Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LM3916 an Atmega


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von Thomas Bauer (Gast)


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Hallo,

ich habe mal einen VU Meter für meinen Audio-Ausgang am Notebook 
gebastelt mit einem LM3916.

Nun möchte ich damit gern meine Scheinwerfer steuern über einen 
Atmega16. Ich hatte mir so etwas vorgestellt:

LM3916 -> Atmega16 -> Relais schalten -> Scheinwerfer 230V

Wenn der LM3916 der LM3916 bspw. ein Audiosignal von +1dB erkennt, dann 
soll er Scheinwerfer 1 einschalten, bei +2db Scheinwefrer 2 ect. wie 
auch immer das dann geschaltet wird. Zudem möchte ich mit dem Atmega 
noch ein paar andere Sachen machen, weshalb ich die Relais nicht direkt 
an dem LM3916 anschließen will.

Meine Frage: Wie realisiert man das am besten?

1) Die Ausgänge des LM3916 über einen Transistor auf >3,5V bringen und 
an die Eingänge des Atmega?
2) Die Ausgänge des LM3916 an die ADCs des Atmega und beim Feststellen 
einer Spannung Relais schalten?
3) Auf LM3916 verzichten und Audio-Signal direkt an einen ADC des 
Atmega16? geht das überhaupt? Ich müsste ich sicher noch einen 
Verstärker vor bauen etc. Außerdem ist ja die Lautstärke des 
Audiosignals nicht unbedingt auch mehr Spannung oder?

Danke für eure Tipps.

von Route_66 H. (route_66)


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Hallo!
Der LM3916 dient der Ansteuerung von LEDs. In Optokopplern sind LEDs 
drin!

von Thomas Bauer (Gast)


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Das heißt einfach einen Optokoppler zwischen? Und das bei jedem Ausgang?

von Route_66 H. (route_66)


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Thomas Bauer schrieb:
> Das heißt einfach einen Optokoppler zwischen? Und das bei jedem Ausgang?

Das wäre eine einfache Lösung. Auch Solid-State-Relais (SSR) haben LEDs, 
und die SSRs können Scheinwerfer direkt ansteuern.

von Thomas Bauer (Gast)


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Könnt ihr mir einen Optokoppler empfehlen?

Ich denke es macht ein IC sinn, in dem gleich meherere drin sind.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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10 Logik-kompatible Solid-State-Relais in der Leistungsklasse deiner 
Scheinwerfer – billiger und gleichzeitig zuverlässig wirds nich.

von Thomas Bauer (Gast)


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Es muss schon in den Atmega rein, da ich noch andere Dinge darüber 
steuern will (Motoren, LCD etc.)

von Thomas Bauer (Gast)


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Solid-State-Relais kosten bei Reichelt um die 8 EUR...

von Thomas Bauer (Gast)


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6N137 sollte doch reichen oder?

von Thomas Bauer (Gast)


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sorry meinte 4N25

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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Thomas Bauer schrieb:
> Es muss schon in den Atmega rein, da ich noch andere Dinge darüber
> steuern will (Motoren, LCD etc.)

Was für ein Irrsinn..

von Thomas Bauer (Gast)


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Wieso bitte Irrsin?

Ich möchte die Scheinwerfer nicht direkt über ein SSR anschließen. Der 
Atmega soll auf Basis der Lautstärke noch andere Steuerungsaufgaben 
übernehmen außer meine Scheinwerfer einzuschalten.

Deshalb muss der LM3916 auch an den Atmega angeschlossen werden über 
Optokoppler oder wie auch immer sofern es nicht möglich ist, die 
Lautstärke mit dem Atmega direkt zu messen.

LM3916 -> SSR -> Scheinwefer klappt nicht

LM3916 -> ??? -> Atmega -> Scheinwerfer/LCD/Motor etc..

Ich habe gehofft hier von euer Erfahrung auf diesem Gebiet profitieren 
zu können. Ideen, die ich auf Basis meines Wissens entwickelt habe, 
stehen im ersten Post. Wenn es einfachere/bessere/sinnvollere 
Alternativen gibt, dann teilt Sie doch bitte mit. Wie soll ich mich 
sonst in meinen Fähigkeiten auf diesem Gebiet weiterentwickeln können? 
Man kann sich nicht alles autodidaktisch aneignen -> Erfahrung bspw. 
nicht. Kann mir deshalb bitte jemand helfen?

