Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audiosignal als Steuersignal nutzen


von Sebastian (Gast)


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Hallo ihr lieben,

Ich würde gerne Audiosignale (Handy/mp3player/etc) als Steuerspannung 
für einen Drehzahlsteller (10A von H-Tronic u.a Schaltplan bei Reichelt) 
nutzen.

Nun habe ich das Problem das ich offen gesagt keine Ahnung habe wie ich 
am einfachsten die paar mv (ac?) so anheben kann das ich ein 
schwankendes DC Signal zwischen 0-5v oder 0-10v erhalte.

Würde mich über eine Quick n Dirty Variante freuen.


Mit freundlichen Grüßen
Ein Elektronik newbie

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Mein Vorschlag:

Zuerst musst du das Signal so anheben, dass es begrenzt bzw. in ein 
Rechtecksignal verwandelt wird.

Die Ansteuerung von Modellbauservos beruht eigentlich auf einer 
Ansteuerung mit positiven Impulsen in gleichbleibendem Abstand, aber mit 
unterschiedlicher Pulsbreite. Bei einer Pulsbreite von 1ms fährt ein 
Servo ans eine Ende seines Stellbereiches, bei 2ms ans andere Ende, 
Zwischenwerte ergeben Zwischenstellungen.

Das entspricht z.B. den beiden Grenzwerten von 500 Hz und 250 Hz.

Digitalservos sind ziemlich "hart im Nehmen". Die Häufigkeit der Impulse 
spielt quasi keine Rolle, nur die Pulsbreite. Bleiben die Impulse ganz 
aus, hält ein Digitalservo sogar seine letzte Position.

Du könntest also verschiedene Töne aufzeichnen oder eine App ebntwickeln 
(lassen), die Töne im passenden Bereich erzeugt und damit einen Servo 
stellen.

Falls das ein kommertielles Projekt ist ... wir machen sowas als 
Dienstleister. Melde dich per PM!

von Sebastian (Gast)


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Hallo, danke für die schnelle Antwort!
Allerdings geht es um keinen Servo sondern rein als "variierende 
Dauersteuerspannung"  für einen PWM Drehzahlsteller welcher einen 
E-Motor regelt.

Liebe grüße!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Audio verstärken->Aktivgleichrichter (Peak oder VU, je nach Wunsch)-> 
Gleichspannung mit lautstärkeabhängiger Höhe -> nochmal nach Wunsch 
verstärken auf 0-10V oder 0-5V.
Bzgl. der Aktivgleichrichter gibt es einige Vorschläge im Datenblatt des 
LM3915 - ab Fig. 17 aufwärts bis Fig. 20.

: Bearbeitet durch User
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Sebastian schrieb:

> Allerdings geht es um keinen Servo sondern rein als "variierende
> Dauersteuerspannung"  für einen PWM Drehzahlsteller welcher einen
> E-Motor regelt.

a) Einen Drehzahlsteller kann man sicher mit einem Potentiometer 
bedienen und dieses mit einem Servo.

b) Andererseits kann man die vom Handysignal abgeleitete Impulsbreite 
sicher auch mit einer geeigneten Elektronik direkt in einen variablen 
Widerstandswert umwandeln, ohne den Umweg über ein Potentiometer.

Die Frequenz als Steuerparamter (aus einem Handy) ist allemal 
zuverlässiger als die Amplitude!

von Sebastian (Gast)


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Danke für die Infos!

Ja der Drehzahlsteller wird derzeit per Poti geregelt, allerdings soll 
dies in Zukunft unregelmäßiger durch eine Audio Schnittstelle gelöst 
werden.

Ob dabei das Audiosignal aus der 3,5mm Buchse per Amplitude oder per 
Widerstand den DZ-Steller regelt ist egal.

Leider muss ich wiederholen das meine E-Technik kentnisse nur sehr 
(sehr) gering sind. Sofern machbar wäre es schön wenn mir jemand die 
nötigen Bauteile so wie deren Schaltung schreiben könnte.

Anforderung:
Audiosignal aus Kopfhörer Buchse eines portablen Audio Gerätes umwandeln 
in
Entweder
 0-5v oder 0-10v (Der Rahmen der Spannung sollte regelbar sein, so dass 
auch relativ genau 5 oder 10v erreicht werden können. )
Oder
Variierender Wiederstand ( Schaltplan: 
http://files.voelkner.de/175000-199999/191507-as-01-de-Drehzahlsteller_10A.pdf 
)
Als Versorgungsspannung stehen 11-13V zur Verfügung.

