Blogi | Pasi Vähämartti

Tag: vuotovirta

Suojaerotusmuuntaja videotykin sähkönsyöttöön

by on elo.28, 2018, under Kotiteatteri, Säätöä, Vinkit

Kuten aktiivisimmat lukijat ovat huomanneet, on kotiteatterin kanssa ollut pientä ongelmaa. Näitä ongelmia on ratkottu jo pidemmän aikaa, nyt toivon mukaan nämä on vihdoin selätetty.

Edellisessä jutussa uumoilin, että todennäköisesti pitää hankkia antennivahvistin, jotta antennijohtoon liitettyjen vaippavirranerottimen aiheuttaman signaalin vaimenemisen saisi kumottua. Otin yhteyttä DNA:n tukeen, jossa todettiin, että tilaa mittamies paikalle. Käynti olisi maksanut 55€.

Signaalin vaimeus ei kuitenkaan ole se todellinen ongelma, vaan digiboxista kaapeli tv-verkkoon menevä maavuotovirta. Oli jo alusta asti selvää, että ongelma ei ole mitenkään yksioikoinen, ja siksi antenniasentajan tilaaminen ei todennäköisesti edes ratkaise ongelmaa. Toki jos vahvistimesta olisi kääntänyt lisää gainia, olisi ongelma liian heikosta signaalista korjautunut, mutta tämä ei ole varsinainen lääke vaippavirta ongelmaan (+ naapurit olisivat joutuneet hankkimaan signaalivaimentimet). Vaippavirtaerotin oli lääke, jolla oli kuitenkin sivuvaikutus. Sivuvaikutusten korjaaminen uudella lääkkeellä ei kuulosta kovin hyvältä. Eli, oli paneuduttava ongelman alkujuurille.

Kiinteistössä on suojamaadoitetut pistorasiat, mutta tosiasiassa kaikki rasiat on nollattu jakorasiassa. Sähkökeskukselta siis tulee L + PEN, joka jakautuu kytkentärasioissa L + N + PE. Nollaus on monesti ongelmallinen, ja saattaa olla merkittävä osasyyllinen havaitsemiini ongelmiin.

Vuotovirta antenniverkkoon vaihtelee sähköverkon kuormituksesta riippuen 30-140mA välillä. Virran suuruuden muuttuessa, videotykin kuva häviää. Tästä olen tehnyt aiemmin jutun, joka on luettavissa täältä (jutussa myös video, joka havainnollistaa hyvin ongelman häiritsevyyttä).

Nyt kun asiaa on tutkittu jo pidempi tovi, niin voisi tietysti sanoa, että edelliset oireet ovat antaneet vihjeitä siitä, millä suunnalla ongelma sijaitsee. Koska kuva häviää, niin ongelma on jossain näyttöketjun loppupäässä. Harmi, että nyt vasta tässä vaiheessa tajusin alkaa mittailemaan vuotovirtoja laitekohtaisesti. Aiemmin näitä virtoja tuli mitattua ainoastaan antennipistokkeen ja antennijohdon väliltä.

Vuotovirran lähde paikantui lopulta hyvin nopeasti; nypin vuorotellen HDMI johtoja irti esivahvistimesta, ja seurasin, kuinka vuotovirran suuruus muuttuu. Kun nyppäsin digiboxin irti, niin virta putosi olemattomiin. Tämän jälkeen kokeilin ottaa videotykille lähtevän optisen HDMI kaapelin irti, ja kas, virta putosi jälleen olemattomiin. Tämän jälkeen kokeilin, vaikuttaako videotykin sähköjohdon kytkentäsuunta virtaan; ei vaikutusta. Sähköjohdon irrottaminen luonnollisesti poisti vuotovirran.

Koko AV räkin vuotovirta kaapeli-TV verkkoon on 3mA ilman videotykin HDMI kytkentää. Videotykin lisääminen yhtälöön HDMI-kaapelin kytkennällä nosti vuotovirran tällä kertaa 64mA:han. Pikaisella etsinnällä en löytänyt galvaanisia erottimia HDMI liittimiin. Ja toisin kuin voisi äkkiä luulla, niin optinen HDMI ei sekään erota järjestelmää galvaanisesti, koska kuidun ohella kyseisessä kaapelissa menee myös vastaanottimen sähkönsyöttö ja HDMI-liittimien runkomaadoitus.

Koska HDMI:tä ei saanut erotettua galvaanisesti, niin seuraavaksi helpointa oli erottaa videotykin sähkönsyöttö sähköverkosta galvaanisesti. Hyllystä sattui löytymään kaksi 350VA suojaerotusmuuntajaa, joista toinen ylimääräinen. Tehonsa puolesta tämä riittää juuri kattamaan tykin sähkönsyöttötarpeen (310W, cos fi hyvin lähellä ykköstä), niin olihan sitä pakko kokeilla.