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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Alles gut, Irrsinn bezog  auf das Ganze. Angefangen von dem verrückt 
anmutenden Projekt, von dem du ja nur einen wagen Teil erzählst. Oft 
hilft es wenn die Gefragten in etwa erahnen können was es am Ende 
überhaupt werden soll. Manchmal tun sich dann Wege auf, an die Du im 
Moment gar nicht denkst und diese auch in deiner Liste der Alternativen 
haben kannst. Dann ist da noch deine Herangehensweise und 
Ausdrucksweise, so wie deine Vorkenntnisse.  Die mich spontan auf 
„Irrsinn“ gebracht haben.

Zurück zum Thema. Was immer Du nun vorhast und was immer genau die 
Schaltung macht und wie sie aussieht in der Du den 3916 verbaut hast. 
Eines sollte Dir klar sein. Der LM3916 ist lediglich ein aus mehreren 
Komperatoren bestehende DotBar Treiber. Er misst keine Lautstärke. Er 
wandelt eine Spannung in ein Digitales Signal um, das dann deine DotBar 
„steuert“.  Wenn dein Audioausgang direkt am 3916 anliegt misst Du 
irgendetwas, aber keine Lautstärke. Was aus so einem Audioausgang 
herauskommt ist eine wilde Frequenzmischung.  Es ist nicht 
auszuschließen, das es sich in irgend einer Weise auch vielleicht 
proportional zur empfundenen Lautstärke verhält.

Wenn Du also nicht nur eine DotBar betreiben willst, sondern eh eine 
menge anderer Dinge wie Motoren steuern etc. erledigen willst und eine 
Digitale Verarbeitung auf einem µC dies bewerkstelligen kann und soll 
macht es keinen Sinn den Umweg über den 3916 zu gehen. Da nimm den ADC. 
Zwischen diesen und deinem Audioausgang gehört dann aber ein Filter. Im 
Zweifel ein Tiefpass und am besten ein aktiver. Der hätte eigentlich 
auch vor den 3916 gehört. Dann hast Du im µC einen digitalen Wert, der 
proportional zum Mittelwert deiner Lautstärke ist. Mit dem kannst Du 
dann machen was Du willst, wenn Du es denn kannst.

: Bearbeitet durch User
von Thomas Bauer (Gast)


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Etwas mehr Hintergrund zum Projekt:
Ich möchte gern sofern mein Notebook einen Song abspielt diesen in Sound 
in einen Atmega schicken um daraufhin zwei dinge zu tun:
- Je nach Lautstärke unterschiedliche Scheinwerfer ein/aus schalten (was 
so wie ich das verstanden habe auch mit LM3916 und SSR geht)
- Sofern ein Song abgespielt wird soll sich meine Spiegelkugel drehen + 
Scheinwerfer da drauf an sein (momentan manuell über Tastendruck an/aus 
geschaltet -> soll aber automatisch mit Sound an/aus gehen)

Das ist der Plan. Ich scheitere leider am Sound-Einlese-Problem. Ich 
hatte das bereits mal über ADC versucht, aber höhere Lautsärke ist ja 
nicht gleich mehr Spannung und umgekehrt. Daher macht das eigentlich 
keinen Sinn ohne eine Vorverarbeitung. Der LM ist zwar nur ein VU Meter 
aber er reagiert sofern ich laut und leise drehe. Also gar nicht so 
schlecht. Daher dachte ich, den LM3916 zu verwenden.

Wie kann ich also den Pegel mit Atmega am ADC messen?

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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Audiosignal -> Aktiver Tiefpass mit OP-Amp -> ADC

Aber ich sehe an deinen Fragen, DU bist absoluter Anfänger auf beiden 
Gebieten (Analogtechnik und µC) ich empfehle Dir mal zwei 
Anfänger-Bücher. Lies die, von vorne bis Hinten und dann könnte das was 
geben.