So, nun hoffe ich mal das ich niemand mit meinen Anforderung bei meiner 
Unkenntnis "belaste" (Ich habe schon lange Interesse an der Materie und 
möchte langsam mal beginnen mir wissen anzueignen, ist nur leider mit 10 
- 20 Stunden lesen in dem berreich noch absolut nichts anzufangen )

Liebe Grüße und Danke !

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Am Eingang CON1 im Schaltplan kann eine Steuerspannung zwischen 0..5V 
eingespeist werden. 0..10V kann ein Arduino ohne zusätzliche 
Spannungsversorgung und Bauteile nicht.

Diese Steuerspannung von 0..5V kann ein Arduino bequem per 
(geglätteter!) PWM erzeugen.

Als Eingangssignal würde ich aber trotzdem penetrant auf eine 
Tonfrequenz (nicht Amplitude) bestehen, weil man die über die analoge 
Tonausgabe eines Handies mit ziemlicher Sicherheit ausgeben kann. Die 
Amplitunde (Lautstärke) ist viel zu unsicher und von zu vielen Faktoren 
abhängig.

Frequenzen zählen kann ein Arduino ziemlich einfach und auch recht 
genau.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Oder f/V (frequency-to-voltage) Konverter.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Marian B. schrieb:
> Oder f/V (frequency-to-voltage) Konverter.

Für die Grundfunktion ohne Zweifel.

Bei Verwendung eines MC hat man aber gleich noch zusätzlich 
Schnittstellen (Seriell, USB oder Netwzerk) und alle nur möglichen 
Anzeigen (LED, LCD) zur Verfügung.

von wartemal (Gast)


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SEB,

wie soll denn Dein Audiosignal aussehen für zB 1 Volt und wie für 5V ?

Ist es ein beliebiger Ton mit fester Frequenz und Tastverhaeltnis ?
Das solltest Du genauer Beschreiben !!

von Sebastian (Gast)


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Der Motor soll im Takt der Musik mal schneller und mal langsamer werden. 
Hierbei denke ich wird nicht die Geschwindigkeit der Musik zählen 
sondern eher wieviel "Bass/Leistung" kommen?

Das anhand der Lautstärke der Rahmen 0-100% oder 0-80% ect.pp. geregelt 
werden können ist so erwünscht.  Bei low level input geht halt 
entsprechend weniger.

Und sorry,  aber ich will die Variante einfach nur Quick n Dirty, jede 
serielle, parallele, usb, Display oder sonstige Schnittstelle ist 
hierbei der volle Overkill! Es soll lediglich die minispannung aus der 
3,5mm Buchse anhand der Lautstärke auf ein für den pwm dzsteller 
auswertbares Steuer signal gebracht werden.

Auch wenn ich wirklich gerne alles so nachvollziehen können würde wie 
ihr das tut, aber hab zum teil noch nie von den Bauteilen gehört und 
muss entsprechend erst nachlesen und das wird dann doch verwirrend wenn 
jeder was ganz anderes empfiehlt. Auch der lockere Hinweis mit der 
geglättet PWM ... sorry ich muss dann erstmal lernen wie man PWM 
sinnvoll glättet (Totaler Anfänger in dem Berreich)

Danke für die Mühen und liebe grüße

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Sebastian schrieb:
> aber ich will die Variante einfach nur Quick n Dirty

Die habe ich dir oben schon gepostet - macht genau das was du willst. 
Lautes Audio - schneller Motor, leises Audio - langsamer Motor. Dazu 
brauchst du einen einzigen 4-fach Opamp.

von wartemal (Gast)


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Quick and dirty kommt nur die Schlagsahne aus der Spraydose.

Ein kleiner Motor kann schnell folgen ein grosser hat mehr Trägheit .
Ob Dir hier jemand eine Schaltung aufbauen will ? Keine Ahnung.
Ich sitze im Ausland…in der Vergangenheit habe ich einige solcher Ideen
praktisch umgesetzt und nach D-land geschickt. Heute ? Keine Lust mehr 
;-)

von Sebastian (Gast)


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Wäre der LM386 denn standalone geeignet? 
(http://www.reichelt.de/index.html?&ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A200%252FLM386.pdf)

Von der Belegung her wäre dann
Vcc = +12v akku
Gain = nix sofern Faktor bei 20
Input+= audiosignal+
Input-= audio gnd
Output+= Steuerspannung+
GND = -12v Akku sowie Steuerspannung- ?
Bypass=?

