Spannungswandler 12V auf 5V Störgeräusche

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6.1-Max
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 19. Jul 2019, 13:54
Hallo zusammen,

ich bin Blechbläser in einer Band und habe mir ein Effektgerät gekauft, jenes in ein Köfferchen gebaut mit Notenlicht, Buchsen direkt am Koffer und bisschen Schnickschnack. LED-Streifen und Effektgerät werden von einem Trafo mit 12V versorgt.
Meine neueste Errungenschaft ist das i-Solo Pure, ein wireless Instrumentenmikro. Der Empfänger ist im Tretminenformat und passt super in mein Köfferchen. Er kann mit 5V(USB) bis 9V versorgt werden. Jetzt wäre es natürlich sehr elegant, wenn ich den Empfänger über den 12V-Trafo mitversorgen könnte!
Deshalb habe ich mir diesen DC-DC-Wandler gekauft https://www.amazon.d...00_s00?ie=UTF8&psc=1
und eingebaut.

Das Ergebnis war leider schockierend: Es pfeift,quietscht und rauscht orenbetäubend laut - am schlimmsten wird es, wenn man das Licht dazu einschaltet, dann besteht Tinnitus-Gefahr.

Nun meine Fragen:
Wie kann ich eine Spannungswandlung von 12V auf 9V oder 5V realisieren, ohne nervige Störgeräusche zu haben?

Was passiert, wenn ich den Empfänger testweise auch mit 12V (also 3V zu viel) versorge? Geht er sofort kaputt?

Würde vielleicht ein Vorwiderstand ausreichen? Ich habe mal Strom und Spannung mit dem Original-Netzteil gemessen und es sind konstante 9,04V und die Stromstärke schwankt zwischen 96mA und 112mA, je nachdem ob der Sender (bzw. das Clip-mikro) ein- oder ausgeschaltet ist.

Das Ganze hört sich stark nach einer Brummschleife an - kann das überhaupt sein, wenn ich mich in einem Gleichstromnetz befinde? Wenn ja, wie kann ich die Schleife entfernen - Galv. Trennung mit einem Übertrager funktioniert ja nur bei Wechselstrom?!?

Sonstige Infos:
Das 12V-Netzteil ist von mir überdimensioniert gewählt, hat also mehr als genug Leistung.
Das Übertragungssystem sendet im WLAN-Bereich, also kein normaler Funk wie man es von Standard-Systemen gewohnt ist. Am Empfänger kann man verschiedene "Kanäle" einstellen, die unterschiedliche Latenzen und Reichweiten haben - verändert man den Kanal, so ändert sich auch das Störgeräusch.
Wenn ich die Antenne in die Hand nehme, verschwindet das Störgeräusch fast komplett.

Viele Grüße und schon mal Danke für Eure Hilfe!

P.S.: Zur Not kann ich die Tretmine natürlich auch wieder mit dem Original-Netzteil oder einer Powerbank versorgen, aber wie gesagt, es wäre eleganter, wenn ich nur einen Stromanschluss hätte. Außerdem interessiert mich, wo das Problem herkommt.
Bollze
Inventar
#2 erstellt: 21. Jul 2019, 08:09
Der DC/DC Wandler arbeitet getaktet. Minderwertige Wandler strahlen Störungen ab und ein Teil der Störungen findet man auch in der Gleichspannung am Ausgang wieder. Die Technik ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad, immer kleinere Bauformen und weniger Abwärme. Es gibt durchaus DC/DC-Wandler die nach dieser Prinzip arbeiten und weniger Störungen machen, leider kenne ich jetzt kein Wandler, wo ich mir sicher bin, dass das Problem bei dir weg ist, weil ich sowas noch nie für Audiozwecke ausprobiert habe. Die Störung der Funkverbindung ist wahrscheinlich ein noch grösseres Problem hier.
Getakte Netzteile erzeugen grundsätzlich ein Störteppich, egal von 230 Volt auf 5 Volt runter oder von 12 Volt runter auf 5 Volt, hier mal ein Videoausschnitt, wo sowas veranschaunlicht wird. :
https://youtu.be/1JKGD3PpnMY?t=545

Eine Alternative sind Festspannungsregler,
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0204301.htm

