Гальваническая развязка 12в авто

18.01.202310.02.2023 admin 0 Comments

USB через AUX с гальванической развязкой

У меня бюджетня магнитола, без родного USB с 1 CD (т. е. без чейнджера, без разъема под чейнджер, и да я знаю про ятур). Благо был AUX в бардачке, но при громкости 30 начинал «цыкать», на форуме народ грешил на проводку. По этому AUX был перенесен в бардачок, помеха осталась но ушла на 35 громкость, что в принципе уже терпимо, так как больше 30 не слушаю.

Далее были различные трансмиттеры, звук у всех плохой (через радио). В итоге первый подарил брату в октавию (и кстати там он работает заметно лучше, видимо в ауте, то ли антенна слабовата, то ли сам тракт шумный у меня помеха в паузах заметно больше).

Если по моделям. То это был ritmix fmt-954.
Следующий neoline roller, звук такой же, в паузах шумит чуть меньше. Питал регистратор, собственно из-за этого и покупался.

Ну и последний (на данный момент) neoline splash, он как и ritmix с AUX выходом. Звук через радио ужасный, не в плане качества из всех 3 он самый насыщенный. Но после 5 минут работы передаваемая частота плывет, и он начинает заикаться, что кстати бесит.

И тут начались доработки. Было решено использовать его через AUX выход, звук стал заметно лучше, как в плане стабильности, так и по насыщенности. Даже лучше чем с CD, по тому как мне лично кажется пред усилитель CD режет бас, и искажает средние частоты. Но появился фон, уже на 20 громкости. Плюс стало слышно генератор, во время движения.

Я грешил на не качественный преобразователь питания 12 в 5… напрасно. Но было поздно, трансмиттеру ампутировал ногу, перепаял на прямую к плате USB шнурок, антенну пустил по одной из жил кабеля. Там где термоусадка эта жила разрезана, чтобы не выводить в разъем и не давать лишнюю наводку. Результат: ничего не изменилось.

Далее на форуме выяснил про эффект «земляной петли», собственно когда земля питания совпадает в землей аудио тракта, и вся проводка в автомобиле превращается в антенну которая гонит все наводки в усилитель подключенного устройства.

Была куплена первая гальваническая развязка SUPRA SAD GL, тюльпаны отрезаны и заменены на миниджеки.
Результат: помехи ушли полностью.
Недостатки: срезались под ноль низкие частоты, да так что и эквалайзером не вытянуть. Так как в данном случае данная развязка это всего лишь 2 трансформатора, то и с высокими частотами произошли неприятные изменения, они вроде есть но звук смазан. Поездил неделю, надоело, выкинул (в багажник).

И собственно последняя доработка, было решено ставить развязку на питание чтобы не искажать и без того не особо качественный звук. Для этих целей нам подойдет любой DC-DC преобразователь питания с гальванической развязкой.
Уже есть статья про AM1D-0505, но в Рязани я его не нашел, но за то есть еще PEAK P6AU-0505ELF, тоже самое и на 100р. дешевле.

Микросхема была закуплена в тот же день, запаяна в удлинитель USB. Как паялись 4 проводка рассказывать и показывать не буду, только результат. И о чудо и звук хороший, и помех больше нет. Оставляем так.
В планах убрать провода в верхний бардачок, через разветвитель прикуривателя neoline quatro.

Итого:
микросхема — 280 р.
монтажная плата, чтобы все было красиво — 60р.
удлинитель USB — 50р. (свой я вообще нашел дома)
черная изолента — бесценна

Источник

Модуль гальванической развязки и задержки отключения питания для DIY аудиопроцессора в авто

Всем добрый день. Это будет небольшой обзор-заметка. Заканчивается год, а у меня в рамках обзоров остался один незавершенный вопрос. Если кто следил, то в обзоре DIY аудиопроцессора в авто, после установки устройства, я остался с проблемой наводок по линии питания (в динамиках можно было слушать приятный гул генератора на небольшой громкости), а также с проблемой небольшого хлопка в динамиках после выключения питания. Подобные проблемы появились также у людей, кто решил повторить мой проект, и, соответственно возникли вопросы по ликвидации этих недочетов системы.
В ходе поисков вариантов решения, был рожден небольшой модуль гальванической развязки питания (на базе DC-DC преобразователя B1212S-2W) и схемы задержки отключения питания аудиопроцессора. Получился рабочий прототип, который уже успешно прошел испытания. Подробности в обзоре.