AVR Hardware und Programmierung in der Praxis,  Florian Schäfer

Elektronik-Gar nicht Schwer Experimente mit Operationsverstärkern, Kurt 
Dietrich. (Hier sind alle Bände gut)

Und mein Geheimtipp, wenn das alles neu ist für dich,  fange mit Arduino 
an. Die kannst Du Später ohne die Arduino spezifische IDE Programmieren. 
Der Vorteil ist, das Du am Anfang sehr schnell Erfolgserlebnisse hast 
und keine Probleme mit der µC HW haben wirst. Hier ist das Buch von Eric 
Bartmann "Die elektronische Welt mit Arduino entdecken" einfach Spitze.

von Wolfgang (Gast)


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Thomas Bauer schrieb:
> (was so wie ich das verstanden habe auch mit LM3916 und SSR geht)

Nein, das hast du falsch verstanden. Ein LM3916 alleine kann keine 
Lautstärke bestimmen. Für eine VU-Meter Funktion muss ein 
Spitzenwertgleichrichter und ein Filter davor.

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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Wolfgang schrieb:
> Nein, das hast du falsch verstanden. Ein LM3916 alleine kann keine
> Lautstärke bestimmen. Für eine VU-Meter Funktion muss ein
> Spitzenwertgleichrichter und ein Filter davor.

Genau... so was kann z.B. so aussehen

http://www.eeweb.com/blog/circuit_projects/volume-unit-measurement-with-lm3915-and-lm3916

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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von Thomas Bauer (Gast)


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Hallo,

danke für die vielen Hinweise. Kompletter Anfänger bin ich nicht. Nur 
auf dem Gebiet ADC -> dort ja.

Vor dem LM3916 habe ich bereits einen TL062. Ich hatte mich an diesem 
Aufbau orientiert: 
http://www.homepage-baukasten-dateien.de/prytek/47486-vu-meter-vu19.pdf

Das Thema aktiver Tiefpassfilter gehe ich dann mal für den direkten 
Anschluss an den ADC an.
Ein Beispiel habe ich schon gefunden:
http://www.ledstyles.de/index.php/Thread/21620-Audio-Stereo-ADC-Grundschaltung-mit-%C2%B5C-und-OP-Amp-zum-experementieren/

Danke!

von Thomas Bauer (Gast)


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Wenn ich ehrlich bin habe ich aber noch nicht kapiert, wie der ADC 
Lautstärke messen soll. Ich dachte bisher, dass Lautstärke nicht = 
Spanung ist. Der ADC misst aber ja Spannung.

Nur weil ich die Frequenz filtere (also oben und oben abschneide), 
ändert sich doch daran nichts.

von Wolfgang (Gast)


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Thomas Bauer schrieb:
> Wenn ich ehrlich bin habe ich aber noch nicht kapiert, wie der ADC
> Lautstärke messen soll.

Genauso, wie der LM3916. Gegenüber dem LM3916 kann man bei ausreichend 
schneller Abtastung die Spitzenwertbestimmung und das TP-Filter in den 
µC verlagern.

von Luca E. (derlucae98)


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Thomas Bauer schrieb:
> Ich dachte bisher, dass Lautstärke nicht = Spanung ist. Der ADC misst
> aber ja Spannung.

Doch. Je höher die Amplitude, desto höher die Lautstärke.

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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Thomas Bauer schrieb:
> Wenn ich ehrlich bin habe ich aber noch nicht kapiert, wie der ADC
> Lautstärke messen soll. Ich dachte bisher, dass Lautstärke nicht =
> Spanung ist. Der ADC misst aber ja Spannung.
>
> Nur weil ich die Frequenz filtere (also oben und oben abschneide),
> ändert sich doch daran nichts.

Du hast zu wenig Grundwissen und ich denke es hat keiner hier Lust für 
dich ein Lehrbuch zu schreiben meine Wenigkeit  eingeschlossen. Es gibt 
zwei Möglichkeiten. Entweder Du kaufst Dir Bücher und liest und 
verstehst die, oder Du wählst den Weg und sammelst stück für stück 
Informationen aus dem Internet, das meiste ist misst und experimentierst 
sehr lange. Wenn Du gut ausgestattest bist mit Messgeräten ein 
Oszilloskop ist Pflicht bei dem Thema kommst Du vielleicht auch ans 
Ziel.

Grundsätzlich zur Lautstärke in einfachen Worten für Nichtfachleute:

Diese ist >>objektiv<< gesehen der mittlere Schalldruck. Wird der 
Schalldruck durch einen elektrischen Lautsprecher erzeugt so ist dieser 
proportional zur Auslenkung der Membrane des Lautsprechers respektive 
der Geschwindigkeit dieser Auslenkung. Diese ist wiederum abhängig von 
der Amplitude des den Lautsprecher ansteuernden elektrischen Signales 
und der Geschwindigkeit der Änderung dies Signales. Einfach gesagt die 
Spannung und die Zeit in der diese erreicht wird.

