Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bei bestimmten Frequenzen Relais schalten


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von Stefan (Gast)


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Hallo,

ich habe folgende Frage:
von einem PC bekomme ich per Soundkarte einen Sinuston mit 200Hz oder 
mit 400Hz ausgegeben. Je nach Frequenz soll ein Relais angesteuert 
werden.
Die Lösung soll ohne µC aufgebaut werden...

Mein Vorhaben:

Das Audiosignal kopple ich über Kondensatoren an einen OP, mit welchem 
ich das Signal etwas verstärke und "Lastfreiheit" auf der NF-Seite 
herstelle.
Diese Signal gebe ich dann über ein Kondensator an einen LM2907 
(F/U-Wandler).
Wenn ich das Datenblatt richtig gelesen haben, benötigt der LM für die 
Detektion lediglich einen Spannungsanstieg von 0 auf 40mV..? daher die 
Abkopplung per C.

Der LM sollte mir dann eine frequenzabhängige Spannung erzeugen, welche 
ich mittels 2 Komparator-IC auswerte und mit entsprechender Hysterese 
steuere ich dann meine Relais an. (die Genauigkeit geht etwa auf 
+/-20Hz)

Meine Frage:
1. Kann der LM mein Sinussignal direkt verarbeiten, oder soll ich daraus 
zuvor eine Rechteckspannung machen?

2. Funktioniert mein vorhaben so? oder gibt es noch andere Lösungen ohne 
µC

Vielen Dank für eure Anregungen und Antworten

von Peter II (Gast)


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Stefan schrieb:
> 2. Funktioniert mein vorhaben so? oder gibt es noch andere Lösungen ohne
> µC

ein Bandpass.  Spule und Kondensator in Reihe, bei Resonanzfrequenz 
fließt ein Strom und schaltet das Relais.

von tonedecoder (Gast)


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... ich werf mal den LM567 in den Raum... zwar etwas betagter aber in 
dem Fall nützlich.

von Stefan (Gast)


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an solch eine Lösung hatte ich auch schon gedacht, aber kann ich denn 
mein Frequenzfenster damit einhalten?

von Klaus R. (klara)


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Peter II schrieb:
> ein Bandpass.  Spule und Kondensator in Reihe, bei Resonanzfrequenz
> fließt ein Strom ...

Ja. Und wie nutzen wird den?

> ... und schaltet das Relais.

Das Relais benötigt in der Regel Gleichstrom.

Peter II hat das etwas idealisiert erklärt. Nimm zwei OPV. Mit dem 
ersten wir der Bandpass realisiert, in der Regel ohne Spule. Dafür gibt 
es genug Beispiele, sogar mit Rechner, im Internet. Mit dem 2. OPV wird 
der Wechselstrom gleichgerichtet. Die Entkopplung zu Bandpass ist 
sinnvoll, da sonst die Güte des Bandpasses durch den relativ hohen 
Output für das Relais leiden könnte.
mfg klaus

von Walter T. (nicolas)


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Wenn es nur die beiden Frequenzen sind, reicht auch ein einfacher Hoch- 
oder Tiefpaß. Dessen gleichgerichteter Ausgang kann dann mit dem 
gleichgerichteten Ursprungssignal verglichen werden. Beide da: Frequenz 
1, nur Ursprungssignal: Frequenz 2. Und da 200 und 400 Herz immerhin 
eine ganze Oktave auseinander sind, braucht das Filter nicht einmal 
besonders steil sein.

von Klaus R. (klara)


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Anbei ein Rechner für einen Bandpass.
mfg Klaus

von Peter II (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Das Relais benötigt in der Regel Gleichstrom.

nicht wirklich. Die meisten Relais Vertragen genauso Wechselstrom.

von Stefan (Gast)


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Ja, es sind nur die beiden Frequenzen.

Mit dem Thema "Pässe" muss ich mich mal beschäftigen.

Aber prinzipiell würde mein erster Gedankengang funktionieren?

von Peter II (Gast)


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Nachtrag:

Das ein Relais ja selber eine Induktivität ist, bräuchte man doch nur 
einen Kondensator in Reihe.

Eventuell könnte jemand das mal ausrechnen (ich kann es nicht).

von Klaus R. (klara)


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Peter II schrieb:
> Nachtrag:
>
> Das ein Relais ja selber eine Induktivität ist, bräuchte man doch nur
> einen Kondensator in Reihe.

Diese Induktivitäten sind viel zu groß. Bei diesen Spulenkörpern stößt 
man zudem sehr bald auf die Eigenresonanz der Spule. Ferner würde sich 
mit dem Anziehen des Relais dessen Induktivität ändern.

https://de.wikipedia.org/wiki/Relais#Wechselstromrelais

Die herkömmlichen Relais für diesen Aufgabenbereich sind 
Gleichstromrelais.
mfg klaus

von Klaus R. (klara)


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Stefan schrieb:
> Mein Vorhaben:
>
> Das Audiosignal kopple ich über Kondensatoren an einen OP, mit welchem
> ich das Signal etwas verstärke und "Lastfreiheit" auf der NF-Seite
> herstelle.