С проблемой помех и шумов по линии питания процессора на ADAU1701 я уже сталкивался ранее, при внедрении аудиопроцессора в домашний УНЧ. Там я перепробовал разные варианты схем питания, но все равно приходилось ловить земляную петлю. Так было, пока я не решился попробовать запитать плату DSP от DC-DC преобразователя, который стоял на PiFi I2C DAC для RaspberryPi. Это был DC-DC модуль с гальванической развязкой B0505S. Припаялся к выводам преобразователя на плате и все шумы и помехи исчезли.

Такой же способ я решил применить к аудиопроцессору в авто. Для своего устройства я решил приобрести модуль B1212S-2W. Заказывал в трех местах:

Преобразователь выглядит следующим образом:

Пользуясь рекомендациями по подключению данных модулей от одного из производителей (DELUS B-1W & F-1W Series)

собрал на макетной плате небольшую схему из предохранителя 1А, диода, конденсатора (поставил параллельно два по 820 uF) и модуля B1212S-2W. После преобразователя поставил пленочный конденсатор 1,8 uF.:

Собрал и пошел пробовать в авто. Помехи по питанию пропали, сразу тишина, зато хлопок при выключении только увеличился, его стало уже реально слышно, что совсем не хорошо для динамиков. Затем я стал экспериментировать с конденсаторами большой емкости после преобразователя, чтобы придержать падение напряжения на ADAU1701, но B1212S-2W не выдержал таких издевательств. Пришлось заказывать новый.

В то же время, надо было решать вопрос с хлопком при выключении. Единственной идеей тогда было поставить реле задержки выключения питания, которое я даже заказал. (DC 12 В светодиодный цифровой дисплей домашней автоматизации реле задержки Триггера времени цепи таймер управления цикл Регулируемый переключатель релейный модуль) Но мне не нравился вариант, что реле должно всегда находиться в рабочем состоянии с действующим питанием.

Я начал поиск в сети различных схем задержки отключения питания, которые я смог бы реализовать. Для многих обитателей муськи это элементарные вещи, а для меня это реально вопрос).

Нашел следующую схему, которая мне понравилась своей простотой, а главное тем, что необходимые детали у меня были в наличии:

На базе неё я подготовил следующую схему своего модуля фильтра питания и устройства задержки выключения:

В данной схеме время задержки отключения питания задается емкостью конденсатора С1 (я использовал конденсатор 820 uF), а также резистором R2. При номинале резистора в 1кОм время задержки составило 2-3 секунды, я поставил резистор 3кОм, тем самым увеличив время выключения до 8-10 секунд, решил перестраховаться, так как не знаю, как быстро отключаются полностью усилители.

Нашел небольшое 12В реле от схемы защиты старого усилителя сабвуфера, VT1 – простой биполярный NPN транзистор.
Так как напряжение в авто при рабочем двигателе составляет около 14,2В, то я решил добавить в схему стабилитрон на 12В (5Вт) с балластным резистором 8,2 Ом (я использовал резисторы 3Ом+4,7Ом, 2Вт). Тем самым напряжение питания на DC-DC преобразователе B1212S-2W теперь не превышает 12,6В. На выходе DC-DC преобразователя пришлось поставить конденсатор С3 емкостью 1,8 мкФ, больше не было в наличии.
По всем линиям питания закрылся предохранителями 1А.

Схему изначально планировал собрать на макетной плате, поэтому и разводку платы делал для удобного макетного способа сборки. Делал в KiCAD, чтобы точно знать, что всё влезет с простыми соединениями:

Нашел старый корпус от разобранного ноутбучного БП, и установил свою плату прямо в нем, припаяв и зафиксировав провода питания и сигнала REM +12В:

Не сделал фото установки в авто, было холодно, хотелось сделать быстро, и было не до фото. Просто подключил все провода питания, и сам аудиопроцессор к клеммнику нового фильтра питания.

Включил питание, убедился в отсутствии шумов и помех, а также отсутствии хлопка при выключении, всё заработало как я хотел. Сделал несколько включений и выключений, и обнаружил, что на каждое третье-четвертое включение ADAU1701 не стартует, тишина.
По линии питания добавились конденсаторы, увеличилось время нарастания напряжения и ADAU1701 не хочет стабильно запускаться.
Такая же проблема была и в домашнем УНЧ, но тогда мне подсказал уважаемый dskinder в комментариях к тому обзору (ссылка на комментарий:), и я опять воспользовался советом, и уже прямо в авто добавил к конденсатору С13 на плате ADAU1701 параллельно конденсатор емкостью 1мкФ:

В итоге проблемы с запуском ADAU1701 исчезли, хлопки исчезли, шумы и ставший родным звук генератора тоже покинули систему. На сегодняшний момент все текущие проблемы решены, можно смело пользоваться.