Suojaerotusmuuntajan lisäämisen myötä antenniverkon vuotovirta oli enää 3mA, ilman antennisignaalia vaimentavia erotuskondensaattoreita. Enää kuva ei pätki, kun rappukäytävään laittaa valot, ei vaikka kuivausrummun käynnistäisi. Myös kaikki TV-kanavat näkyvät häiriöttä, eli signaali on jälleen riittävän voimakas.

Muutaman tunnin yhtäjaksoisen käytön jälkeen kuvanpätkimisongelmaa ei esiintynyt kertaakaan. Suojaerotusmuuntaja sitävastoin lämpenee ihan mukavasti, mutta sen pitäisi kestää tämä hyvin, koska sen nimellistehoa ei ylitetä. Muuntajassa on integroitu ylivirtasuoja, joka on suuruudeltaan 2A. Videotykki ottaa maksimissaan 1,3A virran.

Miten suojaerotusmuuntaja toimii?

Muuntajan ensiö ja toisio sisältää yhtä monta kierrosta, eli sen muuntosuhde on 1:1. Täten kun sisään syöttää 230VAC, tulee ulos sama jännite. Muuntajan ensiö ja toisio eivät ole galvaanisesti toisiinsa yhteydessä, teho ja jännite siirtyvät magneettisesti muuntajasydämen kautta ensiöltä toisiolle. Koska toisio on täysin kelluva, eli sillä ei ole minkäänlaista yhteyttä maahan, ei koskettamalla kumpaakaan johdinta erikseen saa sähköiskua.  Sähköverkon puolelta sitä vastoin saa sähköiskun, koska muuntajan nolla (N) on yhteydessä myös maahan (PE). Tästä syystä huollettavat laitteet kytketään / olisi syytä kytkeä suojaerotusmuuntajan taakse, henkilöturvallisuuden nimissä (etenkin paikoissa, joissa ei ole vikavirtasuojia).

Kuva otettu Intertrafo Oy:n kotisivuilta.

Koska aiemmin virtapiiri syntyi sähköverkon, videotykin, HDMI-kaapelin ja digiboxin kautta antenniverkkoon, niin katkaisemalla yhteys jossain kohtaa piiriä, lakkaa myös vuotovirran kulkeminen.

Hintaa käyttämälläni muuntajalla on 125€, jota myy esimerkiksi Partco. Tätä juttua varten minun ei kuitenkaan tarvinnut ostaa suojaerotusmuuntajaa, sillä olen saanut nämä joskus 20 vuotta sitten täysin ehjänä purkujätteenä.

Leave a Comment :, , , , , , more...

Galvaaninen maaerotin antennijohtoon

by on heinä.12, 2018, under DigiTV, Kotiteatteri, Laitteet, Säätöä

Taustaa

Syksyllä 2016 ostin optisen HDMI kaapelin. Muutaman päivän käytön jälkeen vastaan tuli kuitenkin ongelma, jossa kuva pätki lyhytaikaisesti, tai jäi pätkimään loputtomasti.

Tuolloin epäilin HDMI-portin riittämätöntä sähkön syöttöä, mutta myöhemmin selvisi, että syynä on todennäköisimmin maavirta luuppi antennijohdon kautta. Antennijohto irrotettuna ongelmia ei ole ilmennyt kertaakaan, mutta tämä luonnollisesti estää digiboxin käytön.

Uusi esivahvistin toi mukanaan vielä uuden ongelman, jossa ilmeisesti laitteiden käynnistysjärjestys yhdessä maavirtaluupin kanssa aiheuttaa tilanteen, jossa kuva jää välillä kokonaan näkymättä. Tämän sai ’korjattua’ nyppäämällä esivahvistimen sähköjohdon irti ja kytki takaisin. Laitteen sammuttaminen kaukosäätimestä ei siis riittänyt. Tämä oli kuitenkin hyvin rasittavaa, sillä näin joutui tekemään useamman kertaa viikossa.

Niin uskomattomalta kuin se kuulostaakin, olen elänyt tuon kuvan pätkimisongelman kanssa jo reilu 1½ vuotta. Uusi esivahvistinkin on ehtinyt olla reilu puoli vuotta käytössä, oman ongelmansa kanssa. Töissä on ollut sen verran kiirettä ja elämässä muutenkin hyvin paljon yhtä sun toista menoa ja harrastetta, että tämän pienen ongelman ratkaiseminen on vaan jäänyt. Nyt tilanne vihdoin kuitenkin muuttuu.

Ratkaisuna ongelmaan on galvaaninen maaerotin laitteen ja antennipistokkeen välille.

Hinta

Galvaanisia maaerottimia myydään vähän siellä sun täällä, hintahaitari sitä vastoin on todella laaja. Pikaisella etsinnällä hinta vaihteli alle kolmesta eurosta 30 euroon, kyseessä ollen vielä saman valmistajan täysin identtinen tuote.

