Raspberry Pi (4B) mit NE555 38kHz modulieren

Man braucht eine UND-Verknüpfung von Modulationssignal vom Raspberry PI 
(UART) und dem Trägertakt. Sinnvollerweise nimmt man anstatt des NE555 
gleich ein passenden NAND-Gatter mit Schmitt-Trigger Eingängen, 
damit hat man den Oszillator + Verknüpfung in einem IC. Siehe Anhang.

Falk B. schrieb:
> Man braucht eine UND-Verknüpfung von Modulationssignal vom
> Raspberry PI
> (UART) und dem Trägertakt. Sinnvollerweise nimmt man anstatt des NE555
> gleich ein passenden NAND-Gatter mit Schmitt-Trigger Eingängen,
> damit hat man den Oszillator + Verknüpfung in einem IC. Siehe Anhang.

An welchen Pin des NE555 schlösse ich das Modulationssignal an? an Pin 
2?
Und welchen IC würdest du mir da empfehlen, wenn ich den NE555 nicht 
nähme?

Viele Grüße und danke für die schnelle Antwort,
dein Ernst H.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Sage mal, hast du dir den Schaltplan von Falk überhaupt angeschaut?

Soweit ich den Schaltplan verstehe, handelt es sich rechts oben um die 
"allgemeine" Form, wie ich den IC anzuschließen habe 
(Stromversorgungstechnisch betrachtet).
Der Rest des Bildes zeigt den Innenaufbau des ICs. Dieser IC ist aber 
nicht der NE555, soweit ich weiß.

DATA ist der Eingang vom Raspberry Pi.
MOD-DATA der Ausgang and die IR-LED.

Stimmt das soweit?

Ernst H. schrieb:
> DATA ist der Eingang vom Raspberry Pi.
> MOD-DATA der Ausgang and die IR-LED.
> Stimmt das soweit?

Ja! Die Bezeichnung 74HC132D des ICs ist auch angegeben. Es handelt sich 
um 4 NAND Gatter mit je 2 Eingängen und mit Schmitt-Triggerfunktion.

Das Angebot steht noch:

Beitrag "Re: Fragen zur IR-Informationsübertragung"

So sieht der 74HC132D in Echt aus. Da sind alle 4 Gatter bereits drin 
enthalten. Falk hat sogar die Pinnummern in seinen Schaltplan 
reingeschrieben.

Und ja, der 74HC132D läuft auch mit 3,3V (2 bis 6V).

Es müssen lediglich noch die beiden Widerstände und die beiden 
Kondensatoren hinzugefügt werden.

Norbert schrieb:
> Wenn man nun den oben vorgeschlagenen 74HC132D an einen dieser Pins und
> an einen weiteren GPIO-Pin zur Steuerung hängt, dann kann man mit diesem
> Steuerungs-Pin das PWM Signal durchschalten oder nicht.

Also sollte ich wohl besser auf den 74HC132C umschwenken, nach allem, 
was ich hier las?
Den müsste ich aber erst einmal bestellen ...

Uwe K. schrieb:
> Das Angebot steht noch:

Oder ich nehme einfach mal dein Angebot an. wäre glaube ich, noch 
einfacher.
Vielen Dank an dieser Stelle 👍👍

Vielen Dank für alle Antworten. Sie waren wirklich hilfreich.
Viele Grüße,
euer Ernst H.

H. H. schrieb:
> Keller schrieb:
>> Die CMOS Version ICM7555 auch
>
> Oder eine andere CMOS Version des 555. Aber der TE wird wohl ehr einen
> bipolaren haben.

--> NE555P, so die Beschriftung.
Ich verstehe nur noch nicht ganz, warum der ungeeignet ist.

H. H. schrieb:
> Weil der mindestens 4,5V haben will.

Aber das kann ich doch über einen externen Kreis mit Transistor regeln, 
oder?

