Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik esp8266 & VS1053 Störungen (Brummen)


von Mike M. (miki16)


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Ich habe eine Schaltung wie auf Bild1 zu sehen aber noch ein Verstärker 
dazu.  Das ganze ist ein Webradio Empfänger. Der Klinkenstecker vom 
VS1053 geht in den Audioeingang vom Verstärker. Meine Schaltung und der 
Verstärker haben die selbe Spannungsquelle 12V. Bei meiner Schaltung 
kommt natürlich noch ein 3,3v Spannungsregler davor.

Wenn ich das betreibe, höre ich im Verstärker eigentlich nur 
Störgeräusche.
Ich glaube das liegt daran, dass der Verstärker und meine Schaltung die 
gleiche Spannungsquelle nutzt. Denn betreibe ich die Schaltung mit einer 
anderen Spannungsquelle, funktioniert es einwandfrei.
//Edit: Ich habe davon gelesen, dass wenn man den VS1053 und den 
Verstärker an der selben Stromquelle betreibt das es dann zu diesen 
Problemen kommt. Masseschleife (Ground Loop). Mir fehlen aber die 
Kenntnisse dies zu beheben.

Nun ist es leider so, dass es Baubedingt kaum anders geht als nur eine 
Spannungsquelle zu nutzen. Denn das ganze soll ein WlanLautsprecher 
werden. Dazu habe ich bei einem Funklautsprecher das Funkmodul ausgebaut 
und durch meine Schaltung ersetzt. Den Rest vom Lautsprecher 
(Verstärker, Regler usw. nutze ich weiter). Dieser Lautsprecher wird mit 
einem 12v Netzteil betrieben. Dort noch ein zweites Netzteil zur 
Stromversorgung dran führen ist nicht sehr praktikabel.

Daher meine Fragen an euch:
Gibt es eine Möglichkeit aus der einen Stromquelle (12V Netzteil) zwei 
getrennte zu machen, so das die Störungen im Verstärker nicht auftreten?

Meine Überlegung war, ein Schaltungsaufbau wie auf Bild 2 und am Ausgang 
vom Lademodul meine Schaltung dran zu hängen.
Also 12V geht an den Verstärker. Parallel dazu von 12V an die auf Bild 2 
gezeigte Schaltung (mit einem Akku angeschlossen) -> zu meiner Schaltung
Würde das funktionieren?

Danke für eure Hilfe!

: Bearbeitet durch User
von Timmo H. (masterfx)


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Hast du mal anstatt eines Netzteils versucht eine Batterie/Akku als 
Spannungsquelle zu nehmen? Ich würde jetzt erstmal vermuten dass dein 
Netzteil an deinen Störungen schuld ist und nicht die Tatsache dass ESP 
und Verstärker aus einer Quelle versorgt werden.

von Stefan F. (Gast)


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Verlege alle GND Anschlüsse so, dass sie sternförmig auf einen Punkt 
zusammen laufen.

von Mike M. (miki16)


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Das Netzteil ist nicht schuld. Das habe ich getestet.
Die GND Anschlüsse Sternförmig zu verlegen stelle ich mir schwierig vor.

Ich habe davon gelesen das es Probleme gibt wenn man den VS1053 und den 
Verstärker an der selben Stromquelle betreibt. Nennt sich dann wohl 
Masseschleife (Ground Loop).
Nur fehlen mir die Kenntnisse um das zu verhindern. Kann man denn nicht 
die eine Stromquelle in zwei Teilen so das es keine Probleme gibt? Oder 
mit Hilfe der auf Bild 2 gezeigten Schaltung? Also Quasi mit Akku 
betreiben meine Schaltung.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

ich habe einen ESP8266-12 mit einem vermutlich dem gleichen MP3-Modul 
und einem PAM8403 als Verstärker laufen. Das WLAN des ESP stört so 
ziemlich über jede Leitung sowohl in das MP3-Modul rein als auch bei mir 
in den PAM8403.
Spannungsversorgung ist ein 5V USB-Netzteil, der ESP hat einen AMS1117 
für die 3,3V.
Mit Versorgung des Verstärkers aus dem Netzteil und des ESP/MP3 aus dem 
USB des Rechners waren es nur geringe Störungen. Letztlich hat bei mir 
eine stromkompensierte Drossel, die gerade rumlag, in der 
Spannungszuführung zum Verstärker für Ruhe gesorgt. Seltsam deshalb, 
weil die GND-Seite der Drossel eigentlich durch die Verbindung Input-GND 
des PAM-Moduls mit dem GND des MP3-Moduls überbrückt wurde...