OK, sinnvoll.

> Diese Signal gebe ich dann über ein Kondensator an einen LM2907
> (F/U-Wandler).

Das ist einmal ein ganz anderer Ansatz. Habe ich zuerst ganz überlesen.
Es würde vermutlich auch funktionieren. Im Datenblatt habe ich Beispiele 
von Bandbreiten von 0 Hz bis 7 KHz sehen können. Ob da die Auslösung 200 
Hz zu 400 Hz so praktikabel ist weiss ich nicht.

> Wenn ich das Datenblatt richtig gelesen haben, benötigt der LM für die
> Detektion lediglich einen Spannungsanstieg von 0 auf 40mV..? daher die
> Abkopplung per C.


>
> Der LM sollte mir dann eine frequenzabhängige Spannung erzeugen, welche
> ich mittels 2 Komparator-IC auswerte und mit entsprechender Hysterese
> steuere ich dann meine Relais an. (die Genauigkeit geht etwa auf
> +/-20Hz)

Soll die Genauigkeit +/- 20 Hz betragen?

Bei der Bandpassmethode müsste dann die Bandbreite entsprechend 
angepasst werden. Ausserdem sollte das Eingangssignal eine relativ 
konstante Amplitude haben. Letztlich reagiert die Schaltung auch auf 
einen gewissen Spannungspegel. Wenn die 200 Hz oder 400 Hz exakt 
anliegen und deren Amplitude zu klein ist passiert nichts. Wenn die 
Verstärkung höher ist, zu hoch ist, dann könnten schon tiefere oder 
höhere Frequenzen den Schaltpegel erreichen.

Die Bandbeite oder Grenzfrequenz gibt an, der Pegel liegt dort bei -3 
dB, sprich beim 0,707 fachen. Erst bei -6 dB hast Du einen 
Spannungsunterschied von zwei.

Der LM2907 ist anscheinend nicht so empfindlich gegenüber 
Pegelschwankungen. Ob das für Dich eine Rolle spielt hast Du noch nicht 
gesagt.
mfg Klaus

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan schrieb:
> Je nach Frequenz soll ein Relais angesteuert werden.
> Die Lösung soll ohne µC aufgebaut werden...

Pro Relais ein NE567 in passender Frequenz aufbauen,
der kann das Relais direkt treiben.

von hinz (Gast)


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Stefan schrieb:
> oder gibt es noch andere Lösungen ohne µC

Zungenfrequenzmesser mit Kontakten.

von Stefan (Gast)


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Die Bandpass-Methode scheidet vorerst mal aus. Für den Verstärker und 
die Bandpass-OP's benötige ich eine symmetrische Spannung, die Erzeugung 
dieser ist zwar nicht das Problem, war jedoch nicht vorgesehen.

Ich habe aktuell einen LM 2907 und einen NE567 bestellt, damit werde ich 
einen Versuchsaufbau machen.

Mein geplanter Ansatz aktuell wenn es der LM wird:

von der Sinus-Schwingung verstärke ich nur die pos. Halbwelle und 
erzeuge damit ein Rechtecksignal; dieses verarbeite ich weiter.


Der Zungenfrequenzmesser scheidet leider auch aus :-)!

von oszi40 (Gast)


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Besorge Dir eine fertige Lichtorgel und biege die Frequenz.
Bei Relais Freilaufdiode nicht vergessen. 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Einleitung

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan schrieb:
> einen NE567 bestellt

warum nur einen? Du willst doch 2 Frequenzen detektieren.

Gruß
Andreas

von Stefan (Gast)


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ja, möchte zuerst testen wie es am besten funktioniert, dafür reicht 
einer. Später benötige ich einige hundert Stück....

von m.n. (Gast)


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Stefan schrieb:
> Für den Verstärker und
> die Bandpass-OP's benötige ich eine symmetrische Spannung,

Nein, das brauchst Du nicht!

Stefan schrieb:
> Später benötige ich einige hundert Stück....

Dann nimm einen µC wie z.B. Attiny25 o.ä., weil es die günstigste Lösung 
ist, die zudem ohne große Toleranzen abgleichfrei funktioniert.

von Manfred (Gast)


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Stefan schrieb:
> Später benötige ich einige hundert Stück....

So so, wieder mal Serienentwicklung für Lau abgreifen?

