Земляная петля: работа над ошибками
Год назад я написал обзор блютус модуля «Добавляем Bluetooth в любую магнитолу». Это небольшое и совсем недорогое устройство, которое легко добавить к магнитоле или музыкальному центру, чтобы проигрывать на них музыку со смартфона.
Тогда читатели, повторившие эту доработку, пожаловались на фон, который особенно слышен в паузах. Я прислушался к своей магнитоле — да, действительно, у меня тоже присутствует небольшой фон. Пока не подсказали, не обращал внимания, а как прислушался — так фон начал раздражать.
А все дело в токовой петле. Минусовой провод у нас используется и для того, чтобы питать блютус модуль, а еще и как носитель сигнала, идущего на усилитель. Из проводника образуется петля, по ней блуждают токи, которые и шумят в колонках. Разными фильтрами и конденсаторами проблему можно смягчить, но нельзя решить окончательно. Нужна гальваническая развязка между цепью питания блютус модуля и всем остальным.
Индустрия предлагает нам готовые решения. Фирма Mornsun выпускает DC-DC преобразователи в компактных корпусах. Одно устройство способно и снизить напряжение с автомобильных 12 вольт до требуемых 5 и обеспечить гальваническую развязку. По всему стало ясно — надо брать.
Но я решил, что в автомобильной сети напряжение случается до 15 вольт, так что источник тока лучше взять внутри магнитолы, уже стабилизированный. Вариант 5в -> 5в у фирмы тоже есть, осталось выбрать требуемую мощность. Вскрывать магнитолу для измерений не хотелось, так что я приобрел два варианта преобразователей — на 1 ватт — B0505S-1W и и на 3 ватта — B0505S-3WR2. Пока шла посылка, я принялся изучать документацию.
В PDF материала много, но значимая для нашего случая информация сводится к следующему:
Максимальный ток — 200 мА
Минимальный ток — 20 мА
КПД — 80%
На вход и выход нужно поставить конденсаторы 4,7 мкФ и 10 мкФ соответственно. Схема прилагается:
Особо обращается внимание, что модуль нестабильно работает при выходных токах менее 10% от максимальных. И в случае необходимости рекомендуется дополнительно нагрузить выход резистором соответствующего номинала. Снова схема:
Ну хорошо, резисторов и конденсаторов у нас достаточно, если что.
Наконец модули пришли.
С изнанки:
Я снял магнитолу, измерил ток потребления блютус модуля. Намерилось 11 мА. Похоже, трехваттный модуль нам не пригодится, да и для одноваттного нам потребуется резистор. Резистор взял с небольшим запасом, 470 Ом. Конденсаторы подобрал танталовые. Вот вся компания пред подключением к модулю.
У конденсаторов коричневая полоска маркирует положительный контакт (в отличии от электролитиков), а резистор можно подключать как угодно. В качестве конденсаторов, пожалуй, сгодились бы и электролитики, у меня просто оказались под рукой эти.
Напаял прямо на ноги.
Перед подключением снял небольшое видео, зафиксировать фон. Музыка включается, чтобы оценить громкость фона относительно полезного сигнала.
Потом поставил все как полагается — на вход землю и плюс 5 вольт, на выход — проводки питания блютус модуля. Сам модуль прижал к плате импровизированной скобкой, чтоб не болтался по корпусу.
Вот как получилось — модуль гальванической развязки на плате и блютус — модуль на стенке корпуса.
Попробовал прозвонить тестером землю магнитолы и блютус модуля — все хорошо, не прозванивается.
Теперь смотрим было-стало.
Видео не в полной мере передает разницу. Рядом шумит компьютер. Но фон исчез совершенно. Хотя да, он и раньше был небольшой.
Но зато теперь я смело могу посоветовать читателям стопроцентный способ избавления от шумов при подключении блютуса. Проверено — работает.
Купить модули зальванической развязки на разные напряжения и собственно блютус модуль можно по ссылкам:
Модули гальванической развязки
Всем добра и мира.