Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmega32u4 und TDA8932 Ton hat Ausetzer ab 20V - Netzteil oder Microcontroller?


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von Dakor (Gast)


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Hallo,
ich verwende derzeit einen Atmega32u4 mit der LUFA Library als Audio 
Device. Die Audiosignale kommen dabei via USB und werden mittels PWM an 
Pin 5 ausgegeben.

- An den Microcontroller ist ein TDA8932 Audio Verstärker Board 
angeschlossen 
https://www.amazon.de/gp/product/B019Z7BFOI/ref=oh_aui_detailpage_o01_s00?ie=UTF8&psc=1
- Der Verstärker wird mit einem universal Laptop Netzteil (DC 12V bis 
19V 5A, 20V bis 24V 4.17A) betrieben.
- Der Verstärker ist angeschlossen an einen 4 Ohm, 50W Lautsprecher.

## Folgendes Problem:
12V bis 19V Stromversorgung, Audio über Microcontroller
---> Alles funktioniert perfekt
20V bis 24V, Audio über Microcontroller
---> Audio hat regelmäßige Aussetzer - mehrmals pro Sekunde)(Zur 
Sicherheit habe ich die Stromversagung sofort getrennt)
20V bis 24V, Audio über einen MP3 Player
---> Alles scheint zu funktionieren (Zur Sicherheit habe ich die 
Stromversagung nach kurzem Test getrennt)

Das Netzteil kann im problematischen Bereich auf 20, 22 und 24 Volt 
eingestellt werden und das stottern wird schlimmer, je höher es 
eingestellt ist.

## Vermutungen:
- Das Signal des Mikrocontrollers ist zu schwach o.Ä.?
- Der Strom des Netzteils ist ab 20V zu rauschig? (ab 20V ist ja auch 
eine andere Grenze bzgl. der Stromstärke vorhanden)
- Stottert der Ton wegen einem Kondensator oder wird eine der 
Schutzfunktionen des TDAs getriggered (der sich laut Datenblatt nach 
100ms wieder einschaltet)?

Da der selbe Aufbau mit einem Mp3 Player zu funktionieren scheint, 
vermute ich ggf. eine Kombination von beidem?

## Nächster Schritt:
Neues Netzteil kaufen oder ein anderes Verstärker Modul da dieses zur 
Verwendung mit dem Micocontroller wahrscheinlich nicht geeignet ist?

Hinweis: Der Verstärker muss mit 24V betrieben werden, da auch noch 
andere Bauteile mit 24V Versorgt werden müssen. Im Test wurden alle 
anderen Bauteile abgeklemmt um diese als Fehlerursache auszuschließen

von Daniel K. (dakor)


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Nachtrag: Ich konnte den Aufbau nun mit einem anderen universalen Laptop 
Netzteil testen (12 - 24V, 6A / 90Watt) und habe ab ca. 20V die selben 
Resultate. Leider habe ich kein Netzteil mit festen 24V zur Verfügung.

Benötigt der Amp tatsächlich ein stärkeres Input Signal, wenn man ihn 
mit mehr Spannung betreibt?
- Müsste das Resultat dann nicht einfacher leiser sein, anstelle von 
laut und unterbrochen?

-- Könnte es an dem 4 Ohm Lautsprecher liegen? Ich habe eine Seite 
gefunden wo für ein baugleiches Modul 12 bis 16V empfohlen werden und 
für 8Ohm Lautsprecher 12 bis 24V. Ich dachte bis jedoch diese 
Empfehlungen sind nur für die Klangqualität interessant...

: Bearbeitet durch User
von Carsten W. (eagle38106)


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Hast Du Dir schon einmal die Versorgung mit dem Scope angeschaut?
Rein ohmsch macht 24V / 4 Ohm -> 6A Strom. Da wird dein NT wohl 
abschalten.
Also nachmessen hilft vor falschen Vermutungen.

Ich nehme mal an, daß die PWM vom Controller über einen TP an die 
Endstufe gelangt?

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Carsten W. schrieb:
> Da wird dein NT wohl abschalten.

Bei voller Lautstärke, also infernalischem Lärm.

von Daniel K. (dakor)


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Carsten W. schrieb:
> Hast Du Dir schon einmal die Versorgung mit dem Scope angeschaut?
> Rein ohmsch macht 24V / 4 Ohm -> 6A Strom. Da wird dein NT wohl
> abschalten.
> Also nachmessen hilft vor falschen Vermutungen.
>
> Ich nehme mal an, daß die PWM vom Controller über einen TP an die
> Endstufe gelangt?

Ich besitze leider kein Oszilloskop. Wie Rufus schon sagte, sollten die 
6A doch nur erreicht werden, wenn die Lautstärke voll aufgedreht ist, 
oder? Die Lautstärke ist am PC auf 50% der maximalen Lautstärke gesetzt. 
Ich schaue trotzdem mal ob ich einen 8Ohm Lautsprecher zum testen finde. 
(Wenn ich so drüber nachdenke, sollte ich lieber am PC voll aufdrehen 
und ein Poti verwenden?)

Derzeit ist kein Tiefpass Filter aktiv, ich hatte jedoch vor das Signal 
mit einem 0.1uF Kondensator und einem 10k Ohm Widerstand auf ~159Hz zu 
filtern, da für den Einastzweck nur Frequenzen darunter interessant 
sind. Ich schätze dieser Filter sollte dann auch alle anderen 
Störsignale filtern?

