Designa och bygga ett kraftledningsfilter för en Android -telefonladdare: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

I den här instruktionsboken kommer jag att visa hur man tar en vanlig USB till mini USB -kabel, separerar den i mitten och sätter i en filterkrets som kommer att minska det överdrivna bullret eller haschen som produceras av en typisk Android -strömförsörjning. Jag har en bärbar multibandsradio som inte följde med ett standarduttag för en, men kom med en mini -USB -kontakt. När jag kopplade den till en 5V strömförsörjning av den typen som skulle användas för att ladda en Android -telefon fick jag inget annat än brus på AM och kortvåg. Det kan bara användas på FM. Det finns ett par AM -radiostationer som jag gillar att lyssna på så jag bestämde mig för att designa ett passivt filter för att blockera det mesta av bullret från Android -telefonens strömförsörjning.

Tillbehör

1) 3 tum lång bit av värmekrympslang 1 tum diameter, typ 3M CCT 1100 (elektronikbutik)

2) 6 fot vanlig USB till mini USB -kabel. (dollarbutik)

3) 3 x 1/2 tum bit perf eller vektorkort (elektroniska reservdelar)

4) (2) 2,5 millihenry choke bärgad från en gammal kompakt lysrörskrets.

5) (1) 1000 mikrofarad elektrolytkondensator, 10 volt eller högre (elektronikdelar)

6) Nåltång (järnaffär)

7) Exacto kniv (järnaffär)

8) Värmepistol (järnaffär)

9) Smältlimpistol och pinnar (hantverksbutik)

10) Lödpistol och lödning (hårdvaru- eller elektronikbutik)

11) Android 5V strömförsörjning (elektronikbutik eller online)

Steg 1: Analysera utmatningen från Android Phone Power Supply

Om du tittar på utgången från 5 volts strömförsörjning i den första bilden kommer du att se 5 DC med en liten mängd buller som rider ovanpå likströmmen (cirka.01 VAC). För de flesta ändamål är detta acceptabelt, men om du använder denna strömförsörjning för att driva en radio eller en ljudförstärkare hör du inget annat än surr. Jag zoomade in på vågformen i den andra bilden och du kan se ett antal spikar eller växla transienter som producerar brus till 50 mHz -området och därefter. Detta kan ses på den tredje bilden, som visar utgångsspektrumet från 0 till 50 mHz. Allt detta brus kommer att dyka upp på radiohögtalarens utsignal som ett surrande eller stekande ljud. Jag behövde komma med en enkel krets för att blockera så mycket av detta brus som möjligt.

Steg 2: Designa en filterkrets

Kretsen som jag kom på var det som kallas ett lågpassfilter. Denna typ av kretsar blockerar alla frekvenser över en kretsavstängningsfrekvens. Jag bestämde mig för att ha en gränsfrekvens under 60 Hz, vilket är kraftlinjefrekvensen i Nordamerika. Beräkningarna gav induktorer av ganska högt värde som var större än jag var beredd att lägga in i det lilla utrymme jag hade tilldelat filtret. Jag kom ut med denna krets som fortfarande var tillräcklig och tillät mig att använda två 2,5 mH -drosslar som jag hade bärgat från en utbränd lysrörskrets i miniatyr. 1000 uF kondensatorn hade jag också i min reservdel. Jag skapade kretsen med SPICE och den gav mig minst 30 dB dämpning upp till 50 mHz. Jag skulle behöva bygga kretsen och testa den på en spårningsgenerator för att se om den faktiska inbyggda kretsen stämde överens med resultaten av den konstruerade kretsen.

Steg 3: Bygga och testa kretsen

Genom att klippa en 3 x 1/2 tums perfboard, installerade jag de två 2,5 mH induktorerna och 1000 uF kondensatorerna som lödde ihop dem på ena sidan av perfboard. När detta var klart kopplade jag en "spårningsgenerator" till ingången och utgången och resultatet är på det andra fotot. Spårningsgeneratorn svepte från 5 kHz till 50 mHz och det visar att filtret fungerar ganska nära det förutsagda resultatet. Dämpningen är ganska platt upp till 25 mHz vid 30 dB och svävar runt 20 dB tills den når 50 mHz och slutar med en dämpning på cirka 18 dB vid 50 mHz. Att använda radion med strömförsörjningen minskar det mesta av stekljudet som kommer ut ur högtalaren så att jag kan hämta lokala stationer utan att märka så mycket ljud

Obs: Radion som jag utformade den här för är extremt känslig och överträffar alla AM- eller FM -radioer som jag har haft tidigare. Kör på batterier, jag kan hämta både AM- och FM -stationer bra mitt på dagen från närmaste storstad, som ligger 120 miles bort!

Spårningsgenerator- en enhet som består av en svepande oscillator med en spektrumanalysator i en enhet. Denna enhet är mycket användbar för att kontrollera frekvenssvaret för filter och andra elektroniska kretsar.

Steg 4: Anslutning av filter till kabel

Ta en 6 fot USB till mini USB -kabel och skär den i mitten. Om det gäller en 5 -trådskabel som jag använde, använd bara de svarta och blåa. Negativ 5V för svart och +5V för blått. Den inkommande blå tråden går till ingången till filtret och den utgående blå tråden går till filterets utgång. De svarta trådarna är sammanbundna och fästa på den negativa sidan av 1000 uF elektrolytkondensatorn. När alla dessa är lödda ihop är trådarnas ändar fästa vid perfbrädets två sidor med miniatyrband. Tråden fästs vidare på brädet i varje ände med smältlim. När allt detta är ihop, skjuts en bit med en tumskrympslang över diametern över kretsen och krymps med en värmepistol som visas på den tredje bilden. Hela monteringen ska se ut som den slutliga bilden när den är klar.

Obs! Det här filtret kan installeras i valfri USB -kabel. Färgschemat kan skilja sig åt beroende på tillverkaren av kabeln, så kontrollera varje kabel med strömförsörjningen för +5 och 0 volt.

Steg 5: Slutsats

Medan denna idé skapades för att minska bruset på en USB -ansluten radio, kan den också användas för att ladda telefoner. Dessa billiga laddare kan göras så billiga eftersom de nästan inte har något utgångsfiltrering. Vissa telefoner laddas kanske inte ordentligt på grund av bruset som förs in i laddningskretsarna och detta kretsfilter minskar sannolikheten.