Een Power Line-filter ontwerpen en bouwen voor een Android-telefoonoplader - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

In deze Instructable zal ik laten zien hoe je een standaard USB-naar-mini-USB-kabel kunt nemen, deze in het midden kunt scheiden en een filtercircuit kunt plaatsen dat de overmatige ruis of hash die door een typische Android-voeding wordt geproduceerd, vermindert. Ik heb een draagbare multiband-radio die niet werd geleverd met een standaardaansluiting voor een, maar met een mini-USB-stekker. Toen ik hem op een 5V-voeding van het type dat zou worden gebruikt om een Android-telefoon op te laden, inplugde, kreeg ik alleen maar ruis op AM en kortegolf. Het kan alleen worden gebruikt op FM. Er zijn een paar AM-radiostations waar ik graag naar luister, dus besloot ik een passief filter te ontwerpen om de meeste ruis te blokkeren die wordt geproduceerd door de voeding van de Android-telefoon.

Benodigdheden

1) 3 inch lang stuk krimpkous met een diameter van 1 inch, type 3M CCT 1100 (elektronicawinkel)

2) 6 voet normale USB naar mini-USB-kabel. (dollarwinkel)

3) 3 x 1/2 inch stuk perf- of vectorbord (winkel voor elektronische onderdelen)

4) (2) Smoorspoel van 2,5 millihenry geborgen uit een oud circuit met compacte fluorescentielampen.

5) (1) 1000 microfarad elektrolytische condensator, 10 volt of hoger (winkel voor elektronische onderdelen)

6) Punttang (ijzerhandel)

7) Exacto-mes (ijzerhandel)

8) Heteluchtpistool (ijzerhandel)

9) Hotmelt lijmpistool en sticks (ambachtelijke winkel)

10) Soldeerpistool en soldeer (hardware- of elektronicawinkel)

11) Android 5V-voeding (elektronicawinkel of online)

Stap 1: Analyseren van de output van de voeding van de Android-telefoon

Als je naar de uitgang van de 5 volt voeding in de eerste afbeelding kijkt, zie je de 5 DC met een kleine hoeveelheid ruis bovenop de DC rijden (ongeveer 0,01 VAC). Voor de meeste doeleinden is dit acceptabel, maar als je deze voeding gebruikt om een radio of een audioversterker van stroom te voorzien, hoor je niets anders dan gezoem. Ik heb ingezoomd op de golfvorm in de tweede afbeelding en je kunt een aantal pieken of schakelende transiënten zien die ruis produceren in het 50 mHz-gebied en daarbuiten. Dit is te zien in de derde afbeelding, die het uitgangsspectrum van 0 tot 50 mHz laat zien. Al deze ruis zal op de uitgang van de radioluidspreker verschijnen als een zoem- of frituurgeluid. Ik moest een eenvoudig circuit bedenken om zoveel mogelijk van deze ruis te blokkeren.

Stap 2: Een filtercircuit ontwerpen

Het circuit dat ik bedacht was een zogenaamd laagdoorlaatfilter. Dit type circuit blokkeert alle frequenties boven een circuit-afsnijfrequentie. Ik besloot om een afsnijfrequentie onder de 60 Hz te hebben, wat de powerline-frequentie is in Noord-Amerika. De berekeningen gaven smoorspoelen van vrij hoge waarde die groter waren dan ik bereid was te plaatsen in de kleine ruimte die ik voor het filter had toegewezen. Ik kwam uit met dit circuit dat nog steeds voldoende was en me in staat stelde twee smoorspoelen van 2,5 mH te gebruiken die ik had gered van een uitgebrand miniatuur fluorescentielampcircuit. De condensator van 1000 uF had ik ook in mijn onderdelenbak. Ik heb het circuit gemaakt met SPICE en het gaf me een demping van minimaal 30 dB tot 50 mHz. Ik zou het circuit moeten bouwen en testen op een volggenerator om te zien of het daadwerkelijk gebouwde circuit overeenkwam met de resultaten van het ontworpen circuit.

Stap 3: Het circuit bouwen en testen

Ik sneed een stuk perfboard van 3 x 1/2 inch en installeerde de twee 2,5 mH-inductoren en de 1000 uF-condensatoren die ze aan één kant van het perfboard aan elkaar soldeerden. Toen dit klaar was, heb ik een "tracking generator" aangesloten op de input en output en het resultaat staat op de tweede foto. De volggenerator veegde van 5 kHz naar 50 mHz en het laat zien dat het filter vrij dicht bij de voorspelde uitkomst presteert. De demping is vrij vlak tot 25 mHz bij 30 dB en schommelt rond de 20 dB totdat deze 50 mHz bereikt, eindigend in een demping van ongeveer 18 dB bij 50 mHz. Het gebruik van de radio met de voeding vermindert het meeste frituurgeluid dat uit de luidspreker komt, waardoor ik lokale zenders kan oppikken zonder al te veel merkbare ruis

Opmerking: de radio waarvoor ik deze heb ontworpen, is extreem gevoelig en presteert beter dan alle AM- of FM-radio's die ik in het verleden heb gehad. Omdat ik op batterijen werk, kan ik midden op de dag zowel AM- als FM-zenders ophalen van de dichtstbijzijnde grote stad, die 120 mijl verderop is!

Tracking Generator- een apparaat dat bestaat uit een zwaaiende oscillator met een spectrumanalysator in één eenheid. Dit apparaat is erg handig voor het controleren van de frequentierespons van filters en andere elektronische circuits.

Stap 4: Filter aansluiten op kabel

Neem een USB-naar-mini-USB-kabel van 1,8 meter en knip deze doormidden. In het geval van een 5-aderige kabel zoals ik gebruikte, gebruik je gewoon de zwarte en blauwe. Negatief 5V voor zwart en +5V voor blauw. De inkomende blauwe draad gaat naar de ingang van het filter en de uitgaande blauwe draad gaat naar de uitgang van het filter. De zwarte draden zijn samengebonden en bevestigd aan de negatieve kant van de 1000 uF elektrolytische condensator. Zodra deze allemaal aan elkaar zijn gesoldeerd, worden de uiteinden van de draden aan de twee zijden van het perf-bord vastgemaakt met miniatuur tie-wraps. De draad wordt aan elk uiteinde verder vastgemaakt aan het bord met smeltlijm. Zodra dit allemaal samen is, wordt een stuk krimpkous met een diameter van 1 inch over het circuit geduwd en gekrompen met een warmtepistool, zoals weergegeven in de derde afbeelding. De hele montage moet eruitzien als de uiteindelijke foto als u klaar bent.

Opmerking: dit filter kan in elke USB-kabel worden geïnstalleerd. Het kleurenschema kan verschillen, afhankelijk van de fabrikant van de kabel, dus controleer elke draad met de voeding op +5 en 0 volt.

Stap 5: Conclusie

Hoewel dit idee is bedacht om het geluid van een via USB aangesloten radio te verminderen, kan het ook worden gebruikt om telefoons op te laden. Deze goedkope laders kunnen zo goedkoop gemaakt worden omdat ze bijna geen output filtering hebben. Sommige telefoons worden mogelijk niet goed opgeladen vanwege de ruis die in het oplaadcircuit wordt geïntroduceerd en dit circuitfilter vermindert die kans.