Die ICs gibt es billig und wie Sand am Meer, die Technik ist bewährt, sie machen schlimmstenfalls ein dezentes Rauschen. Sie verheizen die überflüssige Spannung einfach. Je nach Stromabgabe und Spannungsdifferenz müssen die Festspannungsregler auf einen Kühlkörper geschraubt werden.
Festspannungsregler sind als nix anderes als "geregelte" Widerstände, die eine feste Spannung ausgeben.
Wieviel Ampere benötigen den die angeschlossene Geräte ? Bei 9 Volt und bei 5 Volt ?
Das Problem die Wärme...
Die zu erwartenden Abwärme, genannt auch Verlustleistung :
Benötigt ein angeschlossenes Gerät z.B. 1000mA und 5 Volt. so ergibt sich eine Wärmeabgabe des ICs:-> bei 12 Volt Eingang von 7 Volt, also die 12V...5 V Differenz, mal 1000mA = 1A eine Verlustleistung 7 Volt x 1 A= 7 Watt. Wenn man bedenkt , dass 20...30Watt Wärme ausreichen um einen kleinen Elektronik- Lötkolken zu betreiben, dann ist das schon ziemlich warm und so braucht der Regler ein Blech oder Kühlkörper um das Bauteil unterhalb der Zerstörungstemperatur zu halten, diese liegt aber einiges über 100 Grad Kerntemparatur.
Je weniger die Spannungsdifferenz, je geringer der Stromverbrauch des angeschlossenen Gerätes, um so geringer ist die Wärmeabgabe, so geringer die nötige Kühlung Die Spannungsregler braucht je nach Typ mindestens 1.. 3 Volt mehr Eingangsspannung als Ausgangsspannung um zuverlässig zu funktionieren.


Die Beschaltung ist denkbar einfach, ist oben im Link bereits aufgeführt worden. Aber->
Ich würde der Einfachheit halber an den Ausgang und Eingang der Regler IC jeweils einen Elko mit je 100 uF oder ähnlich hängen und je einen 100nF als Blockkondensator gegen HF. Letzterer sollte ein Keramik- oder Folienenkondensator oder sowas sein, also keine Elkos.
Die Regler gibt es von vielen Herstellern, manche Reglertypen verlangen die 100 uF am Ausgang, Also besser immer die 100 uF am Ausgang anbauen, oder mehr : die 100uF sind nicht so kritisch, man kann auch 470 uF oder 1000uF nehmen, was die Bastelkiste hergibt.
Man sollte auch auch noch Wissen, dass das Metall am Gehäuse der Festspannungsregler mit einen Anschluss der Regler verbunden sein kann oder ist, kann man ja mal mit einen Ohmeter prüfen.
Bollze

PS Ich lese gerade 12 Volt Trafo ? Ein Trafo gibt normalerweise Wechselspannung aus. Brauchen tuen wir hier aber eine Gleichspannung.
Manche Netzteile mit Trafo haben nur eine Gleichrichtung eingebaut, geben also einen plusierenden Gleichstrom aus. Das macht auch noch ein schönes Brummen bei Audioschaltungen, ein Abhilfe : ist dann einen Kondensator nachzuschalten, sagen wir mal 4700uF, bei einen klassischen 50 Hz Trafo und sagen wir mal ca. bis 2 A Stromabgabe.
https://youtu.be/WMJKprRb5jg?t=948


[Beitrag von Bollze am 21. Jul 2019, 09:07 bearbeitet]
bierman
Inventar
#3 erstellt: 22. Jul 2019, 08:20
Es gibt noch eine billigere einfache Variante:

an einer Silizium-Diode (1N4001 o.ä.) fallen in Flussrichtung 0,6-0,7V Spannung ab. Man kann also einige davon in Reihe schalten um zur benötigten Spannung zu kommen. Dabei entsteht keine zusätzliche HF und man kann wenig falsch machen.

Um auf 9V zu kommen braucht man also 5 Stück. Auf die fünf Dioden verteilt sich dann auch die Verlustleistung, ist also in der Größenordnung unproblematisch.

Diese LED-Stripe-Treiber sind leider, vor allem wenn gedimmt, richtige Störsender. Warum das so ist steht in der Antwort von Bollze.


Was passiert, wenn ich den Empfänger testweise auch mit 12V (also 3V zu viel) versorge? Geht er sofort kaputt?