Если у кого есть замечания, или более простые варианты решения, то буду очень рад критике и советам, так как компетентных людей в этой сфере на данном ресурсе очень много.

Источник

Блок питания для мультиметра с гальванической развязкой (12В в 9В)

Казалось бы, 9V легко получить от автомобильных 12-14V при помощи обычного параметрического стабилизатора. Но, увы, схема мультиметра такова, что он не может питаться и измерять в одной и той же цепи. Необходима гальваническая развязка.

Принципиальная схема

На рисунке здесь показана схема автомобильного источника питания для мультиметра. Напряжение на неё можно подать хоть с прикуривателя, или даже непосредственно с клемм аккумулятора.

Благодаря трансформаторной схеме цепи питания мультиметра не будут иметь гальванической связи со схемой автомобиля (или того же аккумулятора), и прибором можно будет пользоваться так, как будто бы он питается от «Кроны».

Рис. 1. Принципиальная схема блока питания (12В в 9В) с гальванической развязкой.

Детали и монтаж

Частота зависит от цепи C2-R1. Импульсы с него поступают на усилитель, собранный на остальных пяти инверторах данной микросхемы, включенных параллельно для увеличения нагрузочной мощности. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 12 мм.

Предварительно кольцо обмазано по всей поверхности клеем «БФ-4». Намотка ведется после полного высыхания клея. Намотки выполняются проводом ПЭВ 0. 12. Берется два провода и складываются вместе. Всего сделано 100 витков таким двойным проводом. Затем, концы разбираются на две обмотки. Таким образом, обмотки совершенно одинаковые.

Все электролитические конденсаторы на напряжение 16V. Все собрано на печатной макетной плате размерами 90×20 мм. Плата помещена в корпус штекера, предназначенного для включения в разъем прикуривателя автомобиля.

Стасенко Н. И. РК-2017-04.

Источник

Самодельная гальваническая развязка, в простонародии – грозозащита

Во время сборки гальванической развязки меня посетила мысль написать о процессе и результатах этой эпопеи.

Кому интересно прошу под хабракат.

Все началось с того что старый провайдер интернета «поднадоел» (тарифы, служба поддержки и т.п.) и я решил его сменить на другого провайдера. В процессе прокладки кабеля оказалось, что он будет проходить по крыше, под открытым небом (оборудование нового провайдера в первом подъезде, я живу во втором), а это обыкновенная витая пара (UTP) к тому же облегченный вариант. Две пары вместо положенных четырех и всё это без экрана (все равно используются только две пары, так что без разницы). Мне вариант ~~лапша на крыше~~ по умолчанию не очень понравился, альтернативой был экранированный кабель для наружной прокладки по той же крыше по 3 грн./метр, а этих метров 30 и не факт что его потом не украдут. Я все-таки согласился на вариант по умолчанию, если провайдеру плевать на защиту своего оборудования, то мне тем более, лишь бы интернет работал, с защитой своего оборудования я что-нибудь придумаю.

И занялся я поиском малозатратной защиты, в итоге наткнулся на этот замечательный пост, где прекрасно описаны все угрозы, которые могут влиять на кабель и оборудование.

Я попытался повторить трансформатор с деревянным сердечником, мои попытки не увенчались успехом, линк не заработал хотя индикаторы моргали, как и обычно. В итоге купил фабричную грозозащиту, поставил и немного успокоился.

Воздушные трансформаторы собственного изготовления, готовое устройство не заработало

Меня заинтересовала идея гальванической развязки, я начал искать различные варианты реализации. В результате нашел сайт где в посте «как сделать транс (кратенько)» (в других постах есть поясняющие схемы, фотографии) нашел инструкцию по изготовлению трансформатора на ферритовом кольце.

Я опишу моменты изготовления, чтобы внести большую ясность в понимание написанного в оригинале (с моей точки зрения):
1. Берем одну витую пару из кабеля UTP длиной 1,5 м.
2. Складываем пополам и скручиваем равномерно, чтоб получился четырехжильный симметричный провод. Нужно смотреть, чтоб проводники одного цвета располагались напротив друг друга.
3. Берем ферритовое кольцо размером приблизительно (некритично) 30Х8Х8 мм желательно высокочастотные (можно брать любое), острые грани обрабатываем наждачной бумагой (удобнее надфилем). Ферритовые кольца у меня были от корпусов CoolerMaster (идут в комплекте, для уменьшения наводок в проводах от передней панели) размеры 28Х16Х7 мм, их я и взял.

