12 V:n pistorasia, joka tunnetaan myös auton tupakansytyttimenä tai 12 V:n lisäpistorasiana, on ensisijainen tapa syöttää virtaa kannettavaan elektroniikkaan autoissa, kuorma-autoissa, vapaa-ajan ajoneuvoissa, veneissä ja muutamissa muissa yhteyksissä. Vaikka nämä pistorasiat suunniteltiin alun perin tupakansytyttimien lämmittämiseen, niistä tuli nopeasti suosittuja todellisina autojen virtalähteinä. Nykyään on mahdollista saada virtaa mitä tahansa hienostuneesta puhelimesta tai tabletista rengaskompressoriin käyttämällä täsmälleen samaa pistorasiaa, jota käytettiin aikoinaan vain auton tupakansytyttimenä. Joissakin ajoneuvoissa on useita pistorasioita, joiden tarkoitus on antaa virtaa useille lisälaitteille, vaikka on harvinaista, että useampi kuin yksi hyväksyy tupakansytyttimen. Vastaavasti näiden ANSI/SAE J563:n liitäntöjen tekniset tiedot sisältävät kaksi versiota: toinen, joka toimii tupakansytyttimien kanssa, ja toinen, joka ei toimi. Jos olet koskaan yrittänyt kytkeä tupakansytyttimen tupakansytyttimeen niin, että se putoaa heti takaisin, se on syy.
Autotarvikkeiden voiman historia
Kun ensimmäiset autot saapuivat tielle, ajatusta autojen sähköjärjestelmästä ei vielä ollut olemassa. Itse asiassa ensimmäisissä autoissa ei ollut edes minkäänlaisia sähköjärjestelmiä. Näissä autoissa oli moottoreita, jotka riippuivat magnetoista tuottamaan kipinää, aivan kuten ruohonleikkurisi luultavasti tekee nykyään, joten akkua ei tarvittu. Kun valaistus jo oli, se oli kaasu- tai petrolilampun kautta, joten sielläkään ei tarvinnut sähköasennusta. Kun autojen sähköjärjestelmät vihdoin saapuivat, he käyttivät tasavirtageneraattoreita. Nämä generaattorit, toisin kuin nykyiset vaihtovirtageneraattorit, eivät vaatineet jännitesyöttöä toimiakseen. Ne olivat hihnavetoisia, aivan kuten nykyaikaiset dynamot, ja ne tarjosivat tasavirtaa, joka tarvitaan lisävarusteiden, kuten lamppujen, käyttämiseen. Seuraava innovaatio oli lyijyakkujen lisääminen varastoimaan sähköä ja toimimaan lähteenä, kun moottori ei ollut käynnissä. Tämän lisäyksen myötä tuli yhtäkkiä mahdolliseksi lisätä muita nykyään itsestäänselvyytenä pitämiämme lisävarusteita, kuten sähkökäynnistysmoottoreita. Vaikka varhaiset sähköjärjestelmät, jotka sisälsivät sekä tasavirtageneraattorin että lyijyakun, mahdollistivat teknisesti sähkövarusteet, näiden generaattoreiden tuottama erittäin vaihteleva jännite aiheutti ongelmia. Jännitteen säätelyyn käytettiin mekaanisia laitteita, mutta nykyaikaiset autojen sähköjärjestelmät pääsivät todellisuudessa vasta dynamojen käyttöön. Toisin kuin generaattorit, nykyaikaisten henkilö- ja kuorma-autojen vaihtovirtageneraattorit tuottavat vaihtovirtaa, joka muunnetaan tasavirraksi akun lataamiseksi ja lisätehoksi. Vaikka tämäntyyppinen sähköjärjestelmä ei vieläkään tarjoa täysin tasaista jännitettä, lähtöjännite pysyy suhteellisen vakaana riippumatta siitä, kuinka nopeasti laturi pyörii, mikä oli avaintekijä auton tupakansytyttimen syntymiselle tosiasialliseksi tasavirtapistorasiaksi.
Tupakoiva ase
Vaikka ihmiset olivat syöttäneet virtaa lisälaitteille autojen sähköjärjestelmiensä kanssa siitä lähtien, kun autojen sähköjärjestelmät keksittiin, lisävarusteet oli kytkettävä manuaalisesti. 12 V:n auton pistorasian ilmaantuminen oli melkein sattumaa, koska se valittiin hyvin erilaisesta alkuperäisestä tarkoituksesta.
