Alimentazione a 12 V e utenze aggiuntive sulla motocicletta

Oggi quasi nessuna motocicletta resta di serie: GPS, manopole riscaldate, presa di ricarica USB, fari supplementari, oliatore a catena o uno strumento aggiuntivo come il CUMPAN – tutto ciò richiede un'alimentazione a 12 V. Chi collega queste utenze in modo pulito tiene presenti tre aspetti: da dove viene prelevata la corrente, come è protetto il collegamento e come si evita che la batteria ne risenta. Questo articolo inquadra le basi e rimanda, per i dettagli, ad articoli di approfondimento su collegamento, relè di potenza, Battery Guard, prese USB e batterie per motocicletta.

Positivo permanente o positivo commutato – la differenza decisiva

La rete di bordo di un veicolo dispone di due sorgenti di tensione fondamentalmente diverse. Il positivo permanente (morsetto 30) è collegato direttamente alla batteria e porta tensione in permanenza – anche a motocicletta spenta e con la chiave di accensione estratta. Il positivo commutato (morsetto 15), chiamato anche positivo di accensione o attacco per utenze secondarie, è attivo solo quando l'accensione è inserita. Passa attraverso il commutatore di accensione ed è di norma protetto separatamente.

Per la maggior parte delle utenze aggiuntive, il positivo commutato è la scelta giusta. Garantisce che un dispositivo si spenga automaticamente con l'accensione e non assorba corrente da fermo. Un GPS, uno strumento aggiuntivo o delle manopole riscaldate collegati per errore al positivo permanente scaricano la batteria nell'arco di giorni o settimane senza che ci si accorga – e al successivo tentativo di avviamento il motorino resta muto. Il positivo permanente ha senso solo là dove un dispositivo deve funzionare deliberatamente anche ad accensione spenta, per esempio un antifurto.

Il consumo da fermo: il fattore sottovalutato

Molti dispositivi aggiuntivi assorbono corrente anche quando sembrano non fare nulla. L'elettronica con una propria regolazione – una presa USB con convertitore di tensione, un tracker, un adattatore di ricarica – richiede una corrente di riposo, spesso solo pochi milliampere. Sul positivo commutato ciò non ha alcuna importanza; sul positivo permanente questo assorbimento prosegue ventiquattr'ore su ventiquattro.

Quanto costa una simile corrente di riposo si può quantificare facilmente (calcolato a 12 V):

A ciò si contrappone quanto la batteria offre davvero. Una tipica 700 monta una batteria in formato YTZ10S da circa 9 Ah – pari a circa 110 Wh di energia totale. Ma di questa ne è utilizzabile solo una frazione: con una batteria al piombo se ne può prelevare circa il 20 % prima che l'avviamento diventi incerto, quindi un buon 20 Wh. Con gli ioni di litio la profondità di scarica utilizzabile è maggiore, ma manca il preavviso, perché la tensione non cala quasi fino a poco prima della fine.

Ne consegue quanto a lungo una motocicletta può restare ferma con un'utenza alimentata in permanenza:

Arrotondato – esclusa l'autoscarica della batteria ed escluso l'assorbimento a riposo del veicolo stesso – nella pratica di solito è più rapido.

Quanto sia critica un'utenza alimentata in permanenza dipende quindi fortemente dal dispositivo: una presa USB parca con 1 mA di corrente di riposo lascia la motocicletta ferma circa due mesi e mezzo, un modello con 10 mA appena poco più di una settimana.

Proprio per questo l'assorbimento proprio dei componenti collegati in permanenza è un criterio di scelta: un Battery Guard con 0,3 mA è irrilevante e può restare collegato a lungo al positivo permanente, così come una presa USB parca con 1 mA – ma non un modello con 10 o 20 mA. Chi usa il positivo permanente per l'alimentazione lo combina quindi opportunamente con una disinserzione – tramite un relè di potenza, una presa con disinserzione automatica o un Battery Guard. I suoi livelli di soglia sono progettati proprio per questo: il livello [5] (12,5 V) disinserisce a circa l'80 % di capacità residua e assicura così la capacità di avviamento, il livello [9] (11,7 V) è l'ultima riserva. Quale tensione a riposo corrisponda a quale stato di carica e da quando il motorino si limita a ticchettare è spiegato nell'articolo Il Battery Guard per la motocicletta.

