Design og bygg et strømlinjefilter for en Android -telefonlader: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

I denne instruksen vil jeg vise hvordan du tar en standard USB til mini USB -kabel, skiller den i midten og setter inn en filterkrets som reduserer overdreven støy eller hasj som produseres av en typisk android strømforsyning. Jeg har en bærbar multibåndsradio som ikke kom med en standardkontakt for en, men kom med en mini USB -kontakt. Da jeg koblet den til en 5V strømforsyning av den typen som skulle brukes til å lade en Android -telefon, fikk jeg ingenting annet enn støy på AM og kortbølge. Den kan bare brukes på FM. Det er et par AM -radiostasjoner jeg liker å lytte til, så jeg bestemte meg for å designe et passivt filter for å blokkere mesteparten av støyen fra Android -telefonens strømforsyning.

Rekvisita

1) 3 tommer langt stykke krympeslange 1 tommers diameter, type 3M CCT 1100 (elektronikkbutikk)

2) 6 fot vanlig USB til mini USB -kabel. (dollarbutikk)

3) 3 x 1/2 tommers stykke perf eller vektortavle (butikk for elektroniske deler)

4) (2) 2,5 millihenry choke berget fra en gammel kompakt lysrørskrets.

5) (1) 1000 mikrofarad elektrolytisk kondensator, 10 volt eller høyere (elektronikkdeler)

6) Nåletang (jernvarehandel)

7) Exacto kniv (jernvarehandel)

8) Varmepistol (jernvarehandel)

9) Smeltelimpistol og pinner (håndverksbutikk)

10) Loddepistol og loddetinn (maskinvare- eller elektronikkbutikk)

11) Android 5V strømforsyning (elektronikkbutikk eller online)

Trinn 1: Analysere utgangen til Android Phone -strømforsyningen

Hvis du ser på utgangen til 5 volt strømforsyningen i det første bildet, vil du se 5 DC med en liten mengde støy på toppen av DC (ca. 0,01 VAC). For de fleste formål er dette tålelig, men hvis du bruker denne strømforsyningen til å drive en radio eller en lydforsterker, hører du ingenting annet enn summende. Jeg zoomet inn på kurven i det andre bildet, og du kan se en rekke pigger eller bytte transienter som produserer støy til 50 mHz -regionen og utover. Dette kan sees på det tredje bildet, som viser utgangsspekteret fra 0 til 50 mHz. All denne støyen vil vises på utgangen til radiohøyttaleren som en summende eller stekelyd. Jeg trengte å komme opp med en enkel krets for å blokkere så mye av denne støyen som mulig.

Trinn 2: Designe en filterkrets

Kretsen jeg kom på var det som kalles et lavpassfilter. Denne typen krets blokkerer alle frekvenser over en kretsavbruddsfrekvens. Jeg bestemte meg for å ha en cutoff -frekvens under 60 Hz, som er kraftlinjefrekvensen i Nord -Amerika. Beregningene ga induktorer med ganske høy verdi som var større enn jeg var forberedt på å sette inn i den lille plassen jeg hadde tildelt filteret. Jeg kom ut med denne kretsen som fremdeles var tilstrekkelig og tillot meg å bruke to 2,5 mH chokes som jeg hadde berget fra en utbrent fluorescerende lyspære krets. 1000 uF kondensatoren hadde jeg også i reservoaret mitt. Jeg opprettet kretsen ved hjelp av SPICE, og den ga meg minst 30 dB demping opp til 50 mHz. Jeg må bygge kretsen og teste den på en sporingsgenerator for å se om den faktiske innebygde kretsen er enig med resultatene av den designede kretsen.

Trinn 3: Bygg og test kretsen

Ved å kutte et 3 x 1/2 tommers stykke perfboard, installerte jeg de to 2,5 mH induktorene og 1000 uF kondensatorene som loddet dem sammen på den ene siden av perfboardet. Når dette var fullført, koblet jeg en "sporingsgenerator" til inngang og utgang, og resultatet er på det andre bildet. Sporingsgeneratoren feide fra 5 kHz til 50 mHz, og det viser at filteret utfører ganske nær det forutsagte utfallet. Dempningen er ganske flatt opp til 25 mHz ved 30 dB og svever rundt 20 dB til den når 50 mHz og ender med en demping på omtrent 18 dB ved 50 mHz. Ved å bruke radioen med strømforsyningen reduseres det meste av stekelyden som kommer ut av høyttaleren, slik at jeg kan plukke opp lokale stasjoner uten mye merkbar støy

Merk: Radioen jeg designet denne for er ekstremt sensitiv og overgår alle AM- eller FM -radioer jeg har hatt tidligere. Når jeg kjører på batterier, kan jeg hente både AM- og FM -stasjoner godt midt på dagen fra den nærmeste store byen, som ligger 120 miles unna!

Sporingsgenerator- en enhet som består av en feiende oscillator med en spektrumanalysator i en enhet. Denne enheten er veldig nyttig for å kontrollere frekvensresponsen til filtre og andre elektroniske kretser.

Trinn 4: Koble filter til kabel

Ta en 6 fot USB til mini USB -kabel og kutt den i midten. Når det gjelder en 5 -leder kabel som jeg brukte, bare bruk de svarte og blå. Negativ 5V for svart og +5V for blå. Den innkommende blå ledningen går til inngangen til filteret, og den utgående blå ledningen går til filterets utgang. De svarte ledningene er bundet sammen og festet til den negative siden av den 1000 uF elektrolytiske kondensatoren. Når disse er alle loddet sammen, festes endene på ledningene til de to sidene av perf -brettet med miniatyrbinder. Tråden er videre festet til brettet i hver ende av smeltelim. Når alt dette er samlet, skyves et stykke krympeslange på 1 tomme i diameter over kretsen og krympes med en varmepistol som vist på det tredje bildet. Hele forsamlingen skal se ut som det endelige bildet når den er ferdig.

Merk: Dette filteret kan installeres i hvilken som helst USB -kabel. Fargeskjemaet kan være forskjellig avhengig av produsenten av kabelen, så sjekk hver ledning med strømforsyning for +5 og 0 volt.

Trinn 5: Konklusjon

Selv om denne ideen ble opprettet for å redusere støyen på en USB -tilkoblet radio, kan den også brukes til å lade telefoner. Disse billige laderne kan gjøres så billige fordi de nesten ikke har utgangsfiltrering. Noen telefoner lader kanskje ikke ordentlig på grunn av støyen som blir introdusert i ladekretsene, og dette kretsfilteret reduserer sannsynligheten.