Proiectarea și construirea unui filtru de linie de alimentare pentru un încărcător de telefon Android: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

În acest instructabil, voi arăta cum să luați un cablu USB standard la mini USB, să îl separați în mijloc și să introduceți un circuit de filtrare care va reduce zgomotul excesiv sau hashul produs de o sursă de alimentare tipică pentru Android. Am un radio multi band portabil care nu a venit cu o mufă standard pentru un, dar a venit cu o mufă mini USB. Când l-am conectat la o sursă de alimentare de 5V de tipul care ar fi folosit pentru a încărca un telefon Android, nu am primit decât zgomot pe AM și pe unde scurte. Poate fi folosit doar pe FM. Există câteva posturi de radio AM pe care îmi place să le ascult, așa că am decis să proiectez un filtru pasiv pentru a bloca cea mai mare parte a zgomotului produs de sursa de alimentare a telefonului Android.

Provizii

1) bucată lungă de 3 inci de tub termocontractibil cu diametru de 1 inci, tip 3M CCT 1100 (magazin de produse electronice)

2) Cablu USB regulat de 6 picioare la mini USB. (magazin de dolari)

3) 3 x 1/2 inch bucată de tablă perf sau vector (magazin de piese electronice)

4) (2) 2,5 molihenry sufocator recuperat dintr-un vechi circuit fluorescent compact.

5) (1) 1000 microfarad condensator electrolitic, 10 volți sau mai mare (magazin de piese electronice)

6) Cleste pentru nas (magazin de hardware)

7) cuțit Exacto (magazin de hardware)

8) Pistol de căldură (magazin de hardware)

9) Pistol și bastoane de lipit la cald (magazin de ambarcațiuni)

10) Pistol de lipit și lipit (magazin de articole hardware sau electronice)

11) Alimentare cu Android 5V (magazin de electronice sau online)

Pasul 1: Analiza ieșirii sursei de alimentare pentru telefonul Android

Dacă vă uitați la ieșirea sursei de alimentare de 5 volți din prima imagine, veți vedea 5 DC cu o cantitate mică de zgomot plimbându-se deasupra DC-ului (aproximativ 0,01 VCA). În majoritatea scopurilor, acest lucru este tolerabil, dar dacă utilizați această sursă de alimentare pentru a alimenta un radio sau un amplificator audio, nu veți auzi altceva decât bâzâit. Am mărit forma de undă din a doua imagine și puteți vedea o serie de vârfuri sau comutatoare tranzitorii care produc zgomot în regiunea de 50 mHz și nu numai. Acest lucru poate fi văzut în a treia imagine, care arată spectrul de ieșire de la 0 la 50 mHz. Tot acest zgomot va apărea pe ieșirea difuzorului radio ca un buzz sau un sunet de prăjire. Trebuia să vin cu un circuit simplu pentru a bloca cât mai mult din acest zgomot.

Pasul 2: Proiectarea unui circuit de filtrare

Circuitul cu care am venit a fost ceea ce se numește un filtru de trecere jos. Acest tip de circuit blochează toate frecvențele peste o frecvență de întrerupere a circuitului. Am decis să am o frecvență de întrerupere sub 60 Hz, care este frecvența liniei de alimentare în America de Nord. Calculele au dat inductoare de o valoare destul de mare, care erau mai mari decât eram pregătit să le pun în spațiul mic pe care îl alocasem pentru filtru. Am ieșit cu acest circuit care era încă adecvat și mi-a permis să folosesc două bobine de 2,5 mH pe care le-am recuperat dintr-un circuit cu bec fluorescent miniatură ars. Condensatorul de 1000 uF îl aveam și în coșul de piese. Am creat circuitul folosind SPICE și mi-a dat atenuare de cel puțin 30 dB până la 50 mHz. Aș fi nevoie să construiesc circuitul și să-l testez pe un generator de urmărire pentru a vedea dacă circuitul construit real este de acord cu rezultatele circuitului proiectat.

Pasul 3: Construirea și testarea circuitului

Tăind o bucată de perfboard de 3 x 1/2 inch, am instalat cele două inductoare de 2,5 mH și condensatoarele de 1000 uF lipindu-le împreună pe o parte a perfboard-ului. Odată ce acest lucru a fost complet, am conectat un "generator de urmărire" la intrare și ieșire și rezultatul este pe a doua fotografie. Generatorul de urmărire a trecut de la 5 kHz la 50 mHz și arată că filtrul funcționează destul de aproape de rezultatul prevăzut. Atenuarea este destul de bine plană până la 25 mHz la 30 dB și se deplasează în jurul valorii de 20 dB până când ajunge la 50 mHz, ajungând la o atenuare de aproximativ 18 dB la 50 mHz. Folosirea radioului cu sursa de alimentare reduce cea mai mare parte a sunetului de prăjire care iese din difuzor, permițându-mi să iau posturi locale fără prea mult zgomot vizibil.

Notă: Radio-ul pentru care am proiectat acest lucru este extrem de sensibil și depășește orice radio AM sau FM pe care l-am avut în trecut. Funcționând cu baterii, pot ridica atât stațiile AM, cât și cele FM în mijlocul zilei din cel mai apropiat oraș mare, aflat la 120 de mile distanță!

Tracking Generator - un dispozitiv care constă dintr-un oscilator de măturat cu un analizor de spectru într-o unitate. Acest dispozitiv este foarte util pentru verificarea răspunsului în frecvență al filtrelor și al altor circuite electronice.

Pasul 4: Conectarea filtrului la cablu

Luați un cablu USB de la 6 picioare la mini USB și tăiați-l în mijloc. În cazul unui cablu cu 5 fire, așa cum am folosit, folosiți doar cele negre și albastre. 5V negativ pentru negru și + 5V pentru albastru. Firul albastru de intrare merge la intrarea filtrului și firul albastru de ieșire merge la ieșirea filtrului. Firele negre sunt legate între ele și atașate la partea negativă a condensatorului electrolitic de 1000 uF. Odată ce toate acestea sunt lipite împreună, capetele firelor sunt fixate pe cele două părți ale plăcii de perfecționare cu împachetări miniaturale. Sârma este în continuare fixată pe tablă la fiecare capăt prin lipici topit la cald. Odată ce toate acestea sunt împreună, o bucată de tub termocontractibil de 1 inch cu diametru este împinsă peste circuit și micșorată cu un pistol de căldură așa cum se arată în imaginea a treia. Întreaga asamblare ar trebui să arate ca imaginea finală la finalizare.

Notă: Acest filtru poate fi instalat în orice cablu USB. Schema de culori poate fi diferită în funcție de producătorul cablului, deci verificați fiecare fir cu sursa de alimentare pentru +5 și 0 volți.

Pasul 5: Concluzie

În timp ce această idee a fost creată pentru a reduce zgomotul unui radio conectat USB, ar putea fi folosită și pentru încărcarea telefoanelor. Aceste încărcătoare ieftine pot fi făcute atât de ieftine, deoarece nu au aproape nici o filtrare de ieșire. Este posibil ca unele telefoane să nu se încarce corespunzător din cauza zgomotului introdus în circuitele de încărcare, iar acest filtru de circuit va reduce probabilitatea respectivă.