Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zwei Taster durch einen Umschalter ersetzen


von Gest (Gast)


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Wie bereits in diesem Post:
Beitrag "Mit Raspi 4,5V schalten"

Geht es um folgendes Modul:
https://www.conrad.de/de/tonaufzeichnungsmodul-baustein-conrad-components-brc34m-aufnahmezeit-20-s-1430928.html

Ich möchte einen Schalter verwenden, der zwischen beiden Kanälen hin- 
und herschaltet und diese dann in Dauerschleife laufen lässt.

Der Schalter verbindet also entweder M1 oder M2 mit GND.

Ich habe bereits eruiert, dass der Schalter zu schnell für das Modul 
ist. Es fehlt offensichtlich einer Pause zwischen Stellung 1 und 2. Das 
manifestiert sich darin, dass beim Umschalten der aktuelle Kanal solange 
weitergespielt wird, bis das Gerät neugestartet wird.


Ohne nennenswerte Grundkenntnisse habe ich die obige Schaltung geplant.

Auf dem Breadboard funktioniert die auch einigermaßen. Allerdings weiß 
ich nicht, ob etwas durch irgendwelche Seiteneffekte kaputt gehen 
könnte.


Die Verzögerung kommt zustande, indem zuerst der Kondensator über die 
recht hohen Widerstände geladen werden muss. Das Entladen geht über die 
Diode wesentlich schneller, sodass beim Umschalten der eine Elko bereits 
leer ist, während der andere noch läd. So kommt eine Phase ohne 
Aktivierung zustande.

Die Dimensionierung von C und R habe ich einfach durch Ausprobieren 
erledigt. Das ist bereits ausreichend dilettantisch.

10 µF Kondensatoren hatte ich gerade da, aber das Aufladen dauerte nicht 
wesentlich länger als das Entladen, deswegen erhöhte ich die 
Widerstände, solange bis es klappte :D
Der Rechner:
https://www.digikey.de/de/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-time-constant
sagt allerdings, es wären 21 s - tatsächlich brauche ich < 3 s, bis 
umgeschaltet ist (das ist auch ausreichend lang)


Woher kommt die Differenz zur durch den Rechner errechneten Dauer? Ist 
diese ggf. die Zeit, bis der Kondensator vollständig geladen ist, 
während er bereits bei geringerer Ladung den Transistor schaltet? Dazu 
scheint die Differenz jedoch sehr hoch.

Was müsste man noch verändern, damit ich damit auf Dauer nichts kaputt 
mache?

von MaWin (Gast)


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Gest schrieb:
> Ist
> diese ggf. die Zeit, bis der Kondensator vollständig geladen ist,
> während er bereits bei geringerer Ladung den Transistor schaltet?

Fast Richtig. Auf 67% geladen vs. auf 0.6V aufgeladen.

Die Schaltung kann so bleiben.

Allerdings lässt es sich vermutlich viel einfacher bauen, wen  man genau 
wüsste, was das Modul sehen will.

Von jedem Schaltkontakt 100k an +4.5V und 100nF an den Moduleingang 
könnte reichen.

von Alex G. (dragongamer)


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Äh mal ne Frage nebenbei... Wenn du schon nen ganzen Raspberry benutzst 
(und nicht z.B. einen Arduino), wieso schliesst du nicht einfach ein 
Usb-Mikrofon dran, sowie einen Verstärker + Lautsprecher an dessen 
Klinkenausgang?
Dann wärst du viel flexibler.
Ausgabequalität wäre auch gleich bedeutend besser.

von Gest (Gast)


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Der raspi

Alex G. schrieb:
> Äh mal ne Frage nebenbei... Wenn du schon nen ganzen Raspberry
> benutzst (und nicht z.B. einen Arduino)

Der raspi dient nur dazu die Aufnahme zu steuern.
Danach steht der nicht mehr zur Verfügung.

Das Modul ist günstiger als der arduino.

