Σχεδιασμός και δημιουργία φίλτρου Power Line για φορτιστή τηλεφώνου Android: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σε αυτό το Instructable, θα δείξω πώς να πάρετε ένα τυπικό καλώδιο USB σε mini USB, να το διαχωρίσετε στη μέση και να εισαγάγετε ένα κύκλωμα φίλτρου που θα μειώσει τον υπερβολικό θόρυβο ή τον κατακερματισμό που παράγεται από ένα τυπικό τροφοδοτικό Android. Έχω ένα φορητό ραδιόφωνο πολλαπλών ζωνών που δεν συνοδεύεται από μια τυπική υποδοχή για ένα, αλλά έρχεται με ένα μίνι βύσμα USB. Όταν το συνδέσα σε ένα τροφοδοτικό 5V του τύπου που θα χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση ενός τηλεφώνου android, δεν έλαβα τίποτα παρά μόνο θόρυβο στην ΠΜ και στο μικρό κύμα. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο σε FM. Υπάρχουν μερικοί ραδιοφωνικοί σταθμοί AM που μου αρέσει να ακούω, έτσι αποφάσισα να σχεδιάσω ένα παθητικό φίλτρο για να αποκλείσω το μεγαλύτερο μέρος του θορύβου που παράγεται από το τροφοδοτικό του τηλεφώνου Android.

Προμήθειες

1) Κομμάτι μήκους 3 ιντσών σωλήνων συρρίκνωσης διαμέτρου 1 ίντσας, τύπου 3M CCT 1100 (κατάστημα παροχής ηλεκτρονικών ειδών)

2) κανονικό καλώδιο USB σε μίνι USB 6 ποδιών. (κατάστημα δολαρίων)

3) Κομμάτι 3 x 1/2 ίντσας perf ή διανυσματικού πίνακα (κατάστημα ηλεκτρονικών ανταλλακτικών)

4) (2) τσοκ 2,5 χιλιοστών που διασώθηκε από ένα παλιό συμπαγές κύκλωμα λαμπτήρα φθορισμού.

5) (1) ηλεκτρολυτικός πυκνωτής 1000 microfarad, 10 βολτ ή υψηλότερος (κατάστημα ηλεκτρονικών ανταλλακτικών)

6) Πένσα μύτης βελόνας (κατάστημα υλικού)

7) Exacto μαχαίρι (κατάστημα υλικού)

8) Θερμικό όπλο (κατάστημα υλικού)

9) Πυροβόλο και ραβδιά κόλλας θερμής τήξης (κατάστημα χειροτεχνίας)

10) Όπλο συγκόλλησης και συγκόλλησης (κατάστημα υλικού ή ηλεκτρονικών ειδών)

11) Τροφοδοτικό Android 5V (κατάστημα ηλεκτρονικών ειδών ή online)

Βήμα 1: Ανάλυση της εξόδου του τροφοδοτικού τηλεφώνου Android

Αν κοιτάξετε την έξοδο του τροφοδοτικού 5 βολτ στην πρώτη εικόνα, θα δείτε το 5 DC με μια μικρή ποσότητα θορύβου που οδηγεί πάνω από το DC (περίπου 0,01 VAC). Για τους περισσότερους σκοπούς, αυτό είναι ανεκτό, αλλά αν χρησιμοποιείτε αυτό το τροφοδοτικό για να τροφοδοτήσετε ένα ραδιόφωνο ή έναν ενισχυτή ήχου, δεν θα ακούσετε τίποτα άλλο παρά να βουίζει. Έκανα μεγέθυνση στην κυματομορφή στη δεύτερη εικόνα και μπορείτε να δείτε μια σειρά από αιχμές ή μεταβάσεις παροδικών που παράγουν θόρυβο στην περιοχή των 50 mHz και πέρα. Αυτό φαίνεται στην τρίτη εικόνα, η οποία δείχνει το φάσμα εξόδου από 0 έως 50 mHz. Όλος αυτός ο θόρυβος θα εμφανιστεί στην έξοδο του ηχείου του ραδιοφώνου ως ήχος βουητού ή τηγανίσματος. Έπρεπε να βρω ένα απλό κύκλωμα για να αποκλείσω όσο το δυνατόν περισσότερο αυτόν τον θόρυβο.

Βήμα 2: Σχεδιασμός κυκλώματος φίλτρου

Το κύκλωμα που βρήκα ήταν αυτό που ονομάζεται φίλτρο χαμηλής διέλευσης. Αυτός ο τύπος κυκλώματος μπλοκάρει όλες τις συχνότητες πάνω από μια συχνότητα διακοπής κυκλώματος. Αποφάσισα να έχω συχνότητα διακοπής κάτω από 60 Hz, η οποία είναι η συχνότητα ισχύος στη Βόρεια Αμερική. Οι υπολογισμοί έδωσαν επαγωγείς αρκετά μεγάλης αξίας που ήταν μεγαλύτεροι από ότι ήμουν έτοιμος να βάλω στο μικρό χώρο που είχα διαθέσει για το φίλτρο. Βγήκα με αυτό το κύκλωμα που ήταν ακόμα επαρκές και μου επέτρεψε να χρησιμοποιήσω δύο τσοκ 2,5 mH που είχα σώσει από ένα καμένο μικροσκοπικό κύκλωμα λαμπτήρα φθορισμού. Ο πυκνωτής 1000 uF που είχα επίσης στον κάδο ανταλλακτικών μου. Δημιούργησα το κύκλωμα χρησιμοποιώντας το SPICE και μου έδωσε εξασθένηση τουλάχιστον 30 dB έως και 50 mHz. Θα χρειαστεί να κατασκευάσω το κύκλωμα και να το δοκιμάσω σε μια γεννήτρια παρακολούθησης για να δω αν το πραγματικό ενσωματωμένο κύκλωμα συμφωνεί με τα αποτελέσματα του σχεδιασμένου κυκλώματος.