Norbert schrieb:
> Solltest du die PWM direkt mit dem Raspberry über variablen duty-cycle
> erzeugen, brauchst du gar kein IC.
> Keine Grabbelkiste!
>
> Wenn du's über einen PWM-Pin und Steuer-Pin machen willst, brauchst du
> ein 3.3V kompatibles UND, NAND, OR oder NOR.
> Grabbelkiste?
>
> Oder ein Transistor-Konstrukt an den GPIO-Pins. Grabbelkiste?
--
Frank M. schrieb:
>[...]
> 2. Das UART-Ausgangssignal vom PI mit NE555 auf 38kHz modulieren, einen
> 38kHz-TSOP direkt an UART vom Pico:Pi4 -> UART -> NE555 -> IR-Diode ->
> TSOP-IR-Empfänger -> UART Pico
--
Ist Frank Ms Variante wohl einfacher zu gestalten?

Norbert schrieb:
> [ ] Willst du bidirektional arbeiten?
> [ ] Nur vom Pico zum 4B?
> [X] Nur vom 4B zum Pico?

Im Anhang findet sich ein Schaltplan. So würde ich das ohne ICs machen. 
Funktioniert das?

Norbert schrieb:
> Einen der GPIO-Pins 12,13,18,19 wählen.
> Kleinen Basiswiderstand, Transistor, IR-Diode und passend berechneten
> Vorwiderstand.
>
> Da.Bla. des TSOP bereit halten.
>
> GPIO auf PWM mit passender Frequenz zB. 38kHz programmieren.
> Durch setzen des ›duty-cycle‹ (0%/50%) IR-Diode gepulst übertragen
> lassen.
>
> An den passenden Burst (und Recovery) denken.
> 2400bd max. Geschwindigkeit.
> Über Manchester Kodierung der Signale nachdenken.
> Checksummen senden!

Das war's, oder? Was heißt Da.Bla.?
Vielen Dank und beste Grüße,
euer Ernst.

Ernst H. schrieb:
> Das war's, oder? Was heißt Da.Bla.?

Datenblatt. Eine dämliche Abkürzung.

In deiner Schaltung fehlt der Vorwiderstand der LED, ebenso der 
Basiswiderstand. Außerdem wird dein Transitor nicht als Verstärker, nur 
als Schalter bzw- UND-Verknüpfung. Das wird nix, die IOs des Raspberry 
Pi sind eher schwach.

Tu dir den Gefallen und mach es richtig. Z.B. mit meiner Schaltung. Die 
kann man auf Lochraster aufbauen.

Man kann es, wie bereits mehrfach beschrieben, auch komplett ohne 
externe ICs machen, bestenfalls einen Transistor als Verstärker, damit 
die LED mehr Strom kriegt. Dann muss man aber einen Timer-Interrupt oder 
ähnliches im Raspberry Pi nutzen, um die PWM passend zu steuern und 
damit den Datenstrom zu erzeugen. Das Trägersignal macht das PWM-Modul 
allein.
Beim Arduino ist das mit dem Timer-Interrupt einfach, beim Raspberry Pi 
braucht es dazu deutlich mehr Know How, denn dort kann man das nicht so 
einfach machen.

Falk B. schrieb:
> In deiner Schaltung fehlt der Vorwiderstand der LED, ebenso der
> Basiswiderstand. Außerdem wird dein Transitor nicht als Verstärker, nur
> als Schalter bzw- UND-Verknüpfung. Das wird nix, die IOs des Raspberry
> Pi sind eher schwach.

Dann ändere ich die Schaltung um wie folgt:

1

PWM o---------------------------------------+

2

                                            |

3

                                          |   |

4

                                          | R |

5

                                          |   |

6

                                            |

7

                                   IR-LED   V

8

                                           ---

9

                                            |

10

                                         | /

11

                                         |/

12

GPIO-Pin als Schalter o-----|   R   |----|

13

                                         |\

14

                                         | \

15

                                            V

16

                                            |

17

                                            o

18

                                            GND

So müsste es funktionieren.