Und: es besteht keine Notwendigkeit :D

von Manfred (Gast)


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Gest schrieb:
> Das Entladen geht über die Diode wesentlich schneller,

Wohin soll die Diode denn entladen, wenn der Schalter offen ist? Sollte 
da eher ein UMschalter sein, der zwischen Plus und Gnd wechselt?

Wie bekommt man eigentlich diese beschissen lesbaren Schaltbilder hin, 
dunkelblau auf schwarzem Grund?

von Gest (Gast)


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Manfred schrieb:
> Gest schrieb:
>> Das Entladen geht über die Diode wesentlich schneller,
>
> Wohin soll die Diode denn entladen, wenn der Schalter offen ist?
Ja, die Frage habe ich mir auch gestellt :D
Ich habe gedacht, man könnte einfach
http://www.elektronik-magazin.de/page/einschaltverzoegerung-7
und
https://de.wikibooks.org/wiki/Digitale_Schaltungstechnik/_Einschaltverz%C3%B6gerung
anwenden.

Da es funktionierte, habe ich mir keine Gedanken darüber gemacht.

> Sollte da eher ein UMschalter sein, der zwischen Plus und Gnd wechselt?
Wie meinen?



> Wie bekommt man eigentlich diese beschissen lesbaren Schaltbilder hin,
> dunkelblau auf schwarzem Grund?
Das ist die default Einstellung von gschem :) Der Entwickler scheint das 
scheinbar nicht so beschissen lesbar zu finden :D

von Manfred (Gast)


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Gest schrieb:
>> Wohin soll die Diode denn entladen, wenn der Schalter offen ist?
> Ja, die Frage habe ich mir auch gestellt :D

Sie wird nichts entladen, weil der Anschluß offen ist, mit Deinem 
Schalter "Aus".

> Ich habe gedacht, man könnte einfach
> http://www.elektronik-magazin.de/page/einschaltverzoegerung-7
> und
> 
https://de.wikibooks.org/wiki/Digitale_Schaltungstechnik/_Einschaltverz%C3%B6gerung
> anwenden.

Was dort nicht ausdrücklich genannt wird, ist die Umgebung, die 
Gesamtschaltung. Wenn dort eine Last parallel liegt, das Gerät selbst, 
oder eine Glühlampe, führt die Diode die Entladung über diese.

> Da es funktionierte, habe ich mir keine Gedanken darüber gemacht.

Richtig, weil die BE-Strecke des Transistors die Spannung herunterzieht, 
die Diode wäre auch bei richtiger Beschaltung wenig sinnvoll.

>> Sollte da eher ein UMschalter sein, der zwischen Plus und Gnd wechselt?
> Wie meinen?

Ich habe es gerade gemalt: Mit der Verbindung 2-3 wird über den 
Widerstand aufgeladen. Schalter runter 2-1, kann über die Diode der 
Entladestrom weg. Der Entladestrom wäre theoretisch unendlich groß, also 
gehört zwischen Schalter Pin 1 und GND noch ein (kleiner) Widerstand 
rein.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Ich habe mal den oberen Schaltungszweig umgemalt. Der Kondensator hat 
jetzt die Möglichkeit sich über die beiden senkrechten 100k Widerstände 
zu entladen.

von Manfred (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Ich habe mal den oberen Schaltungszweig umgemalt.

Dein Name ist Programm - die Funktion ist nun auch anders, ach du grüne 
neune.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Manfred schrieb:
> die Funktion ist nun auch anders

Die Funktion ist jetzt wie vom TO gewünscht. Kurz vor dem Umschalten 
sind beide Transistoren ausgeschaltet. Diese Pause scheint wohl 
erforderlich zu sein:

Gest schrieb:
> Es fehlt offensichtlich einer Pause zwischen Stellung 1 und 2.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Ich habe mal den oberen Schaltungszweig umgemalt.

Ich habe aus Faulheit nur den oberen Zweig umgemalt, es müssen natürlich 
beide Zweige so gezeichnet werden wie der Obere, damit die vom TO 
gewünschten Pausenzeiten eingehalten werden.

von Gest (Gast)


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Danke euch für eure Einwände. Ganz so einfach scheint mein Vorhaben also 
wirklich nicht zu sein.