Ферритовые кольца от корпусов CoolerMaster

4. Складываем пополам полученный ранее четырехжильный провод, и равномерно натягивая два конца, наматываем их вместе рядом (параллельно) на ферритовое кольцо до заполнения в один слой. У меня получилось на данном кольце 8 пар витков.
5. Проверяем чтобы в паре было одинаковое количество витков и обрезаем лишние концы проводов, оставив по 30 мм.
6. В каждом четырехжильном проводе соединить провода одного цвета вместе (они напротив друг друга). Каждый четырехжильный провод, 1-й и 2-й, превращается в симметричную линию, где: провод А (пара одного цвета) и провод Б (пара другого цвета).
7. Начало провода А первой линии соединить с концом провода А второй линии.
8. Начало провода Б второй линии соединить с концом провода Б первой линии.

Готовый трансформатор

В итоге получился симметричный широкополосный трансформатор со средними точками, согласован, входное и выходное волновое сопротивление около 100 Ом и напряжение пробоя изоляции намного больше, чем в разделительных трансформаторах сетевых карт.

Для изготовления гальванической развязки нужно изготовить два таких трансформатора:

Думаю, все помнят, какие пары используются для передачи данных на скорости 100 Мбит, так что привожу картинку собранного устройства (сперва «на соплях» для проверки):

Устройство заработало сразу, после чего начал собирать всю конструкцию на деревянной палочке от мороженого (первое, что попалось на глаза) с помощью термопистолета:

Между этапами я проверял на работоспособность, чтобы исключить возможность ошибки. Здесь я укоротил проводники для компактности:

Вот места соединения крупным планом, если кому интересно:

И наконец-то готовое устройство (извините за непривлекательный вид, из-за клея — своего рода изоляция):

Гальваническая развязка у меня включена по такой схеме: провайдер –> купленная грозозащита –> самодельная гальваническая развязка –> роутер –> компьютер. Длина линии от провайдера где-то 50-60 метров. Разъемы были позаимствованы из нерабочих сетевых плат. Ухудшений в плане снижения скорости, увеличения времени отклика не замечено.

Устройство было сделано и установлено в январе 2013 года. От прямого попадания молнии, скорее всего не защитит, а от наводок и статики вполне. Так что спокойно жду грозового лета.

Update 21.07.2013:
Вот уже прошло полгода, а гальваническая развязка как работала, так и работает, несмотря на то, что было несколько крупных гроз (самые ближайшие молнии «лупили» в радиусе где-то 500 метров). Связь с оборудованием провайдера за все это время не терялась. Так что устройство удалось и исправно выполняет свою функцию, несмотря на не особо привлекательный внешний вид.

Update 09.05.2019:
Спустя почти 6 лет я нашёл эту штуковину у себя под столом, я про нее просто забыл – значит она работает! За это время я успел снова отключиться от этого провайдера во второй раз. Спросите, как – просто моего нового провайдера снова купил этот провайдер. Было много гроз в летнее время – все нипочём. Как работало, так и работает. Никакого негативного влияния на работу сети за все это время замечено не было.

Источник

Гальванически развязанные преобразователи B1205S-1W и B1212S-1W

При внедрении к примеру модулей мп3 или блютус в магнитолу может возникнуть проблема «земляной петли» и как следствие — фон в колонках, что неприятно, да и неприемлемо. Данные преобразователи предназначены для гальванической развязки устройства по питанию и исключения проблемы земляных петель. Несомненно, подключение аудиомодулей — не единственное применение, и применить данные преобразователи можно везде, где нужно развязать устройства по питанию. В частности, я давным-давно при помощи подобного модуля подключал вольтметр на ICL7107 к аккумулятору, дабы он питался от него же.

Покупал я эти преобразователи «на будущее», поэтому в обзоре будет только небольшая проверка. Я взял, как видно из заголовка, преобразователи из 1212 (12В->12В) и 1205 (12В->5В)

Даташиты можно посмотреть например здесь, здесь, и здесь. Нам обещают, в частности, КПД от 70 до 80%, и выходной ток 9-83мА для 1212 и 20-200мА для 1205.

Куплено было два лота по 2шт, пришли в одном антистатическом пакете

Согласно даташиту я повесил по 12В цепям конденсаторы на 2.2uF, и по 5В — 10uF. Дабы исключить любые возможные наводки, я запитал преобразователи от аккумулятора. С учетом собственного потребляемого без нагрузки тока в 10 и 13мА для 5В и 12В версий, КПД на малых токах довольно низкий, а на больших — близок к заявленному. Несколько огорчает заметная просадка под нагрузками близкими к максимальным.