉頂燈就可以順利取下。


第二步 找線及接線

    勁享版有天窗的頂燈結(jié)構(gòu)如下,如果是不帶天窗的車子只有中間的頂燈線束比這個要簡潔的多,實際測試頂燈線束中:黑線為地線;中間的紅線為門控電源;邊上的黃線為12V常電。不同車型線的12V常電顏色可能有所不同,不過只要是菲翔三根線的位置和功能是固定的,只要接兩側(cè)的線即可,黑色線與同步電源的黑線對接,然后再接另外一根即可。


  取電方法:使用鉗子 將無損快速取電夾與線壓緊,直接地線和12V常電即可

   將電源模塊的電源輸入的地線和電壓線分別與壓接在頂燈線束上的線對接取電就完成了

    電源模塊的輸入端是從下圖所示的位置穿過來的,電源線接好之后可以將電源模塊塞到下面圈起來的地方后面的空間里,5V輸出端的迷你USB口接到記錄儀。

 最后:檢查一下連線無誤即可啟動發(fā)動機測試記錄儀是否正常工作,確認沒問題就可以將線稍微整理固定好并將頂燈裝回即完成。


模塊使用效果:

汽車發(fā)動前:鑰匙擰到ACC或ON檔記錄儀都不會啟動;

汽車發(fā)動起來后:延時5秒鐘左右記錄儀跟著啟動,開始正常工作;

發(fā)動機熄火后:延時大概30秒,記錄儀自動進入關(guān)閉狀態(tài),需等待下一次汽車發(fā)動后再啟動


    整個過程無需人為操作,全部有模塊自動完成。只需要將輸入端接到汽車的常電或者ACC等任意12V電源上即可,不受車型限制,也不依賴原車控制系統(tǒng)。

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