Hast du zu viel Geld? Bist doch n Musiker, also wohl kaum
Mindestens aus Nachhaltigkeitsgründen würde ich solche Experimente vermeiden.
6.1-Max
Schaut ab und zu mal vorbei
#4 erstellt: 24. Jul 2019, 17:09
Hallo bierman und Bollze,

vielen Dank für eure ausführlichen Antworten! Hat mich riesig gefreut

Bin derzeit noch am Ausprobieren. Das mit den Dioden habe ich als erstes getestet, hat aber leider nicht funktioniert... Aufgefallen ist mir aber schon mal, dass das Störgeräusch identisch bleibt, also gar nicht von dem DC-DC-Wandler kommen kann
Bei 9,04V schwankt die Stromstärke zwischen 96 und 112 mA.
Hab's testweise noch an 'nem Autoradio probiert, weil dort auch Spannung (USB-Port) und Sound aus einem Gerät kommen und das Ergebnis ist ähnlich: Mit orig. NT oder Powerbank keine Störung, mit USB-Port vom Radio laute Störgeräusche. Denke mal es führt kein Weg daran vorbei, das Ganze getrennt zu versorgen, aber probiere jetzt trotzdem noch die Schaltung mit dem Festspannungsregler aus (warte noch auf mein Päckchen^^).

Viele Grüße, Max

P.S: Es handelt sich um ein Netzteil, kein Trafo (Dachte das is dasselbe )

Aufgefallen ist mir außerdem, dass das iSolo ziemlich rauscht und keinen allzu hohen Pegel verträgt, also wenn ich mit der Posaune ordendlich Stoff gebe, kann es leider nicht empfehlen - für die Qualität viel zu teuer. (Falls zufällig wer per Google, weil er über's iSolo was wissen will, auf den Thread stößt^^ Werde aber noch eine ausführliche Bewertung auf Amazon schreiben)
Bollze
Inventar
#5 erstellt: 25. Jul 2019, 12:07
Dann wäre mal das Netzteil interessant, was ist das für ein Teil ?
Offensichtlich gibt es unsauberen Strom aus oder und es strahlt Störungen ab.
Oder die LED-Treiber stören.

Nun könnte man versuchen diese Spannung zu säubern und dann auf 9 bzw 5 Volt bringen.
Diese Elektronik und Elektronik für das Mikrofons räumlich trennen von den 12 Volt Netzteil.
Das Netzteil sollte wenigstens DC, also Gleichstrom, ausgeben

Ein Wandler auf 5 Volt für ca. 100 mA mit einfachen R/C Filter R/C bedeutet Widerstand/Kapazität
Ein einfacher Filter ist z.B. eine R/C Kombination, bei um die 100 mA würde ich so pie mal Daumen einen 4,7 Ohm Widerstand nach den 12 Volt vom Netzteil in Reihe legen und dann mit ein Elkos, sagen wir mal so 2200... 4700 uF gegen Masse legen, als Puffer , parallel zu ein 100 nF ( Keramik z.B.) für die HF- Unterdrückungen, ( Bei HF sind die Elkos nicht sehr wirksam) dann weiter in den Festspannungregler Typ 78x05 für 1A , danach noch 100 nF (z.B Keramik) und ein 100 uF Elko beide gegen Masse. Die Masse im 12. auf 5 Volt Wandler am besten sternformig gestalten, d.h. sämtlich Masseanschlüsse der Bauteile und ankommende und abgehende Masseleitung auf einen Punkt legen, an den Minusanschluss des Eingangselkos. Sinn der Sache : Brummunterdrückung.

Bei ca. 150 mA verheizt der Regler so um die 1 Watt .. ein kleines Kühlblech/körper kann nicht schaden.

Bollze


[Beitrag von Bollze am 25. Jul 2019, 12:24 bearbeitet]
bierman
Inventar
#6 erstellt: 25. Jul 2019, 12:16

6.1-Max (Beitrag #4) schrieb:
Das mit den Dioden habe ich als erstes getestet, hat aber leider nicht funktioniert... Aufgefallen ist mir aber schon mal, dass das Störgeräusch identisch bleibt, also gar nicht von dem DC-DC-Wandler kommen kann


Nicht funktioniert heißt
- dass die Störungen damit auch aufgetreten sind? Dann musst du woanders suchen. Ne schlechte Masseverbindung in einem der Kabel kann z.B. verantwortlich sein
- dass die zu versorgende Schaltung keinen Strom bekommen hat? Dann Dioden falschrum^^
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