Trotzdem: Lege den 567 nicht zu schmalbandig aus und fahre Tests über 
Zeit. Ich durfte schlechte Erfahrungen mit der Stabilität machen.

von blubb (Gast)


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2* 4046 und schauen ob die 400Hz oder 200Hz die PLLs locken lassen?

von Stefan (Gast)


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Hallo,

naja Serienentwicklung ist das nicht, ist schon für privat..

von Volker S. (sjv)


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Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen üblich, 
haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.

von m.n. (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen üblich,
> haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.

Zeig mal die Schaltung und nenne Bestellnummern für die Ferritkerne und 
Wickeldaten.
Das will man sich heute doch nicht mehr antun!

von Paul B. (paul_baumann)


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Volker S. schrieb:
> Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen üblich,
> haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.

Ja, das sind sog. Schumacher-Schaltstufen.

m.n. schrieb:
> Das will man sich heute doch nicht mehr antun!

Das willst DU Dir nicht antun. Heißt aber nicht, daß es für Andere keine 
alte Naive, äh Alternative wäre.

MfG Paul

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


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Die Frequenzen sind natürlich sehr ungeschickt gewählt. Wenn in den 
200Hz auch nur ein wenig Verzerrung drin sind, enthält das Signal auch 
400Hz. Nicht ohne Grund wurden die Trägerfrequenzen für Modems, DTMF 
usw. so gewählt, das eben keine Oberwellen auf anderen Nutzfrequenzen 
entstehen.

von oszi40 (Gast)


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> 200Hz auch nur ein wenig Verzerrung drin sind, enthält das Signal auch
> 400Hz Oberwellen.

Frequenzbiegezange bei Etel-tuning.eu gesehen?

von m.n. (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Volker S. schrieb:
>> Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen üblich,
>> haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.
>
> Ja, das sind sog. Schumacher-Schaltstufen.

Dann zeig Du UNS doch den Schaltplan, auch wenn dabei noch 
Germanium-Transistoren verwendet werden.

oszi40 schrieb:
> Frequenzbiegezange bei Etel-tuning.eu gesehen?

Die gehen aber nur bis 100 Hz.

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


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oszi40 schrieb:
> Frequenzbiegezange bei Etel-tuning.eu gesehen?

Weisser Mann sprechen in Rätseln :-)
Ich weiss nur, das ich mal ein Projekt 'DVD Film mit Schalttönen, damit 
LED Matrix an Wand weiterschaltet für Museum' gemacht habe, und damals 
extra DTMF Töne benutzt habe.
1. Waren die in iTunes schon drin
2. sind die Dekoder (damals MT8870 Hardware am 8051) robust in der 
Erkennung.
3. Läufts m.W. heute noch. Genau wie der DVD Player, der sich beim 
Einstecken des Museumshörers aktivierte.

von Karl B. (gustav)


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Volker S. schrieb:
> Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen üblich,
> haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.

Hi,
sogar bei den EVUs waren (oder sind noch) derartige Baugruppen wegen 
ihrer  Zuverlässigkeit trotz relativ einfachen Aufbaus sehr beliebt.
Jedenfalls konnte ich einen ursprünglich für 198 Hz ausgelegten 
Rundsteuerempfänger auf 1350 Hz umbauen, einfach durch Ausprobieren der 
Kapazitäten (C1 und C2).

Im Bild das "Geheimnis".

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Stefan schrieb:
> oder gibt es noch andere Lösungen ohne
> µC
Hi,
...hmmm
 Mit PLL?

ciao
gustav

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Es gibt eine Lösung die genau bei 300 Hz umschaltet. Einen CD4060 mit 
einem 2,4576 MHz Quarz für 52 Cent von Reichelt betreiben und an Pin 2 
(Q13) ein 300 Hz Signal abgreifen.

Die 300 Hz an Pin 14 von einem CD4046 (Frequenzvergleicher) anschließen 
und die Sinusfrequenz in einen NPN-Transistor (BC337) in 
Emitterschaltung mit 47k Basiswiderstand einspeisen (10k 
Pull-Up-Widerstand am Kollektor), damit das Sinussignal etwas 
rechteckiger wird. Am Kollektor abgreifen und in Pin 3 vom CD4046 
einspeisen. Beide Frequenzen werden ständig verglichen. Das Schaltsignal 
kann dann an Pin 13 abgenommen werden.

von Günter Lenz (Gast)


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Ralf Leschner schrieb:
>Beide Frequenzen werden ständig verglichen.

Im CD4046 werden keine Frequenzen verglichen,
da wird eine Phasenverschiebung detektiert.

von MaWin (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen
> üblich, haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.

Natürlich , dafür präzise passive Schwingkreise mit engtolerierten 
Spulen hoher Güte.

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Günter Lenz schrieb:
> Im CD4046 werden keine Frequenzen verglichen,
> da wird eine Phasenverschiebung detektiert.

