USB-Ladegeräte: DAB-Störungs Vergleichstest

[ProjektBodo]

Hallo Zusammen!

 

In einem anderen Post im T6 Bordelektrik-Unterforum hab ich ja erwähnt, dass ich auf der Suche nach 12V USB-Ladestöpseln war, die den DAB-Empfang in Gegenden mit grenzwertigem Empfang nicht stören. Dort hab ich dann versprochen, einfach mal ein paar Stöpsel zu testen.

 

Hierbei war ich neugierig und hab dem Nerd in mir mal völlig freien Lauf gelassen, indem ich mir mit einem RTL2832-basiertem USB Radio-Dongle ein kleines "EMI/EMC (electro-magnetic interference / compliance) Labor" eingerichtet habe. Die Ergebnisse waren für mich lehrreich, drum möchte ich sie Euch zeigen: ich hab nicht nur gesehen, dass es echt große Unterschiede zwischen den 12V USB Ladegeräten gibt, sondern auch, dass EMC-Messungen eeecht deutlich schwieriger sind, als ich mir vorgestellt hatte. Gibt wohl doch nen Grund, wieso solche Tests normalerweise echt Asche kosten 😂.

 

Ich hoffe, mein Geschreibsel ist nicht zu lang und für manche interessant!

Cheerio,
Alex 

 

 

[ProjektBodo]

Hier mein Mess-Setup:

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Ich habe ein günstiges RTL2832U basiertes Software Defined Radio verwendet um einen "arme-Leute Spectrum Analyzer" zu zimmern. Das Dongle habe ich von hier:

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(Radioddity 100KHz-1766MHz/0.1MHz-1.7GHz) 

Ich hatte gehofft eine fertige Spectrum-Analyzer Software zu finden, aber irgendwie wollte keines der von mir getesteten Programme  funktionieren. Also habe ich rtl_power aus dem rtl-sdr Paket selber gescripted und die Daten kurzerhand in octave ausgewertet.

 

Das USB-Ladegerät habe ich mit einem Labor-Netzgerät (HP/Agilent 6632B) mit 13V versorgt. Ein zweites 6632B fungierte als elektronische Last (eine geniale Funktion vom 6632B!), und hat in 100mA Schritten einen Strom von 0mA - 2000mA gezogen. Problematisch hier war, dass meine 6632B selber ganz erstaunlich viel EMI erzeugt haben. Hätte ich nicht gedacht, da es eigentlich schön schwere altmodische Linear-Netzteile sind. Ich vermute, dass ein Schaltregler intern die Spannungsversorgung der CPU stellt, und der etwas schmutzig ist. Egal, die Emission war zeitlich konstant, dh ich konnte sie problemlos abziehen.

 

Da es um Störungen beim DAB-Empfang geht, habe ich als Messantenne eine einfache DAB Antenne verwendet. Wieder von amazon:

(Eightwood DAB+ Antenne SMA Adapter DAB Antenna) 

Problematisch hier war, dass das Spektrum außerordentlich empfindlich auf Anordnung von Antenne und Ladegerät war. Die Antenne um 2cm zu bewegen hat teilweise größere Unterschiede im Spektrum gemacht als Ladegerät ein oder auschalten! Ich habe die Antenne mit Tape fixiert und eine "Normposition" auf der Antenne markiert. Während der Messung habe ich peinlich darauf geachtet nix zu berühren, und die Messung wiederholt um zu schauen, wie reproduzierbar meine Ergebnisse sind.

 

Die Messungen habe ich das Spektrum im DAB-Band von 174 MHz - 230 MHz in einem 100kHz Raster aufgezeichnet. Ich habe bei jeder Messserie alles positioniert, dann eine Baseline aufgenommen, dann das Ladegerät eingeschaltet und alle 100mA ein Spektrum aufgenommen. Wenn mal komische Dinge im Spektrum sichtbar waren, habe ich die Messung wiederholt, um zu sehen, ob die Störung vielleicht von woanders kommt. Nach der Messung habe ich nochmal eine Baseline genommen, um sicherzustellen, dass sich der Untergrund nicht während der Messung verändert hat (zB durch Bewegung der Antenne)

 

Ein "perfektes" Ladegerät hätte in dieser Messung im ganzen Band 0dB.