Ausgelegt ist der auf 12v +/-4V, was mir nur zu denken gibt ist wohin 
mit Signal- und was mit Hälfte der Eingangsspannung gemeint ist in dem 
Datenblatt (ist das der Bypass der dann bei 12v input konstant 6v out 
hätte? )

von Sebastian (Gast)


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Matthias,  mit lautes und leises Audio meinst du den schwankenden Pegel 
innerhalb eines Liedes? Also nicht so das man dann rein den einen Poti 
gegen den Lautstärke Poti irgendeines Gerätes getauscht hätte. (Das 
natürlich der maximal Input den maximalen Output beeinflusst ist klar)

von wartemal (Gast)


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Warum kaufst Du nicht eine Lichtorgel ?
Vier Widerstände und ein Elko und Du hättest die Steuerspannung für den 
Antrieb !

von Sebastian (Gast)


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Wozu ein ganzes gerät kaufen und verbasteln wenn es doch mit 2-3 
Bauteilen machbar zu sein scheint?
Ausserdem wollte ich das ganze nicht per Mikrofon sondern direkt an die 
Audio quelle.

Dennoch Danke !

von Sebastian (Gast)


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Habe hier gerade noch einen LM339N gefunden, das sollte doch auch ein 4 
fach OpAmp sein?

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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So ein Mist. Hättest du nicht gleich zu Anfang schreiben können, dass es 
um Musik geht? Das hätte dir und mir ne Menge Mühe erspart.

Ich dachte doch tatsächlich, dass ein Stellantrieb per Audiointerface 
gesteuert werden sollte, was ja ansich recht innovativ ist, deshalb auch 
meine Vehemenz, Frequenzen als Steuersignale zu nutzen .. uff.

von Sebastian (Gast)


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Entschuldige Frank!
Ich gelobe Besserung,  aber uff ... nun weiß ich wieder wie es manchen 
Leuten im IT-Sektor geht ... absolut null plan und vieeel zu lernen.

Sollte ich dich auf eine Idee gebracht haben, nur zu ist deine! ;)

Ne ganze Schaltung brauch und will ich eigtl. Nicht auch wenn die 
Aufzählung der Teile und verbundenen Pins wohl schon dazu gezählt wird?

Grüße

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Sebastian schrieb:
> Wozu ein ganzes gerät kaufen und verbasteln wenn es doch mit 2-3
> Bauteilen machbar zu sein scheint?

Ist es aber nicht. Die ganze Idee ist dermaßen unausgegoren, das wird 
nichts werden. Das einzige, was man mit einem Audiosignal unmittelbar 
steuern kann, ist die Auslenkung einer Lautsprechermembran. Für alles 
weitere muß man das Audiosignal analysieren, im Prinzip eine 
Spektralanalyse machen.

Auch eine Lichtorgel tut das am Ende, wenn auch auf die denkbar krudeste 
Weise mit ein paar simplen Filtern und einer Amplitudenbewertung mit 
lediglich zwei Zuständen.

von Günter Lenz (Gast)


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Sebastian schrieb:
>keine Ahnung habe wie ich
>am einfachsten die paar mv (ac?) so anheben kann das ich ein
>schwankendes DC Signal zwischen 0-5v oder 0-10v erhalte.

Einfach einen NF-Verstärker mit Transistoren oder
Operationsverstärker aufbauen, und dahinter
gleichrichten. Und danach noch mit einem Leistungstransistor
in Kolektorschaltung einen Spannugsfolger aufbauen und
da den Motor anschließen.

von Günter Lenz (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hier ist ein Beispiel.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Sebastian schrieb:
> Habe hier gerade noch einen LM339N gefunden, das sollte doch auch ein 4
> fach OpAmp sein?

Nö, das ist ein Komparator und nicht dazu zu überreden, linear zu 
verstärken oder gleichzurichten.
Der Hinweis auf das Datenblatt des LM3915 war schon ernst gemeint. Da 
sind einige Aktivgleichrichter Schaltungen drin, die für deine Zwecke 
geeignet sind. Den Strom eines LM386 brauchst du vermutlich nicht, da du 
ja einen 0-10V Steuereingang antreiben willst, der mit wenigen mA 
zufrieden ist.
LM358, TLC272 usw. sind Dual Opamps, die vermutlich auch reichen. Um mit 
einer Versorgungsspannung von 12V auf 0V am Ausgang herunterzukommen, 
ist ein 358 oder ein echter Rail-To-Rail Opamp eine gute Wahl, z.B. ein 
AD820 oder was auch immer der Händler deines Vertrauens gerade da hat.
Ein Opamp übernimmt die Audioverstärkung und Aktivgleichrichtung, der 
andere Opamp sorgt für die Skalierung auf 0-10 oder 0-5V. Ein 4-fach 
Opamp könnte noch ein bisschen filtern, wenn du z.B. die Bässe höher 
wichten willst.

: Bearbeitet durch User
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