Masse sternförmig war ohnehin beim endgültigen Aufbau gemacht, half 
diesmal leider garnicht.

Falls Dein MP3-Modul meinem entspricht ist übrigens GND der 
Kophörerbuchse NICHT GND der Schaltung sondern liegt auf einer 
Hilfsspannung vom VS-Chip. Die Signalleitungen sind auch nicht 
gleichspannungsfrei.
Trennkondensatoren in den Signalleitungen zum Verstärker sind u.U. 
wichtig und die GND-Leitung auch von GND des MP3-Moduls holen.

PS: welche Software benutzt Du? Ich hatte ziemliche Probleme mit dem 
geringen Ram-Buffer des ESP, speziell hier mit vielen WLANs in der 
Nachbarschaft.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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> Die GND Anschlüsse Sternförmig zu verlegen stelle ich mir schwierig vor.

Ist aber wichtig. Auch wenn das bedeutet, dass du sogar das Audio Kabel 
auseinander nehmen musst.

von Schwarzseher (Gast)


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Hat dein Verstärker einen passenden Audio-Eingang?

der VS1053 gibt sein Audio-Signal bezogen auf GBUF aus, nicht auf GND.

Viele der China-Verstärker-Platinen erwarten ein auf GND bezogenes 
Audio-Signal ("Single-Ended"), auch wenn der darauf verlötete Chip 
eigentlich differentielle Eingänge hätte.

--> Anderen Verstärker wählen
oder
--> Audio-Übertrager zwischenstöpseln (gibts fertig mit 2× 3.5mm 
klinkenbuchse)
oder
--> Audio-Opamps dazwischen, Differenz Links/Rechts <-> GBUF ausgeben 
lassen

von Stefan F. (Gast)


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> Nennt sich dann wohl Masseschleife (Ground Loop).

Eben, und diese Loop hast du nicht, wenn ALLE GND Leitungen sternförmig 
zusammen laufen.

> Nur fehlen mir die Kenntnisse um das zu verhindern.

Wie gesagt: Verlege alle GND Anschlüsse so, dass sie sternförmig auf 
einen Punkt zusammen laufen.

Das ist die Lösung, zusammen mit Michaels Tipp bezüglich Kondensatoren.

> Audio-Übertrager zwischenstöpseln

Das würde ich machen, wenn Kondensatoren und sternförmige Masse nicht 
ausreichen. Danach läuft es mit Sicherheit. Nur sind Übertrager mit 
guter Tonqualität leider teuer.

von Schwarzseher (Gast)


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Nachtrag, hier der Schnipsel aus dem VS1053-Datenblatt.

Genau den verbotenen Kurzschluss nach GND machst du, wenn dein 
Verstärker nicht passt & aus der gleichen Quelle versorgt wird.

von Mike M. (miki16)


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@all, sorry meine Kenntnisse halten sich in grenzen.

@Michael U, ich nutze das ESP-Radio. Funktioniert gut bei mir. Welche 
stromkompensierte Drossel hast du verwendet und wo wie wird die 
angeschlossen?

Der Verstärker ist der wo in dem Funklautsprecher schon drin war. Denke 
das der GND bezogen ist.
Kannst du mir bitte einen Link zu diesen Audio-Übertragern geben? Da 
gibt's viele verschiedene. Und wo/wie schließe ich die an (Version ohne 
klinke).

von Mike M. (miki16)


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Sorry meine Kenntnisse halten sich in grenzen.


@Schwarzseher (Gast),
wie macht man das dann richtig?