 

Als Vergleichs-Wert zwischen den verschiedenen USB-Ladegeräten habe ich den mittleren Pegel über das ganze Band als Funktion des vom Ladegerät abgerufenen Stroms geplotted.

[ProjektBodo]

Ich habe drei USB Ladegeräte für Auto 12V-Dosen getestet. Außer Konkurrenz habe ich noch meinen alten Voltcraft Wechselrichter mit USB-Ladedose mitlaufen lassen. Der kann aber offiziell nur 500mA liefern, ich habe ihn gefordert bis der Überlastschutz abgeschaltet hat (1200mA).

 

Die Ergebnisse im Detail:

Amazon:

"Amazon Basics Kfz-Ladegerät für Apple- & Android-Geräte, USB-Anschluss: 2 Eingänge, 4,8 Ampere/24 W, Schwarz/Rot" 

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Das Amazon-Ladegerät sieht ganz okay aus. Bei wenig Strom überall unter 5dB EMI, und nur wenig mehr bei höheren Strömen.

 

Hama:

Hama 121961 Double USB  

Das Hama Ladegerät ist das kompakteste unter den Dreien, und super praktisch, weil es fast in der 12V Steckdose verschwindet. Leider ist es auch mit großem Abstand das lauteste: bis zu 25dB! Das ist schon echt heftig, und hat sich bei mir auch in real-life Tests sofort negativ gezeigt. In Gegenden mit sehr guter DAB Abdeckung sicher trotzdem okay, aber für mich leider nicht geeignet um während der Fahrt immer eingesteckt zu bleiben. Schade, durch die kompakte Bauform wäre es dafür ideal.

 

RAVPower:

RAVPower Extreme Mini Auto Ladegerät 2-Port 24W 5V/4.8A USB kfz Ladegerät mit Aluminium-Legierung Gehäuse iSmart Technologie für Smartphones, Tablets, Bluetooth Geräten, Powerbank und mehr,schwarz

 

Das RAVPower wirkt sehr hochwertig, denn es hat ein solides Metall-Gehäuse. Es war mit deutlichem Abstand das leiseste von den drei getesteten Ladegeräten - vielleicht durch das Gehäuse, aber vielleicht auch einfach durch einen sauberen Schaltregler, wer weiß. Bei niedrigen Strömen habe ich mit meinem Setup nichtmal signifikant EMI messen können, erst bei richtig viel Strom kommt es am oberen Ende des Bandes langsam zu EMI, aber immer noch weniger als bei allen anderen.

 

Voltcraft:

Wechselrichter VOLTCRAFT PI 100-12 USB 100 W 10 - 15 V/DC - 230 V/AC, 5 V/DC Dosenform für Getränkehalter, Lüfterlos

 

Mein alter Voltcraft Wechselrichter von Conrad läuft außer Konkurrenz mit, da es ihn nicht mehr zu kaufen gibt. Den Nachfolger wollte ich für den Test nicht extra kaufen. Die USB-Dose kann nur 500mA liefern, ich habe den Strom so lange erhöht, bis der Überlastschutz bei 1200mA ausgeschaltet hat. EMI-mäßig ist er so mittel-laut. Besser als das Hama, aber schlechter als die guten einsteck-Ladegeräte. Da ja auch ein 100W 230V Wechselrichter im Leerlauf mitläuft ist das schon okay.

 

[ProjektBodo]

Die Einzelmessungen sind zwar spannend (für Nerds…), aber so richtig relevant werden sie erst im direkten Vergleich:

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Hier sieht man, was sich schon in den Einzelmessungen angedeutet hat: Das Hama ist richtig laut, das RAVPower fast (für mich) unmessbar gut.

 

Aber: Wer viel misst, misst Mist!

Darum hab ich die Ladegeräte auch mal einfach im Auto eingestöpselt, mich an eine eng bebaute Straßenecke mit mittelschlechtem Empfang gestellt, und einen DAB-Sender ohne FM-Entsprechung eingestellt. Als Last habe ich ein halb entladenes Smartphone zum Laden eingesteckt. Zum Vergleich habe ich auch noch die VW-USB Buchse im Fach der Schaltkonsole ausprobiert.