(Ich bin noch recht neu in dem Hardware Thema, komme eigtl. aus der 
Softwareecke...)

Danke!

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dakor schrieb:
> 12V bis 19V Stromversorgung, Audio über Microcontroller
Wie wird der uC versorgt?
Und was sind das für Aussetzer? Bleibt da nur der Ton weg, oder wird die 
Übertragung unterbrochen?

von Daniel K. (dakor)


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Lothar M. schrieb:
> Dakor schrieb:
>> 12V bis 19V Stromversorgung, Audio über Microcontroller
> Wie wird der uC versorgt?
> Und was sind das für Aussetzer? Bleibt da nur der Ton weg, oder wird die
> Übertragung unterbrochen?

Der uC wird über den USB Anschluss mit Strom versorgt, der auch für die 
Datenübertragung verwendet wird (5V). Die Kommunikation vom PC zum uC 
scheint weiterhin problemlos zu funktionieren. Andere Funktionalitäten, 
die parallel auf dem uC ausgeführt werden (z.B. Kommunikation über eine 
virtuelle Serielle Schnittelle) funktionieren auch weiterhin problemlos. 
Ich habe auch bereits andere Verstärker Schaltungen mit einem TDA2003A 
(mit 12V und 24V) und TDA7297 (mit 12V) ausprobiert und beide machen die 
Probleme nicht... Leider sind beide keine Option für dieses Projekt.

von Cyborg (Gast)


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Hast du Schaltungspläne?
Ist noch gar nicht so lange her, da hatte ein TO keine Masseverbindung
zwischen dem AT und seinem Analogteil. Wir wissen ja nicht was du
da tatsächlich gebaut hast.

von Daniel K. (dakor)


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Hallo Leute, vielen Dank für die große Hilfsbereitschaft!

Ich habe gerade eben einen einfachen RC-Low Pass Filter mit 0.1uF und 
10kOhm zwischen Verstärker Modul und uC gepackt und das ganze an einen 
8Ohm Lautsprecher angeschlossen und siehe da, es funktionierte plötzlich 
mit 24V! Danach habe ich das ganze wieder an den 4Ohm Lautsprecher 
angeschlossen und plötzlich hat auch dieser keine Probleme mehr...

Kann mir jemand erklären (Stichwort, Link o.Ä.) warum ich das PWM Signal 
mit einem TP filtern muss und welche Frquenzen man mindestens Filtern 
sollte?
Die ~159Hz die derzeit raus kommen, sind ja für ein gewöhnliches 
Lautsprecher Projekt etwas extrem.
Ich vermute (bitte nicht aufregen) "irgendwas mit Schwingungen", da ich 
bei meiner Recherche bezgl. des TDA2003A häufig gelesen habe, dass 
Verstärker anfangen können zu Schwingen und sie dann u.A. mehr Hitze 
produzieren etc.

Würdet ihr empfehlen bei 24V und ~4A die zur Verfügung stehen, lieber 
einen 8 Ohm Lautsprecher zu verwenden, da das Netzteil auch bei voller 
Last noch mit machen würde (3A)? Ich vermute der TDA würde dadurch auch 
weniger Hitze produzieren?

Vielen Dank nochmal!

: Bearbeitet durch User
von Cyborg (Gast)


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Da du ja anscheinend ziemlich kreativ bist dir eigene (möglicherweise
ungeeignete) Lösungen zu finden, brauchst du ja keine Hilfe.
Fall erledigt.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems

von B.H. (Gast)


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Meine Vermutung, ohne Datenblatt des TDA zu lesen (oder ihn überhaupt zu 
kennen):
Wenn du ohne Tiefpass in den TDA pulverst steuert dieser immer zu 100% 
also zu voller Lautstärke aus. Du merkst davon nur nichts, da der 
Lautsprecher dennoch dein PWM glättet. Bei >20V geht er also in den 
Kurzschlussschutz und du bekommst deine Unterbrecher. Ich denke nicht, 
dass der TDA so betrieben werden sollte...
Immer einen Tiefpass an deinen PWM Ausgang schalten, außer du gehst 
direkt in eine H-Brücke...

von Daniel K. (dakor)


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Cyborg schrieb:
> Da du ja anscheinend ziemlich kreativ bist dir eigene (möglicherweise
> ungeeignete) Lösungen zu finden, brauchst du ja keine Hilfe.
> Fall erledigt.
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems

Hallo Cyborg, der Ansatz mit dem TP, stammt nicht von mir sondern von 
Carsten Wille (eagle38106). Da er direkt diese Vermutung hatte, ging ich 
davon aus, dass es ein klassischer Fehler ist. Da ich ohnehin vor hatte 
einen TP einzubauen und ihn auch schon aufgebaut hatte, habe ich ihn 
zunächst einmal ausprobiert, bevor ich eure Zeit unnötig verschwende.
Im Nachhinein hätte ich natürlich, deswegen kann ich deine Reaktion 
vollkommen verstehen, von Anfang an meine Schaltung in den ersten Post 
packen sollen, dann wäre der Fehler wahrscheinlich direkt aufgefallen 
und es hätte besser geholfen werden können. Sorry!

@B.H: Danke für die Erklärung!

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