Subjektive Wahrnehmung von Lautstärke hängt teils vom Schalldruck ab 
jedoch auch von der Frequenz und der Konstitution der Ohren des 
hörenden. So kann der selbe Schalldruck bei verschiedenen Frequenzen von 
einem Hörer unterschiedlich laut wahrgenommen werden. So werden 
besonders  bei älteren Menschen höre Frequenzen trotz des selben 
Schalldruckes weniger laut wahrgenommen. Dies ist eine andere Baustelle.


Obwohl es  gegen meine Grundsätze ist habe ich gerade einmal kurz mein 
iPhone für dich am Oszilloskop angeschlossen. Was du dort siehst (gelb) 
ist ein Stück von Shakira wie es aus dem Telefon kommt. Eine wilde 
Mischung aus unterschiedlichen Amplituden und Frequenzen. Dies könnte 
man sicher ohne großartige weitere Filterung auf den ADC geben. Je nach 
dem  wie und wie schnell du dann abtastest und in der Software 
auswertest bekommst du zwischen jeder Abfrage im schlimmsten Fall völlig 
unterschiedliche Werte die nichts mehr mit der subjektiven oder 
objektiven Lautstärke zu tun haben. Und zwar weil du dann vielleicht 
einmal auf der Spitze einer sehr großen Amplitude abfragst und beim 
anderen mal irgendwo in einem Wellental. So kann man es natürlich auch 
machen, wenn man dann in der Lage ist entsprechende Software Filter 
anzuwenden und die Signale in einer gewünschten Art und Weise zu 
glätten. Ich behaupte an dieser Stelle aber einmal das kannst du nicht. 
Wenn man das Ganze durch einen aktiven Tiefpass laufen lässt bekommt man 
eine geglättete Spannung (blau) die in etwa je nach Dimensionierung des 
Filters dem Mittelwert der  Amplituden entspricht und ist in gewisser 
Weise proportional zur objektiven oder subjektiven Lautstärke der Musik 
ist. Signal kann dann auf den ADC gegeben werden und in der Software 
einfach ausgewertet und weiterverarbeitet werden.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Thomas H. schrieb:
> Wenn man das Ganze durch einen aktiven Tiefpass laufen lässt bekommt man
> eine geglättete Spannung (blau) die in etwa je nach Dimensionierung des
> Filters dem Mittelwert der  Amplituden entspricht und ist in gewisser
> Weise proportional zur objektiven oder subjektiven Lautstärke der Musik
> ist.

Der Mittelwert einer reinen Wechselspannung ist 0 und genau das kommt 
aus einem Tiefpass - egal ob passiv oder aktiv - raus, wenn das Signal 
nicht irgendwo begrenzt wird. Damit kann man nichts anfangen. Ohne 
Gleichrichter vor dem Tiefpass ist das irgendetwas, aber nicht die für 
ein richtiges VU-Meter erforderliche, zeitlich gefilterte 
Signalamplitude. Und natürlich darf man, wenn man von Signalen spricht, 
die Begriffe Momentanwert und Amplitude nicht in einen Topf schmeißen. 
Letzteres ergibt sich aus der Hüllkurve.

von Thomas H. (Firma: CIA) (apostel13)


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Alles theoretisch vollkommen richtig. Ich habe es stark vereinfacht und 
auch darauf hingewiesen. Weil ich wie geschrieben kein Lehrbuch 
schreiben werde und weil er die "ganze Wahrheit" weder versteht, noch 
umsetzen können wird. Wenn er die entsprechenden hinweise befolgt und 
Bücher liest oder funktionierende Beispiele die er ja schon gefunden hat 
nachbaut hat er seine Gleichrichtung auch ohne das jemand hier ein Buch 
schreibt.

: Bearbeitet durch User
von Thomas Bauer (Gast)


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Vielen Dank.

Hab mir bei Amazon eines der vorgeschlagenen Bücher bestellt. Ein Oszi 
ist ziemlich teuer. Da muss ich erst mal schauen.

Bis das Buch da ist experimentier ich schon mal ein wenig. Wirklich 
vielen Dank für die Erklärungen - hilft mir sehr.

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