Variabler Summer mit Piezo-Scheibe

[Faxter (Gast)]

Moin,

Ich möchte eine Schaltung basteln, die einen akustischen Ton erzeugen 
soll.
Diese soll mit einer Batterie versorgt werden und sowohl in Frequenz als 
auch in Lautstärke variabel sein. Die Zielfrequenz ist dabei 5kHz +/- 
1kHz.

Da mir hierfür ein µC als totaler Overkill erscheint, dachte ich zuerst 
an eine Piezo-Scheibe, da ich diese schon mal in einem Bausatz für einen 
ganz einfachen Durchgangsprüfer gesehen habe und dort die Frequenz auch 
variabel war. Den relevanten Teil der Schaltung davon hab ich angehängt. 
Die dort verwendeten NAND-Gates sind ein IC mit Quad 2-Input NAND 
Schmitt-Triggern. Die Versorgung der NANDs hab ich nicht mit 
eingezeichnet.

Ich bin mir noch nicht sicher, ob ich diese Schaltung vollständig 
verstanden habe, aber ich habe die Vermutung, dass die Ausgangsfrequenz 
von der Geschwindigkeit der NAND-Gates abhängt (?). Ich weiß also nicht, 
welche NANDs ich da verwenden kann und wie sich das auf den Effekt der 
Schaltung auswirkt. Mit dem Poti wird die Lade-Zeitkonstante des 
Kondensators verändert, sodass die Ausgangsfrequenz variiert.

Nun möchte ich wissen, ob man eine Piezo-Scheibe, z.B.:
http://www.reichelt.de/EPZ-15MS60W/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=145913&artnr=EPZ-15MS60W
so einsetzen kann, dass ich auch die Lautstärke verändern kann. Ich gehe 
davon aus, dass das mit der Amplitude der Wechselspannung möglich sein 
sollte, aber da bin ich mir nicht sicher, ob und wie man das umsetzen 
kann (vllt einfach ein Poti an Versorgungsspannung?).
Außerdem würd ich gerne wissen, mit was ich die NANDs alternativ 
ersetzen könnte, z.B.:
http://www.reichelt.de/ICs-74HC-DIL/74HC-132/3/index.html?&ACTION=3&LA=5&ARTICLE=3135&GROUPID=2930&artnr=74HC+132

[Matthias D. (marvin42)]

Hallo,

die Lautstärke entspricht der mechanischen Auslenkung bei einem 
Piezoelement, also solltest du einen Spannungsteiler verwenden, um die 
Lautstärke zu steuern - ein Widerstand in Reihe bringt nicht viel, weil 
ein Piezoaktor im Prinzip wie ein Kondensator zu sehen ist.

Deine Schaltung funktioniert, aber nur weil der 4093 eine Hysterese im 
Schaltverhalten hat (Schmitt-Trigger), die Frequenz wird durch das 
RC-Glied und die Hysterese bestimmt.

Dafür könnte man auch einen 555 einsetzen, das wäre stabiler.

[Faxter (Gast)]

Danke für die Antwort!

Ich sehe grade, dass ich mich bei dem Filmkondensator um ne Dekade 
vertan hab. Das sollten 10nF sein, nicht 10pF - so lässt sich die 
Ladezeitkonstante auch so bewegen, dass die Frequenz zwischen 1,7kHz und 
10kHz einstellbar ist.

Danke für die Bestätigung zur Lautstärkesteuerung über die Amplitude, 
das sollte also mit nem Poti einfach einstellbar sein.

Ich hab noch nicht genau verstanden, wie sich die Hysterese des 
Schmitt-Triggers auf die Frequenz auswirkt...

Ich werds aber auf jeden Fall mal so ausprobieren und wenn's mir nicht 
gefällt mal den Timer-Baustein ansehen.

Danke!

[eProfi (Gast)]

> dass ich mich bei dem Filmkondensator um ne Dekade vertan hab.
Das sind 3 Dekaden.

Die 555-Frequenz-Formel gilt ja nur, wenn der Spannungshub zwischen 1/3 
und 2/3 Vcc ist. Bei kleinerere Hysterese ist die Frequenz höher (kann 
man ausprobieren, indem man die Spannung am Pin 5 ändert).