 

Die Ergebnisse decken sich mit den Messungen (Puh!):

Amazon:

Der Empfang ist meist okay, ab und zu wird er "dumpf" (dh die Fehlerrate geht hoch, die nutzbare Bitrate runter: error resilience. DAB ist echt cool.), reißt aber nie ganz ab. Handy einstecken macht nicht wirklich einen Unterschied.

 

Hama:

Eingesteckt, Empfang schlecht. Handy eingesteckt, Empfang weg. Sofort und reproduzierbar. Nuff said.

 

RAVPower:

Auch mit eingestecktem Handy keinerlei Beeinträchtigungen im Empfang.

 

Voltcraft:

Schlechter Empfang, immer wieder Aussetzer.

 

VW:

Der Empfang wird immer wieder mal dumpf, öfters reißt er auch mal völlig ab. Gefühlt etwas schlechter als das Amazon-Ladegerät. Echt schade, weil dadurch google maps am Handy den DAB-Empfang stört, und man an dem RAVPower Adapter sieht, dass es auch besser geht.

[akami]

Wow!

 

Super Versuch! Vielen Dank dafür. 

Hast Du auch die Leerlaufströme gemessen, wenn kein USB-Gerät eingesteckt ist?

 

 Viele Grüße,

Stefan

 

 

 

[ProjektBodo]

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Mist ich wusste, ich hab was vergessen. 🙄

Hol ich heute Abend nach!

[ProjektBodo]

So, hab die Ruheströme gemessen. Wollte die Daten der Übersichtlichkeit halber oben ins Messprotokoll einpflegen damit alles beisammen ist, aber Posts editieren geht ja nur ne kurze Zeit. Egal, hier die Daten:

 

amazon: I_idle=12.6mA

Hama: I_idle=6.5mA

RAVPower: I_idle=1.9mA

Voltcraft: der Wechselrichter hat seltsamer Weise drei verschiedene Ruheströme gezeigt. Ich glaube, dass verschiedene Teile sich ein und ausgeschaltet haben.

I_idle=241mA (Wechselrichter hörbar an, aber nichts eingesteckt)

I_idle = 4.9mA (Wechselrichter nicht hörbar, aber LED leuchtet grün. USB versorgt.)

I_idle < 0.1mA (13V angelegt, aber LED bleibt aus)

 

Der Wechselrichter zuzelt also potentiell die Batterien schon in ein paar Tagen oder ner Woche oder so leer, deswegen hat der Nachfolger vermutlich auch nen schönen Ein/Aus Schalter bekommen. Die anderen USB-Ladegeräte brauchen zwar schon ein paar Ah im Monat, aber die verbraucht der Bus wahrscheinlich sowieso, wenn er nicht im Transportmodus ist und verhindert wird dass irgendwelche Steuergeräte oder die CU mal aufwachen.

 

Viele Grüße,

Alex

[akami]

Hallo Leute, hallo Alex,

 

das ist ja der absolute Nerd-Thread hier. Ich glaub, die anderen sind schon vor Langeweile eingeschlafen....😔

 

Aber ich war jetzt auch im Keller und habe die Ruheströme meiner beiden Adapter gemessen.

Leider sind beide nicht mehr erhältlich bei A.. oder eb...

Der eine ist ein GooBay mit blauer LED: 2,3 mA und der andere ist ein älterer Belkin: 7mA.

 

Ich denke, man kann beide, sogar den schlechtern Belkin getrost stecken lassen, wenn es nicht über den Winter ist. 

 

Trotzdem gibt es schon große Unterschiede und gerade beim autark stehen ist jede Ampeerestunde kostbar. 

 

In Summe sieht Dein Rav-Power am besten aus. Sowohl vom Störverhalten her als auch beim Ruhestromvrbrauch. Mir wäre er aber etwas zu groß, weil dann die Klappe nicht zu geht. 

 

Habe mir den kleineren Rav-Power bestellt. 

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Wenn der genauso gut ist wie der größere, dann wäre das ein echter Tipp...

 

viele Grüße,

Stefan

Bearbeitet 31. Juli 2018 von akami

[ProjektBodo]

Hi akami,

 

lol ja, Nerds unter sich. Im EEVBlog Forum wär das bestimmt voll der Renner 😂

Naja, ich hab’s gemessen, weil’s mich interessiert hat, und gepostet, weils vielleicht dem einen oder anderen hilft.