Genau das ist die korrekte Ausdrucksweise, :) führt aber zum gleichen 
Ergebnis, theoretisch sogar bis auf eine Genauigkeit von plus / minus 1 
Hz. Das ist zwar vom TO nicht gefordert, aber immerhin ohne µC.

Stefan schrieb:
> Die Lösung soll ohne µC aufgebaut werden...

Der CD4060 könnte sogar entfallen, weil der 4046 bereits einen internen 
Oszillator besitzt.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Volker S. schrieb:

> Tonfrequenz-Schaltstufen, wie früher in Modell-Fernsteuerungen üblich,
> haben das mit 1-2 Transistoren pro Frequenz gelöst.

...und mit aufwändigen, abstimmbaren Schalenkernen als Teil eines
Schwingkreises.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan schrieb:

> von einem PC bekomme ich per Soundkarte einen Sinuston mit 200Hz oder
> mit 400Hz ausgegeben. Je nach Frequenz soll ein Relais angesteuert
> werden.

Es ist nicht sinnvoll, so etwas mit zwei Frequenzen mit
einem gradzahligen Verhältnis zu machen. So wird bei
leichten Verzerrungen der 200Hz auch gleich der 400 Hz-
Kreis mit angesprochen. Schau Dir mal die Frequenzen
des DTMF-Verfahrens an. Vielleicht wären DTMF-ICs
sowieso die beste Lösung für Dein Problem.

von Stefan (Gast)


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an den Frequenzen kann ich leider nichts ändern, die sind vom 
Programmhersteller so vorgegeben.
Ich werde mich am WE damit beschäftigen, bis dahin sollten die IC's auch 
schon da sein, dann werde ich mal versuchen welche Version die bessere 
ist. Im schlimmsten fall wird es dann evtl. doch eine programmierbare 
Lösung.

Danke!

von m.n. (Gast)


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Stefan schrieb:
> Im schlimmsten fall wird es dann evtl. doch eine programmierbare
> Lösung.

Sobald es ein paar Stück mehr werden sollen, ist das der beste Fall ;-)
Sag Bescheid, wenn Du ein Programm brauchst. Ich habe genug in der 
Schublade.

von Mani W. (e-doc)


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Stefan schrieb:
> von einem PC bekomme ich per Soundkarte einen Sinuston mit 200Hz oder
> mit 400Hz ausgegeben. Je nach Frequenz soll ein Relais angesteuert
> werden.
> Die Lösung soll ohne µC aufgebaut werden...

NE 567 (Tonfrequenzdecoder) funtioniert perfekt...

von Volker S. (sjv)


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So, hier ist eine Schaltung einer Ein-Transistor Schaltstufe ohne Spule:

http://www.fingers-welt.de/info/Heinz_Richter-Fernsteuerungen.pdf

Seite 8 links!

von Mani W. (e-doc)


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Volker S. schrieb:
> So, hier ist eine Schaltung einer Ein-Transistor Schaltstufe ohne Spule:

Und ich hätte noch AC-Transitoren, auch etliche OC...

von Harald W. (wilhelms)


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Mani W. schrieb:

>> So, hier ist eine Schaltung einer Ein-Transistor Schaltstufe ohne Spule:
>
> Und ich hätte noch AC-Transitoren, auch etliche OC...

Auch noch TF?

von Mani W. (e-doc)


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Harald W. schrieb:
> Auch noch TF?

Könntest Du bitte genauere Angaben machen?

von Harald W. (wilhelms)


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Mani W. schrieb:

>> Auch noch TF?
>
> Könntest Du bitte genauere Angaben machen?

Ich hab noch einen TF65 von Siemens hier liegen. Die sind schon
ein paar Jahre früher rausgekommen. Der dürfte in obiger Schal-
tung auch funktionieren. :-)
Aber auch damals wusste man schon, das man kein ganzzahliges
Verhältnis von zwei Steuerfrequenzen nimmt.

von Mani W. (e-doc)


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von Michael B. (laberkopp)


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Harald W. schrieb:
> Ich hab noch einen TF65 von Siemens hier liegen. Die sind schon
> ein paar Jahre früher rausgekommen. Der dürfte in obiger Schal-
> tung auch funktionieren. :-)

Wahrscheinlich nicht mehr, die Germaniumdotierung verändert sich nach 50 
Jahren bis zur Unbrauchbarkeit.

von m.n. (Gast)


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Volker S. schrieb:
> So, hier ist eine Schaltung einer Ein-Transistor Schaltstufe ohne Spule:
>
> http://www.fingers-welt.de/info/Heinz_Richter-Fernsteuerungen.pdf
>
> Seite 8 links!

Mir gefallen die Röhrenschaltungen allerdings besser ;-)

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