Mod: ASCII-Art in [ code ] ... [ /code] eingebettet, damit dieses auf 
Mobilgeräten mit Proportionalschrift nicht total geschreddert wird.

@TO: Bitte zukünftig für so etwas [ code ] .... [ /code ] (ohne 
Leerzeichen innerhalb der Klammern) verwenden.

Ernst H. schrieb:
> So müsste es funktionieren.

Nur dann, wenn deine IR-LED mit vielleicht 2-5mA ausreichend hell 
leuchtet.

Falk B. schrieb:
> Nur dann, wenn deine IR-LED mit vielleicht 2-5mA ausreichend hell
> leuchtet.

Wird sie eher nicht.

@TO: Machs richtig oder gar nicht. Falk hat Dir eine relativ einfache, 
aber sinnvolle Möglichkeit gezeigt. Seine Lösung besteht aus einem IC 
plus zwei Kondensatoren. Einfacher gehts nicht, auch nicht mit einem 
NE555.

Falk B. schrieb:
> Ernst H. schrieb:
>> So müsste es funktionieren.
>
> Nur dann, wenn deine IR-LED mit vielleicht 2-5mA ausreichend hell
> leuchtet.

Tatsächlich sehe ich (bzw. mein Fotoapparat) nur ein schwaches Leuchten.
Demzufolge brauche ich erneut einen stärkeren Stromkreis.

Diesen baue ich wie folgt ein:

1

5V mit viel Ampere o------------------------+

2

                                            |

3

                                            |

4

                                            |

5

                                         | /

6

                                         |/

7

PWM-Pin o--------------------------------|

8

                                         |\

9

                                         | \

10

                                            V

11

                                            |

12

                                            |

13

                                            |

14

                                            |

15

                                            |

16

                                          |   |

17

                                          | R |

18

                                          |   |

19

                                            |

20

                                   IR-LED   V

21

                                           ---

22

                                            |

23

                                         | /

24

                                         |/

25

GPIO-Pin als Schalter o-----|   R   |----|

26

                                         |\

27

                                         | \

28

                                            V

29

                                            |

30

                                            o

31

                                            GND

"Mit viel Ampere" ist noch etwas sehr salopp ausgedrückt.
Ansonsten müsste es funktionieren.

Frank M. schrieb:
> Einfacher gehts nicht

Es gibt auch noch die "Ein-Transistor-Lösung":

Nimm einfach zwei Schottky Dioden als UND-Verknüpfung. Der Transistor Q1 
ist stark genug um eine kräftige IR-LED zu treiben.

Ernst H. schrieb:
> Ansonsten müsste es funktionieren.

Funktioniert. Man braucht dort keine 5V, 3,3V reichen, mehr bringt bei 
der Schaltung nix, denn der obere Transistor arbeitet in 
Kollektorschaltung.

Falk B. schrieb:
> Funktioniert. Man braucht dort keine 5V, 3,3V reichen, mehr bringt bei
> der Schaltung nix, denn der obere Transistor arbeitet in
> Kollektorschaltung.

Brauche ich eigentlich eine externe Spannungsquelle, oder reicht die 
Stromstärke des 3,3V-Pins vom Pi aus?

Ernst H. schrieb:
> Brauche ich eigentlich eine externe Spannungsquelle, oder reicht die
> Stromstärke des 3,3V-Pins vom Pi aus?

Reicht. Deine IR-LED braucht vielleicht 100-200mA Pulsstrom.

Falk B. schrieb:
> Reicht. Deine IR-LED braucht vielleicht 100-200mA Pulsstrom.

Ich wollte die Schaltung, siehe ...

Ernst H. schrieb:
> Diesen baue ich wie folgt ein:

...zusammenbauen und dafür einen BC547C- und einen BC337-Transistor 
verwendet. Den Vorwiderstand habe ich auf 18 Ohm berechnet. Welchen 
Widerstand muss R des GPIO-Pins haben und ist dieser überhaupt nötig?