 

Guter Tipp mit dem anderen RAVPower Adapter, keine Ahnung wieso ich nicht über den gestolpert bin. Die Specs sind die gleichen wie bei meinem, da kann es gut das gleiche Innenleben sein.

 

Hast Du auch manchmal DAB Empfangs-Aussetzer mit der USB Steckdose im Handyfach? Wenn ja, wäre ich interessiert zu hören, wie sich der kleine RAVPower im Vergleich schlägt!

 

Cheerio,

Alex

[akami]

Hm...Aussetzer... schwer zu sagen...

Ich konnte jedenfalls keinen Zusammenhang zum eingesteckten Ladeadapter herstellen. Evtl gabe ich ja besonders saubere Adapter.

Werde das beobachten...

 

Bearbeitet 1. August 2018 von akami

[akami]

So...

 

Habe den kleinen RAV-Power bekommen: 

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Das Metallgehäuse macht einen wertigen Eindruck, auch wenn sich das Innenleben beim Einstecken leicht bewegt. Der absolute Rekord ist der Ruhestromverbrauch von 1,2mA. Da ist das Ausstecken endgültig überflüssig.

 

DAB-Störungen konnte ich damit nicht provozieren. Was aber nicht heisst, weil ich das Problem mit dem Empfang nicht kenne. Entweder liegt es am Funkturm hier oder das Radio ist einfach gut. 

 

@Alex: Jetzt müßtest Du nur noch die Störeigenschaften testen. Würde den Adapter ja schicken, aber für das Porto hättest Du schon einen eigenen gekauft...😎

[ProjektBodo]

Hi Akami,

 

hört sich ja schonmal gut an, was Du von dem Teil erzählst!

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Klar, das mit dem Porto stimmt echt, grad hier nach Holland 😂

Habs jetzt mal bestellt - sollte hoffentlich noch vor dem Wochenende kommen. Werde berichten...

 

Ciao,

Alex

 

 

Bearbeitet 2. August 2018 von ProjektBodo

[miq]

Hallo,

 

habe den Thread erst jetzt entdeckt, sehr schön gemacht. Ich hatte mal die Ruhestromaufnahme des beliebten Aukey 2-Port Stöpsels gemessen, finde den Thread aber leider nicht mehr.

Interessant zu wissen wäre auch die untere Abschaltspannung. Vielleicht möchtest du die ja noch messen

 

Grüße

miq

[ProjektBodo]

Hi miq,

 

Ja, die Aukey Dinger schauen auch interessant aus! Ich glaub ich bestell aber jetzt nicht noch einen 12V Lader: nicht nur erklärt mich meine Frau dann endgültig für verrückt (okay, nee, sie kennt mich lang genug), aber irgendwann die Tage wollen wir mal auf Tour tigern, da kommt der Aukey wahrscheinlich nicht mehr rechtzeitig.

 

Die drop out voltage werd ich aber mal messen, gute Idee. Würde mich aber wundern, wenn die in der Praxis an ner 12V Dose relevant wird - oder hast Du ne spezielle Anwendung im Kopf, an die ich grad nicht denke?

 

Cheerio,

Alex

 

 

[ProjektBodo]

So, hab jetzt den kleinen RAVPower Stöpsel geliefert bekommen und ausgemessen. Es handelt sich um diesen hier: 

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Leider kann ich die Posts oben nicht editieren (hab bei den Admins auch mal nachgefragt, ob das geht. Leider nein), drum poste ich die neuen Resultate halt nun hier:

 

Sieht fast so aus wie der große, die Vermutung des selben Innenlebens liegt nahe...

 

Hier der aktualisierte Vergleichs-Plot:

 

In dieser Messung ist er sogar noch besser als der große, aber ich glaube erstens kann das gut auch an der Serienstreuung liegen, und zweitens ist das echt hart an der Grenze des messbaren mit meinem Setup. Diese kleinen Unterschiede würde ich also nicht überbewerten.

 

Der Ruhestrom liegt bei I_idle=6.0mA.

 

Fazit: Das ist mein neuer Lieblingsadapter 😁

 

Hoffe, das hilft dem einen oder anderen.

LG,
Alex