Halvimmalla löysin tuotteen satshop.fi:stä, hinnan ollessa 2,70€/kpl, verkkokauppa.com:ssa hinta vuorostaan oli 8,90€/kpl. Clash Ohlson myy teknisesti samaa tuotetta, vaikka onkin ulkoisesti hieman erinäköinen. Hintaa Clasulla on 12,99€/kpl. Satshopin toimituskulut olivat kohtuulliset 2,90€ kolmelle erottimelle, kokonaishinnaksi muodostuen 11€:ksi. Yksi radiolle ja yksi kullekin TV-virittimelle digiboxissa, kaapeli modeemi jää erotuksen ulkopuolelle.

Mikä galvaaninen erotin?

Laitteena galvaaninen erotin on hyvin yksinkertainen laite; sen tehtävänä on erottaa kaksi piiriä toisistaan, päästäen lävitseen hyötysignaalin. TV:n tapauksessa hyötysignaali on luonnollisesti kuva ja ääni, katkaistava häiriösignaali vuorostaan laitteiden ja TV-pistokkeen välinen vuotovirta. Joskus erotus on tehtävä esimerkiksi suuren jännite-eron takia (esimerkiksi logiikan 24VDC kanava ohjaa 230VAC syöttöä/valaistusta).

Kuljetettavasta signaalityypistä riippuen, erotus voidaan toteuttaa muuntajalla, kondensaattorilla, optoerottimella tai releellä/kontaktorilla (myös muutama muu vaihtoehto on olemassa). Täytyy kuitenkin muistaa, että kondensaattori ei erota virtapiirin osia toisistaan galvaanisesti, vaikka se tasavirran katkaiseekin. Täten on virheellistä puhua galvaanisesta erottimesta kondensaattoreilla toteutettujen laitteiden osalta, siitä huolimatta tätä virheellistä nimitystä näistä tuotteista käytetään ihan markkinointia myöten. Ja koska suurin osa tämän lukijoista on nimenomaan etsinyt galvaanista erotinta, en lähde muuttamaan jutun otsikkoakaan asiavirheestä huolimatta.

Koska hankkimani erotin on toteutettu kondensaattorein, käyn pikaisesti läpi sen rakenteen. Ulkovaipassa on 20uF ja keskinastassa 10uF suuruinen kondensaattori sarjassa uros- ja naarasliittimen välillä. Sähköisesti uros ja naarasliitin ovat identtisiä, eli signaalin kulkusuunnalla ei ole merkitystä toiminnan kannalta (toimii niin radion kuin tv:nkin kanssa). Alla piirtämäni kytkentäkuva rakenteesta.

Alla kuva varsinaisesta tuotteesta.

Lähtötilanne ja lopputulos

Ennen erottimien asentamista, kuivausrummun päällä ollessa vuotovirtaa antennikaapelin ulkovaipassa vaihteli 30-140mA välillä, siis järjettömän suuri. Virta oli suuri kuivausrummusta huolimatta, se saa vaan suurimpana kuormana aikaan kaikkein suurimmat heilahtelut aikaan.

Henkilösuojaukseen tarkoitetut vikavirtasuojat (joita kiinteistössä ei ole) laukeavat vikavirran ylittäessä 30mA. 50mA voi riittää aiheuttamaan sydämen pysähtymisen tai kammiovärinän. Kyse ei ole mistää pienistä virroista. Jännite-ero on tosin luokkaa 1,3-2,5V, jolloin ihmisen kehon kokonaisimpedanssi on näillä jännitteillä yli 2000 ohmia => virtatie on olematon, ei pitäisi olla vaaraa (max ~1,5mA). Tästä huolimatta pitäisin näppini erossa, sähkön kanssa ei koskaan tule leikkiä.

Erottimen lisäämisen jälkeen kuva ei ole enää pätkinyt, eikä esivahvistimen HDMI lähtö jumiutunut. Ongelma siis ratkesi ja syynä oli maavirtaluuppi antennijohdossa. Vuotovirta putosi 0,4mA paikkeille. Alla kuvat paikalleen asennetuista erottimista.

Mutta, kondensaattorit aiheuttavat signaalitiellä hyötysignaalin vaimenemista, jonka myötä HD kanavat lakkasivat pääsääntöisesti toimimasta kokonaan, muutaman kohdalla kuva meni mosaiikiksi. Myös National Geographic kanava palikoitui täysin, vaikka ei HD kanava olekaan.

Yksi ongelma selätetty, toinen tuli tilalle. Seuraavaksi täytynee hankkia signaalivahvistin, joka kykenee läpäisemään kaapelimodeemin signaalin, tai sitten täytyy tehdä toisenlainen kaapelointiratkaisu, jossa modeemi ottaa netin vahvistimen ohitse, mikäli netti yhteensopivaa vahvistinta ei löydy.

Leave a Comment :, , , , , , , , , , , , more...