Ach Du grüne Neune schrieb:
> Manfred schrieb:
> die Funktion ist nun auch anders
>
> Die Funktion ist jetzt wie vom TO gewünscht. Kurz vor dem Umschalten
> sind beide Transistoren ausgeschaltet. Diese Pause scheint wohl
> erforderlich zu sein:
>
> Gest schrieb:
> Es fehlt offensichtlich einer Pause zwischen Stellung 1 und 2.

Genau. Die Pause ist der gewünschte Effekt.
Wenn von 1 auf 2 geschaltet wird, muss eine Pause entstehen, in der kein 
Strom fließt und beim Wechsel zurück ebenfalls. (also immer wenn der 
Schalter bewegt wird)

Ich habe die Schaltung auf dem Breadboard nachgebaut, habe aber in 
Ermangelung eines 1uf Kondensators, einen 10uf Kondensator genommen. Das 
sollte ja maximal in der Dauer einen Unterschied machen oder?

Das Umschalten funktioniert auch hier erst wieder, wenn man das Gerät 
neustartet. Es scheint also, als sei die Pause zu kurz?

Wie kommt hier die Verzögerung zustande? Der Kondensator wird ja nicht 
über einen Widerstand geladen? Ich ging davon aus, daß das das 
wesentliche an der Schaltung ist.

Meine Absicht war, den Schalter zu nutzen, um zwischen den zwei 
Schaltkreisen zu switchen. Wenn er Gnd schaltet, geht dieser Effekt 
verloren. Das wäre nicht so schlimm, aber soweit mein laienhaftes 
Verständnis reicht, scheint die gezeichnete Schaltung der Anforderung 
nicht zu genügen.

Meine Idee war, mit dem Schalter M1 oder M2 laufen zu lassen. Mit einem 
weiteren Schalter das Modul an und aus zu machen. Der Kanalschalter 
sollte allerdings funktionieren, ohne dass der Powerschalter verwendet 
wird. Deswegen diese Schaltung.

von Gest (Gast)


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Habt ihr vielleicht noch weitere Vorschläge?

von Gest (Gast)


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Bump?

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Gest schrieb:
> Wenn von 1 auf 2 geschaltet wird, muss eine Pause entstehen, in der kein
> Strom fließt und beim Wechsel zurück ebenfalls. (also immer wenn der
> Schalter bewegt wird)

Ich habe auch hier nur den oberen Schaltungszweig umgemalt. Nach einer 
kurzen Pause ist der Transistor allerdings dauerhaft durchgeschaltet. Es 
müssen natürlich beide Zweige so gezeichnet werden wie der Obere, damit 
die vom TO
gewünschten Pausenzeiten eingehalten werden.

Ist die Pause immer noch zu kurz, kann auch ein 100µF Kondensator 
eingesetzt werden.

von Gest (Gast)


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Danke sehr. So funktioniert das ganz gut.

Nun die Fragen dazu :D

Wozu dient der 10k Widerstand?
Über den 100k Widerstand wird der Kondensator aufgeladen, richtig?
Wie hast du die Werte ermittelt?

Die Schaltung funktioniert mit 1M Widerständen anstatt der 100k. Müsste 
der 10k dann ebenfalls umdimensioniert werden?

Grosses Dankeschön für deine Hilfe ?

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Gest schrieb:
> Wozu dient der 10k Widerstand?

Damit sich der Kondensator wieder entladen kann.

Gest schrieb:
> Über den 100k Widerstand wird der Kondensator aufgeladen, richtig?

Ja.

Gest schrieb:
> Wie hast du die Werte ermittelt?

10µF x 100k = 1 Sekunde = 1 Tau
Tau muss nicht wie üblich mit 5 multipliziert werden, weil 1 Tau locker 
ausreicht um den Kondensator auf 0,7 Volt (B-E Strecke)aufzuladen.

Gest schrieb:
> Müsste
> der 10k dann ebenfalls umdimensioniert werden?

Nein. Der kann und sollte so bleiben.

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