A seconda del veicolo e dell'utenza, esistono vie diverse per prelevare una linea a 12 V commutata e protetta. A grandi linee si possono suddividere in tre categorie.

Il prelievo diretto sulla batteria tramite un relè di potenza è la via per le utenze che assorbono molta potenza. Anziché sovraccaricare un cavo sottile del veicolo, la corrente di carico viene prelevata direttamente dalla batteria e commutata tramite un relè il cui comando è collegato a una linea commutata.

Quale connettore si adatti a quale motocicletta, quali famiglie di connettori esistono e come si impiega correttamente il derivatore di fusibile è descritto in dettaglio nell'articolo di approfondimento Il collegamento a 12 V sulla motocicletta: connettori specifici per modello e derivatori di fusibile.

Caso particolare USB: 5 V dalla rete di bordo a 12 V

L'USB è di gran lunga l'utenza aggiuntiva più diffusa – e allo stesso tempo la più fraintesa. La rete di bordo fornisce 12 V (a motore acceso circa 13,8-14,4 V), l'USB richiede 5 V. Una presa USB non è quindi una semplice utenza, bensì un convertitore di tensione.

Ciò ha due conseguenze. Primo, per il fabbisogno di corrente: poiché la potenza si conserva (P = U × I), a parità di potenza il lato a 12 V trasporta circa un fattore 2,4 in meno di corrente rispetto al lato a 5 V – più le perdite del convertitore. Una presa doppia pubblicizzata come «5 V / 4,8 A» carica quindi la rete di bordo con un buon 2 A, non con 4,8 A. Al contrario, diventa rilevante con l'USB-C Power Delivery: una presa da 65 W assorbe, sul lato rete di bordo, circa 6 A e richiede sezione e protezione adeguate.

Secondo, per il consumo da fermo: il convertitore funziona anche senza dispositivo collegato e assorbe corrente di riposo. Se la presa è sul positivo permanente, è la classica via verso una batteria scarica. La soluzione pulita è il positivo commutato, un relè a monte o un Battery Guard.

Quale potenza eroghino davvero USB-A e USB-C, perché un telefono in modalità navigazione si scarica su una porta debole nonostante il cavo collegato e quali modelli montano già l'USB di serie è spiegato nell'articolo Installare una presa USB sulla motocicletta: 5 V dalla rete di bordo a 12 V.

La decisione in breve

Dalle tre domande scaturisce una logica semplice. Per una piccola utenza commutata è sufficiente il collegamento adeguato a una linea commutata – tramite il connettore specifico per il modello o un derivatore di fusibile. Se si aggiunge un'utenza a elevata potenza che richiede un cavo robusto, si antepone un relè di potenza che preleva la corrente di carico direttamente dalla batteria e la inserisce e disinserisce tramite una linea di comando commutata. E ovunque un'utenza funzioni sul positivo permanente o la batteria sia messa a rischio dalla somma delle utenze, un Battery Guard mette al sicuro la capacità residua per l'avviamento.

Con l'USB si aggiunge la conversione da 12 V a 5 V: qui non decide l'amperaggio a 5 V pubblicizzato, bensì la potenza effettiva – e la corrente di riposo del convertitore, che sul positivo permanente diventa un problema.

Nella pratica questi elementi si combinano: il connettore specifico per il modello come prelievo pulito, il relè per i grandi carichi e il Battery Guard come protezione sullo sfondo – il tutto sostenuto da una batteria adatta al profilo di consumo. Per ogni livello esistono componenti adeguati, e la gamma viene ampliata di continuo con ulteriori tipi di connettori e soluzioni speciali.