Tupakansytyttimet sekä valot ja radiot olivat ensimmäisiä lisävarusteita, jotka hyödynsivät autojen varhaisia sähköjärjestelmiä, ja niitä alettiin näyttää OEM-vaihtoehtoina vuoden 1925 tienoilla. Nämä varhaiset tupakansytyttimet käyttivät «kelaa ja kelaa» -järjestelmää, mutta niin sanotusta «langattomasta» tupakansytyttimestä tuli lopulta autojen ja laivojen de facto pistorasia. Nämä «langattomat» auton tupakansytyttimet koostuvat kahdesta osasta: lieriömäisestä vastakkeesta, joka sijaitsee tyypillisesti auton kojelaudassa, ja irrotettavasta pistokkeesta. Pistorasia on kytketty virtaan ja maahan ja pistoke sisältää kierretyn, bimetallinauhan. Kun pistoke työnnetään pistorasiaan, kierretty nauha täydentää sähköpiirin ja muuttuu sitten kuumaksi. Kun pistoke on irrotettu, kuumaa kelaa voidaan käyttää sikarin tai savukkeen sytyttämiseen.
Esittelyssä 12V pistorasia
Vaikka niitä ei alun perin suunniteltu lisävarusteiden tehostamiseen, auton tupakansytyttimet tarjosivat liian hyvän mahdollisuuden jättää käyttämättä. Koska varsinainen kevyempi osa oli irrotettavissa, kun kela-kelaversio poistui käytöstä, pidike itse tarjosi helpon pääsyn virtaan ja maahan. Tämä helppo pääsy virtaan ja maahan johti pistokkeen kehittämiseen, joka voidaan asettaa ja irrottaa ilman, että lisävarustetta tarvitsisi kytkeä pysyvästi auton sähköjärjestelmään. ANSI/SAE J563 -spesifikaatio on kehitetty varmistamaan yhteensopivuus eri valmistajien tupakansytyttimien ja 12 V pistokkeiden välillä. Erittely edellyttää, että 12 V:n pistorasian sylinteriosa kytketään negatiiviseen akkuun, joka on maadoitettu useimmissa autojärjestelmissä, kun taas keskikosketuspiste on kytketty positiiviseen akkuun. ANSI/SAW-standardi on antanut kolmansille osapuolille mahdollisuuden suunnitella ja esitellä valtavan valikoiman laitteita renkaiden täyttölaitteista hiustenkuivaajiin, jotka on suunniteltu ottamaan virtaa tupakansytyttimen pistorasioista.
Ongelmia 12V autopistorasian käytössä
Koska auton tupakansytyttimiä ei alun perin ollut tarkoitettu käytettäviksi lisävarusteena, niiden käyttämisessä tässä ominaisuudessa on muutamia luontaisia ongelmia. 12 V:n pistorasiaan suunniteltujen laitteiden pitäisi siksi pystyä kiertämään nämä puutteet. Suurin ongelma käytettäessä auton tupakansytyttimen 12 V pistorasiana on itse pistorasian sisähalkaisija ja syvyys. Koska näiden pistorasioiden, joita joskus kutsutaan tölkeiksi, koko vaihtelee, 12 V:n pistokkeissa on yleensä jousikuormitetut koskettimet. Käyttämällä jousikuormitettuja koskettimia kiinteiden koskettimien sijasta 12 V:n pistokkeet voivat pitää sähköisen kosketuksen melko laajalla toleranssimarginaalilla. Se tarkoittaa kuitenkin myös sitä, että tämäntyyppinen pistoke voi ajoittain menettää sähköisen kosketuksen.
Toinen ongelma 12 V:n autopistorasian käytössä liittyy autojen sähköjärjestelmien toimintaan. Vaikka nykyaikaiset vaihtovirtageneraattorit pystyvät ylläpitämään suhteellisen tasaisen lähtöjännitteen, normaali toiminta mahdollistaa erilaisia lähtöjännitteitä. Tätä silmällä pitäen kaikkien autojen sähkövarusteiden pitäisi pystyä toimimaan noin 9-14 V DC:llä. Monissa tapauksissa sisäänrakennettua DC-DC-muunninta käytetään muuttamaan muuttuva tulojännite vakaaksi lähtöjännitteeksi lennossa.
Voiko auton tupakansytyttimen vaihtaa?
Vaikka tupakointi ei ole niin suosittua kuin ennen, auton tupakansytyttimet eivät todennäköisesti mene minnekään lähiaikoina. Osa autoista on toimitettu ilman tupakansytyttimiä vuosien varrella, ja toisissa on lisävarusteliitin tyhjällä pistokkeella sytyttimen sijasta, mutta ajatus tupakansytyttimen jättämisestä autoon kokonaan ei ole vielä herännyt. Ongelmana on, että vaikka ihmiset eivät käyttäisikään auton tupakansytyttimiä siihen tarkoitukseen, johon ne alun perin suunniteltiin, aivan liian monet kannettavat laitteet luottavat tekniikkaan tosiasiallisena virtalähteenä voidakseen luopua siitä kokonaan. USB voi olla hyväksyttävä vaihtoehto, koska monet kannettavat laitteet käyttävät USB:tä dataan ja virtaan. On mahdollista, että USB-portit ohittavat lopulta autojen tupakansytyttimen ja lisävarusteliitännät, mutta USB-laturin kytkeminen auton tupakansytyttimeen on niin helppoa, että autonvalmistajat epäröivät hyväksyä tällaista muutosta täysin.