Techniek - Dummy-batterij voor Bose QuietComfort 25 koptelefoon
Woord vooraf
Uiteraard is dit voor eigen risico... je hoeft niet bij mij aan te kloppen als je je koptelefoon om zeep hebt geholpen.
Zo... dus jij gaat vliegen?
Toen ik eind 2018 voor het eerst van m'n leven zou gaan vliegen, werd me van alle kanten advies aangereikt over wat niet en wél te doen. Met stip op nummer 1: koop een 'noise cancelling' koptelefoon (koptelefoon met anti-geluid) tegen het vliegtuiglawaai.
Dat bleek inderdaad een erg goed advies en ik had niet verwacht dat die zo goed werkten.
Voor aankoop had ik uitgebreid gezocht op internet naar de voors en tegens van de vele beschikbare modellen.
De Bluetooth-modellen vielen sowieso af, omdat het ding bij lege batterijen compleet nutteloos is.
Een van de weinige types met kabel die overbleef gaf bij lege batterijen tenminste nog geluid door, al is het van mindere kwaliteit.
Dus werd het de Bose QuietComfort 25. Prima koptelefoon. Lekker licht ook met de kleine AAA batterij waar 'ie het pakweg 30 uur op doet.
Meer en meer, vooral in de zomer, ging ik de koptelefoon thuis gebruiken, als het omgevingsgeluid met geopend raam te storend werd voor het monteren van video of luisteren van muziek.
Daarvoor werkt de onderdrukking ook goed, maar ja... die batterij... Met een paar uur gebruik per dag ging die stukken sneller leeg, je vergeet 'm gemakkelijk uit te schakelen en als ik wel eens met ingeschakelde onderdrukking in slaap viel, gingen er zo uren voorbij.
Ergo: binnen de kortste keren verslond ik batterijen. Kon ik daar niet wat op verzinnen?
Voeding met dummy-batterij
De garantie was uiteindelijk verlopen, dus begon ik te denken aan een dummy-batterij, een gangbare manier om iets dat normaal op batterij-voeding werkt met een externe (grotere) batterij of netspanning te voeden.
Het klepje voor de AAA-batterij in de rechter oorschelp maakt dit wel wat moeilijker.
Ik nam de maten van een AAA batterij met de schuifmaat (met isolerend plaatje tussen een van de bekken om sluiting te voorkomen!) en vond in m'n voorraad een stuk 8 mm acryl rondstaf.
Dat is kleiner dan de 10 millimeter diameter van een AAA batterij, maar met een laag krimpkous er omheen zou ik aardig in de buurt komen. Twee M2 schroefjes uit de rommelbak en erg dun printplaat had ik ook nog wel.
Een oude USB-kabel om op te offeren was ook voorhanden.
De spanning omlaag brengen naar 1,5 Volt
Breekpunt was de voeding, die ik uit een USB-aansluiting wou betrekken en een factor 3,3 lager moest worden.
De koptelefoon is natuurlijk niet gemaakt op dummy-spanning en zonder informatie van de elektronica in de koptelefoon zag ik de spanning verlagen door gewoon wat diodes in serie te schakelen niet goed gaan. Per USB wordt namelijk een massa geïntroduceerd.
De jack-kabel heeft een signaalmassa die bij de PC aan massa hangt, met mogelijke gevolgen van dien. Is het niet een onschuldige aardlus die alleen maar een irritante brom veroorzaakt, is het wel iets ergers waarbij de koptelefoon echt defect raakt.
Daarom ging ik op zoek naar kleine DC/DC converters van 5 naar 1,5 Volt, die je helaas alleen ongeïsoleerd vindt.
Geïsoleerd vond ik ze alleen tot 3,3 Volt.
Voor een ander elektronica-geval had ik nog een 5 naar 3,3 Volt 500 mA geval liggen en dat bleek te werken.
Omdat de duurstroom niet veel hoger kwam dan pakweg 35 mA, ging ik voor een veel kleinere variant van Recom, de RM053.3S/P. Met 76 mA heeft die nog wat speling op het stroomverbruik. Samen met wat diodes zou ik de spanning wel voldoende kunnen laten zakken.