Βήμα 3: Δημιουργία και δοκιμή του κυκλώματος

Κόβοντας ένα διάτρητο κομμάτι 3 x 1/2 ίντσας, εγκατέστησα τους δύο επαγωγείς 2,5 mH και τους πυκνωτές 1000 uF που τα συγκολλούσαν μαζί στη μία πλευρά της σανίδας. Μόλις ολοκληρωθεί αυτό, συνδέω μια "γεννήτρια παρακολούθησης" στην είσοδο και την έξοδο και το αποτέλεσμα εμφανίζεται στη δεύτερη φωτογραφία. Η γεννήτρια παρακολούθησης σάρωσε από 5 kHz στα 50 mHz και δείχνει ότι το φίλτρο λειτουργεί αρκετά κοντά στο προβλεπόμενο αποτέλεσμα. Η εξασθένηση είναι αρκετά επίπεδη έως και 25 mHz στα 30 dB και αιωρείται γύρω στα 20 dB μέχρι να φτάσει τα 50 mHz τελειώνοντας με εξασθένηση περίπου 18 dB στα 50 mHz. Η χρήση του ραδιοφώνου με το τροφοδοτικό μειώνει το μεγαλύτερο μέρος του ήχου τηγανίσματος που βγαίνει από το ηχείο επιτρέποντάς μου να παίρνω τοπικούς σταθμούς χωρίς πολύ αισθητό θόρυβο

Σημείωση: Το ραδιόφωνο για το οποίο σχεδιάστηκα είναι εξαιρετικά ευαίσθητο και υπερτερεί των ραδιοφώνων AM ή FM που είχα στο παρελθόν. Λειτουργώντας με μπαταρίες, μπορώ να παραλάβω καλά τόσο τους σταθμούς AM όσο και τους FM στη μέση της ημέρας από την κοντινότερη μεγάλη πόλη, η οποία απέχει 120 μίλια!

Γεννήτρια παρακολούθησης- μια συσκευή που αποτελείται από έναν ταλαντωτή σάρωσης με έναν αναλυτή φάσματος σε μία μονάδα. Αυτή η συσκευή είναι πολύ χρήσιμη για τον έλεγχο της απόκρισης συχνότητας φίλτρων και άλλων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.

Βήμα 4: Σύνδεση φίλτρου σε καλώδιο

Πάρτε ένα καλώδιο USB 6 ποδιών σε μίνι USB και κόψτε το στη μέση. Στην περίπτωση καλωδίου 5 καλωδίων όπως χρησιμοποίησα, χρησιμοποιήστε μόνο το μαύρο και το μπλε. Αρνητικό 5V για μαύρο και +5V για μπλε. Το εισερχόμενο μπλε σύρμα πηγαίνει στην είσοδο του φίλτρου και το εξερχόμενο μπλε σύρμα πηγαίνει στην έξοδο του φίλτρου. Τα μαύρα καλώδια είναι δεμένα μεταξύ τους και προσαρτημένα στην αρνητική πλευρά του ηλεκτρολυτικού πυκνωτή 1000 uF. Μόλις συγκολληθούν όλα μαζί, τα άκρα των συρμάτων στερεώνονται στις δύο πλευρές του πίνακα με μικροσκοπικά περιτυλίγματα. Το σύρμα στερεώνεται περαιτέρω στη σανίδα σε κάθε άκρο με κόλλα θερμής τήξης. Μόλις όλα αυτά είναι μαζί, ένα κομμάτι σωλήνα συρρίκνωσης διαμέτρου 1 ίντσας σπρώχνεται πάνω από το κύκλωμα και συρρικνώνεται με ένα πιστόλι θερμότητας όπως φαίνεται στην τρίτη εικόνα. Ολόκληρη η συναρμολόγηση πρέπει να μοιάζει με την τελική εικόνα όταν τελειώσει.

Σημείωση: Αυτό το φίλτρο μπορεί να εγκατασταθεί σε οποιοδήποτε καλώδιο USB. Ο συνδυασμός χρωμάτων μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τον κατασκευαστή του καλωδίου, οπότε ελέγξτε κάθε καλώδιο με την παροχή ρεύματος για +5 και 0 βολτ.

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Ενώ αυτή η ιδέα δημιουργήθηκε για τη μείωση του θορύβου σε ραδιόφωνο συνδεδεμένο με USB, θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση τηλεφώνων. Αυτοί οι φθηνοί φορτιστές μπορούν να γίνουν τόσο φθηνοί επειδή δεν έχουν σχεδόν καθόλου φιλτράρισμα εξόδου. Ορισμένα τηλέφωνα ενδέχεται να μην φορτίζουν σωστά λόγω του θορύβου που εισάγεται στο κύκλωμα φόρτισης και αυτό το φίλτρο κυκλώματος θα μειώσει αυτήν την πιθανότητα.