Mit dem Sternförmig muss ich mich mal beschäftigen, kann ich mir im 
Moment nicht viel drunter vorstellen.

Kann mir das jemand genauer erklären?
---
Trennkondensatoren in den Signalleitungen zum Verstärker
---

Welche Kondensatoren sollte ich nehmen und wie genau werden die zwischen 
geschalten?

von Stefan F. (Gast)


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> wie macht man das dann richtig?

Im Zweifelsfall wie gesagt mit einem Übertrager zwischen den beiden 
Geräten. Macht man im Auto auch so, wenn man das Radio mit einer 100W 
Anlage pimpt.

Hier mal ein billiger: 
https://www.amazon.de/Highend-Masseschleifen-Isolator-NF-Entst%C3%B6rfilter-Entst%C3%B6r-Verst%C3%A4rker/dp/B00ZHGIYU0

von Schwarzseher (Gast)


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Mike M. schrieb:
> wie macht man das dann richtig?

Man nimmt einen Verstärker mit differenziellen Eingängen, z.B. der 
billige PAM8610.

GBUF -> LINN + RINN
Left -> LINP
Right -> RINP
(Jeweils mit Koppelkondensator dazwischen)

Vorsicht: Die billigen China-Platinen mit diesem Chip drauf haben fast 
alle einen fest verdrahteten Kurzschluss LINN -> GND und RINN -> GND, 
helfen dir also nicht weiter.

Wenn du am Verstärker nichts ändern willst/kannst:

https://www.aliexpress.com/item/AOZBZ-3-5mm-Aux-Audio-Noise-Filter-Ground-Loop-Noise-Isolator-for-Car-Stereo-System-Audio/32829857384.html

o.Ä. sollte gegen das Schlimmste helfen.

Oder, nachdem ja nicht wirklich galvanisch getrennt werden muss, per 
OpAmp selber das Signal GND-Bezogen machen z.B.

https://electronics.stackexchange.com/questions/134292/make-outputs-single-ended-on-cs4234

von Stefan F. (Gast)


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> Mit dem Sternförmig muss ich mich mal beschäftigen

Mach das, denn das ist auch mit Übertrager empfehlenswert.

> Kann mir das jemand genauer erklären?

Du macht in die Mitte eine dicke Schraubklemme wo alle GND Anschlüsse 
zusammen laufen. Nicht wie in deinem obigen Schaltplan, wo eine lange 
Leitung von ganz links bis ganz rechts verläuft und mehrfach "angezapft" 
wird.

> Trennkondensatoren in den Signalleitungen zum Verstärker
> Welche Kondensatoren sollte ich nehmen und wie genau werden
> die zwischen geschalten?

Das mit den Kondensatoren ist für Dich offensichtlich zu kompliziert und 
hilft eventuell auch nicht. Lass es einfach, nimm Übertrager.

von Mike M. (miki16)


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Vielen Dank für die vielen Antworten. Werde mich damit beschäftigen und 
hoffentlich das Problem lösen. Ansonsten melde ich mich wieder.
Falls noch einfache Vorschläge für mich als Laie kommen, würde ich mich 
freuen.

von Peter K. (peterk)


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Hier mal meine funktionierende und gebaute Lösung.

+5 Volt vom USB Lader mit PAM8403 Verstärker und VS1053 verbinden
 Ground vom USB Lader mit PAM8403 Verstärker, VS1053 und ESP verbinden

+3.3 Volt vom Spannungsregler des VS1053 Board zum ESP

Klinkenbuchse vom VS1053 Board !!nur rechts und Links!!
mit PAM8403 verbinden --- die Masse der Klinkenbuchse nicht verbinden.

Lautsprecher dran und fertig, läuft bereits mehrere Monate.

Linkes Bild: unten das VS1053 Board, darüber PAM und ESP.
             Vom Klinkenstecker sind nur R+L angeschlossen, kein Gnd
             Hinten ist noch ein serielles Nextion Display zu sehen

rechtes Bild: die weisse Leitung bringt +3.3V zum ESP

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