Achteraf had ik ook een ongeïsoleerde converter na een geïsoleerde kunnen schakelen om de juiste spanning te bereiken.
Het 'schema'
...bevat misschien componenten die wat onlogisch lijken. Weerstand R (82 Ohm) zit er om de diodes te belasten. Naast het feit dat de converter zonder belasting een wat hogere spanning afgeeft, hebben diodes waar geen stroom door loopt amper een spanningsval. Is de onderdrukking uitgeschakeld, dan stijgt de spanning naar iets boven de 3 Volt.
De weerstand zorgt voor een spanning van pakweg 1,85 Volt, die naar zo'n 1,6-1,7 Volt zakt bij inschakeling van de koptelefoon. Dat is naar mijn mening nog steeds op het randje, maar de nieuwe AAA deed er met 1,55 Volt amper voor onder.
Elco C is een 100 uF exemplaar. Bij testen bleek dat bij hard omgevingsgeluid de spanning zo ver daalde dat de onderdrukking kortstondig uitviel. De elco vangt deze pieken voldoende op.
Diodes D1 en D2 zijn standaard 1N400x diodes. Een test met 1N4148 diodes leverde op dat de spanningsval door piekstromen bij bastonen in muziek zodanig toenam dat de onderdrukking bleef uitvallen.
Bij de elektronicazaak vond ik een heel klein kastje, kleiner bestaat geloof ik niet, waar alles (dat is vaak andersom) ruim in kon.
De dummy-batterij en behuizing voor de converter
Omdat het batterijcompartiment van de koptelefoon zo krap is moet naast de lengte (zo'n 44 millimeter) van de dummy-batterij, ook de voedingsdraad naar de converter op een slimme manier naar buiten gevoerd worden.
Gelukkig bied het klepje daarvoor een mooie sleuf. In m'n rommeldoos vond ik een oud setje oortjes voor een mobiele telefoon, met van dat mooie soepele siliconensnoer. Het draad naar een van de oortjes zou als voedingsdraad gaan dienen.
In het stukje plexiglas staf tapte ik aan beide einden M2 schroefdraad.
Na het aansolderen van de draadjes aan 2 kleine stukjes printplaat schroefde ik die aan het plexiglas staf. Daarna ging er krimpkous omheen. Let bij het verwarmen ervan op dat je het acryl niet vervormt!
Met de in 2020 door m'n zus aangeschafte 3D-printer kon ik een mooie houder laten printen. Tot dan toe zat alles als test met een tie-wrap vast aan de koptelefoon, wat lastig was als ik de dummy-batterij wou verwijderen.
Een soort C-houdertje dat precies om de houder van de rechter-oorschelp klemt is het bevestigingspunt voor het kastje, dat met 2 kleine plaatschroefjes verbonden werd.
Je kan het bestand hier downloaden:
Slicer-instellingen:
- Snelheid eerste laag: 15mm/sec
- Laagdikte: 0.16mm
- Perimeters: 60mm/sec
- Vulling/Infill: 40% Gyroid
- Verticale shells (perimeters): 10
- Dichte lagen onder en boven: 3
Een stevige tie-wrap zorgt voor een trek-ontlasting van beide kabels, die via een sleufje in het kastje de buitenwereld bereiken. Daarna werd alles zo goed mogelijk in het kastje gefrommeld en het deksel erop geschroefd.
Zoals gezegd is het batterijklepje een beetje een hindernis. Het plaatsen moet dan ook secuur gebeuren.
Allereerst moet je de dummy-accu met de draad aan de kant van de oorschelp invoeren, net zolang tot deze geheel in het compartiment zit. Voer daarna het draadje door de sleuf van het klepje en druk het klepje uiteindelijk dicht zoals je gewend bent.
Het enige nadeel aan deze oplossing: een extra kabel. Samen met de audiokabel hebben die de neiging altijd in de knoop te gaan zitten.
Klaar!
Nu hoef je alleen de USB-stekker nog ergens in te prikken. Dat kan een powerbank zijn, maar omdat het verbruik ruim onder de 100 mA ligt, schakelt het overgrote deel automatisch weer uit. Een computer of telefoonlader werkt in ieder geval zeker.
En dan... kun je ongestoord luisteren zónder batterijen te verslinden!