Ernst H. schrieb:

> ...zusammenbauen und dafür einen BC547C- und einen BC337-Transistor
> verwendet.

2x der gleiche Typ reicht, nimm 2xBC337.

> Den Vorwiderstand habe ich auf 18 Ohm berechnet.

Mal nachrechnen. Der obere Transistor arbeitet in Kollektorschaltung, 
dessen Emitter hat 0,7V weniger als die Basis. Die hängt an 3,3V vom IO 
Pin, macht ca. 2,6V. Der untere Transistor in Emitterschaltung wird voll 
durchgesteuert, da bleiben vielleicht 0,1V UCE übrig. Macht 2,5V für die 
LED + Vorwiderstand. IR-LEDs haben ca. 1,2V Flußspannung, bleibt ca. 
1,4V für den Vorwiderstand. Bei 18 Ohm macht das ~100mA. Passt.

> Welchen
> Widerstand muss R des GPIO-Pins haben

Sagen wir 1k.

> und ist dieser überhaupt nötig?

Ja, siehe Basiswiderstand.

Rainer schrieb:
> Willst du als GPIO Pin nun den TX Pin des Raspberry UART für eine
> serielle Übertragung nutzen, oder dein Programm selbst am GPIO wackeln
> lassen?

Aktuell bin ich der Meinung, dass Variante zwei einfacher sei.
Den TX Pin und UART werde ich, wenn überhaupt, erst sehr viel später 
nutzen.

ERGÄNZUNG: Es funktioniert nun, nachdem ich bemerkt hatte, dass ich die 
Transistoren falsch herum anschloss und die falsche PIN-Nummer im Code 
angab.

Jedoch leuchtet das Lämpchen etwas sehr schwach (siehe Video).
Woran liegt das?

Ernst H. schrieb:
> Jedoch leuchtet das Lämpchen etwas sehr schwach (siehe Video).
> Woran liegt das?

Weil du Infrarot nicht sehen kannst und auch deine Kamera im Normalfall 
nicht, denn die hat einen IR-Filter. Der ist nicht perfekt, deswegen 
sieht sie es doch ein wenig. Aber wie stark die IR-Quelle dann ist, kann 
man nicht sagen. Das ist bestenfalls schätzen. Bau mal zum Test eine 
normale rote LED ein. Aber ein "normale", keine Superhelle. Denn 
letztere haben eher 3,3V Flußspannung, da leuchtet mit deiner schaltung 
dann gar nichts mehr. Normale rote haben um die 1,8V, da sieht man noch 
ansatzweise was.

Falk B. schrieb:
> Aber wie stark die IR-Quelle dann ist, kann
> man nicht sagen. Das ist bestenfalls schätzen. Bau mal zum Test eine
> normale rote LED ein.

Habe ich gemacht. Tatsächlich leuchtet diese rote LED etwas heller, als 
die IR-LED im Bild des Fotoapparates.
Lag es wirklich nur am Fotoapparat? Wenn ja, mache ich jetzt mit der 
Protokoll-Programmierung weiter.

Viele Grüße und vielen Dank an alle Helferinnen und Helfer dieses 
Beitrages,
euer Ernst H.

Übrigens: Was heißt "TO"?

Ernst H. schrieb:
> Habe ich gemacht. Tatsächlich leuchtet diese rote LED etwas heller, als
> die IR-LED im Bild des Fotoapparates.

Du hast einen Fotoapparat? Eher nicht. Wohle eher eine Digitalkamera. 
;-)

> Lag es wirklich nur am Fotoapparat? Wenn ja, mache ich jetzt mit der
> Protokoll-Programmierung weiter.

Tu das.

> Übrigens: Was heißt "TO"?

Thread Opener, neudeutsch für Diskussionsstarter. Also du.