Concevoir et construire un filtre de ligne électrique pour un chargeur de téléphone Android : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Dans ce Instructable, je vais montrer comment prendre un câble USB standard vers mini USB, le séparer au milieu et insérer un circuit de filtrage qui réduira le bruit excessif ou le hachage produit par une alimentation Android typique. J'ai une radio multibande portable qui n'est pas livrée avec une prise standard pour un, mais est livrée avec une mini prise USB. Lorsque je l'ai branché sur une alimentation 5V du type qui serait utilisé pour charger un téléphone Android, je n'ai eu que du bruit sur AM et ondes courtes. Il ne pouvait être utilisé que sur FM. Il y a quelques stations de radio AM que j'aime écouter, j'ai donc décidé de concevoir un filtre passif pour bloquer la plupart du bruit produit par l'alimentation du téléphone Android.

Fournitures

1) Tube thermorétractable de 3 pouces de long de 1 pouce de diamètre, type 3M CCT 1100 (magasin de fournitures électroniques)

2) Câble USB régulier vers mini USB de 6 pieds. (magasin en dollars)

3) morceau de 3 x 1/2 pouces de perf ou de carte vectorielle (magasin de pièces électroniques)

4) (2) starter de 2,5 millihenry récupéré d'un vieux circuit d'ampoule fluocompacte.

5) (1) condensateur électrolytique de 1000 microfarads, 10 volts ou plus (magasin de pièces électroniques)

6) Pince à bec effilé (quincaillerie)

7) Couteau Exacto (quincaillerie)

8) Pistolet thermique (quincaillerie)

9) Pistolet à colle thermofusible et bâtons (magasin d'artisanat)

10) Pistolet à souder et à souder (magasin de matériel ou de fournitures électroniques)

11) Alimentation Android 5V (magasin d'électronique ou en ligne)

Étape 1: Analyse de la sortie de l'alimentation du téléphone Android

Si vous regardez la sortie de l'alimentation 5 volts sur la première image, vous verrez le 5 DC avec une infime quantité de bruit au-dessus du DC (environ 0,01 VAC). Dans la plupart des cas, cela est tolérable, mais si vous utilisez cette alimentation pour alimenter une radio ou un amplificateur audio, vous n'entendrez que du bourdonnement. J'ai zoomé sur la forme d'onde de la deuxième image et vous pouvez voir un certain nombre de pointes ou de transitoires de commutation qui produisent du bruit dans la région de 50 mHz et au-delà. Cela peut être vu dans la troisième image, qui montre le spectre de sortie de 0 à 50 mHz. Tout ce bruit apparaîtra sur la sortie du haut-parleur de la radio sous la forme d'un bourdonnement ou d'un son de friture. J'avais besoin de trouver un circuit simple pour bloquer autant de bruit que possible.

Étape 2: Conception d'un circuit de filtrage

Le circuit que j'ai imaginé était ce qu'on appelle un filtre passe-bas. Ce type de circuit bloque toutes les fréquences au-dessus d'une fréquence de coupure du circuit. J'ai décidé d'avoir une fréquence de coupure inférieure à 60 Hz qui est la fréquence de la ligne électrique en Amérique du Nord. Les calculs ont donné des inducteurs de valeur assez élevée qui étaient plus gros que ce que j'étais prêt à mettre dans le petit espace que j'avais alloué au filtre. Je suis sorti avec ce circuit qui était encore adéquat et m'a permis d'utiliser deux selfs de 2,5 mH que j'avais récupérées d'un circuit d'ampoule fluorescente miniature grillée. Le condensateur de 1000 uF que j'avais aussi dans mon bac à pièces. J'ai créé le circuit à l'aide de SPICE et cela m'a donné une atténuation d'au moins 30 dB jusqu'à 50 mHz. J'aurais besoin de construire le circuit et de le tester sur un générateur de suivi pour voir si le circuit construit réel concordait avec les résultats du circuit conçu.

Étape 3: Construire et tester le circuit

En coupant un morceau de panneau perforé de 3 x 1/2 pouces, j'ai installé les deux inductances de 2,5 mH et les condensateurs de 1000 uF en les soudant ensemble sur un côté du panneau perforé. Une fois cela terminé, j'ai connecté un "générateur de suivi" à l'entrée et à la sortie et le résultat est sur la deuxième photo. Le générateur de suivi a balayé de 5 kHz à 50 mHz et cela montre que le filtre fonctionne assez près du résultat prévu. L'atténuation est assez plate jusqu'à 25 mHz à 30 dB et oscille autour de 20 dB jusqu'à ce qu'elle atteigne 50 mHz se terminant par une atténuation d'environ 18 dB à 50 mHz. L'utilisation de la radio avec l'alimentation électrique réduit la majeure partie du son de friture sortant du haut-parleur, ce qui me permet de capter les stations locales sans trop de bruit perceptible

Remarque: la radio pour laquelle j'ai conçu ceci est extrêmement sensible et surpasse toutes les radios AM ou FM que j'ai eues dans le passé. Fonctionnant sur piles, je peux capter les stations AM et FM bien au milieu de la journée depuis la grande ville la plus proche, qui se trouve à 120 miles de là !

Générateur de suivi - un dispositif qui se compose d'un oscillateur à balayage avec un analyseur de spectre dans une unité. Cet appareil est très utile pour vérifier la réponse en fréquence des filtres et autres circuits électroniques.

Étape 4: connexion du filtre au câble

Prenez un câble USB vers mini USB de 6 pieds et coupez-le au milieu. Dans le cas d'un câble à 5 fils comme celui que j'ai utilisé, utilisez simplement les noirs et les bleus. 5V négatif pour le noir et +5V pour le bleu. Le fil bleu entrant va à l'entrée du filtre et le fil bleu sortant va à la sortie du filtre. Les fils noirs sont attachés ensemble et attachés au côté négatif du condensateur électrolytique de 1000 uF. Une fois que ceux-ci sont tous soudés ensemble, les extrémités des fils sont fixées aux deux côtés de la planche de perforation avec des attaches miniatures. Le fil est en outre fixé à la carte à chaque extrémité par de la colle thermofusible. Une fois que tout est réuni, un morceau de tube thermorétractable de 1 pouce de diamètre est poussé sur le circuit et rétréci à l'aide d'un pistolet thermique, comme indiqué sur la troisième image. L'ensemble devrait ressembler à l'image finale une fois terminé.

Remarque: ce filtre peut être installé dans n'importe quel câble USB. Le schéma de couleurs peut être différent selon le fabricant du câble, alors vérifiez chaque fil avec l'alimentation pour +5 et 0 volts.

Étape 5: Conclusion

Bien que cette idée ait été créée pour réduire le bruit sur une radio connectée par USB, elle pourrait également être utilisée pour charger des téléphones. Ces chargeurs bon marché peuvent être rendus si bon marché car ils n'ont presque aucun filtrage de sortie. Certains téléphones peuvent ne pas se charger correctement en raison du bruit introduit dans le circuit de charge et ce filtre de circuit réduira cette probabilité.