Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RPi 1 B+ fiept an Stromversorgung aus Aktivlautsprecher


von Malte F. (maf)


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Hallo,

ich habe einen Raspberry Pi 1 B+ mit HifiBerry Digi+ Pro HAT, der über 
eine optische S/PDIF-Verbindung ein Paar Aktivlautsprecher Nubert nuPro 
A-600 (https://www.nubert.de/nupro-a-600/p3150/) ansteuert.

Die Lautsprecher haben eine USB A-Buchse zur Stromversorgung externer 
Geräte mit 5V / max 1A. Wenn ich den RPi daran anschließe, zwitschert er 
beim Booten (d.h. er fiept mit wechselnder Frequenz und Aussetzern) und 
gibt dann dauerhaft ein Fiepen von etwa 2,4 kHz von sich. Nur zur 
Klarstellung: Das Fiepen kommt vom RPi, nicht aus den Lautsprechern. Es 
tritt auch auf, wenn die Lautsprecher nicht in Betrieb sind. Bei 
Stromversorgung mit einem Steckernetzteil bleibt der RPi ruhig. Und ein 
ganz alter RPi 1 A fiept nicht, wenn er über die Lautsprecher mit Strom 
versorgt wird.

Der freundliche Nubert-Support hat mir zunächst geraten, das USB-Kabel 
ein paarmal um einen Ferritkern zu wickeln. Ich hatte sogar noch einen 
aus SCSI-Zeiten. Geholfen hat es aber leider nicht. Nun vermutet der 
Nubert-Support, dass die "Netzteile von beiden Seiten sich 
aufschwingen". Da sei leider nichts zu machen.

Hat jemand von euch einen Rat, wie ich vielleicht doch noch um das extra 
Netzteil herumkomme?

Danke im Voraus,
maf

von Εrnst B. (ernst)


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Für den B+ wurde doch ein Netzteil 2.5A@5V empfohlen, obwohl der 
durchschnittliche Strombedarf nur 1A war, oder?
Wieviel braucht dein DAC noch obendrauf?

Evtl. kann man mit Runtertakten den Stromhunger etwas zügeln, evtl. mit 
zusätzlichen Kondensatoren die Spikes glätten...

Oszi an der Stromversorgung wäre hilfreich, bei 2,4 kHz reicht da ja 
auch was billiges.

von Malte F. (maf)


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Also ist die Stromversorgung zu schmalbrüstig? Der RPi 1 B+ mit WLAN 
braucht angeblich bis zu 500 mA 
(http://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/1910071.htm), 
der Digi angeblich weniger als 50 mA 
(https://support.hifiberry.com/hc/en-us/community/posts/201841711-How-much-power-does-Digi-draw-). 
Allerdings habe ich keine guten Messgeräte oder gar ein Oszilloskop, um 
das zu überprüfen. Ist so ein PortaPow Power Monitor 
(https://www.amazon.de/dp/B01CVMAK2M) sein Geld wert?

Off Topic: Ich habe nicht herausgefunden, wie ich die Verweise schöner 
formatieren kann. Könnte jemand mir mit einem Verweis (pun intended) auf 
die Sprünge helfen?

von Stefan F. (Gast)


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Aufgrund der Stromaufnahme fällt am Stromversorgungs-Kabel Spannung ab. 
GND vom Raspberry Pi hat dadurch ein anderes Potential als GND am 
Verstärker. Die Spannungs-Differenz schwankt mit der Stromaufnahme, und 
addiert sich zum Audio-Signal. Daher kannst du die Aktivität der CPU und 
vom Netzwerk im Lautsprecher hören.

Die einfachst Lösung ist, zur Stromversorgung des Raspi ein separates 
potentialfreien Netzteil zu benutzen.

> 5V / max 1A
Ist für viele Raspi Modelle eh zu wenig

Alternative: Ein Übertrager in der Audio-Leitung, z.B. 
https://www.amazon.de/-/en/FeinTech-ATG00101-Isolator-Current-Eliminates-black/dp/B076JGVJGP

Noch eine Alternative: Ein möglichst dickes und kurzes Kabel verbindet 
GND des Raspberry Pi mit GND vom Lautsprecher. Nicht über Steckbuchsen, 
sondern direkt an die Platinen angelötet. Klappt nicht immer perfekt, 
aber oft gut genug.

von Malte F. (maf)


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Vielleicht habe ich dich falsch verstanden, aber das Fiepen kommt von 
der Platine des RPi, nicht aus den Lautsprechern. RPi und Lautsprecher 
sind - was das Audiosignal anbelangt - durch die optische Verbindung 
galvanisch entkoppelt.

Die Erklärung hilft mir allerdings vielleicht, ein anderes Problem zu 
verstehen, das ich schon hatte: Ich habe versucht, mit Hilfe eines 
USB-DC Adapterkabels von 5V zu 9V (beste AliExpress-Qualität :-)) einen 
tragbaren CD-Spieler zu betreiben, den ich an den analogen Audioeingang 
der Aktivlautsprecher angeschlossen hatte. Da war tatsächlich ein Fiepen 
der Lautsprecher zu hören.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Malte F. schrieb:
> RPi und Lautsprecher
> sind - was das Audiosignal anbelangt - durch die optische Verbindung
> galvanisch entkoppelt.

Ach so. Das habe ich überlesen. Dann vergiss meinen Beitrag, macht in 
diesem Fall keinen Sinn. Das Problem auf das ich mich bezog tritt nur 
bei gemeinsamer Stromversorgung in Kombination mit analoger 
Audio-Übertragung auf.

In deinem Fall nimmt der Raspi dann wohl schlicht mehr Strom auf, als 
der Lautsprecher abgeben kann.
https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi.html#typical-power-requirements

von Malte F. (maf)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> In deinem Fall nimmt der Raspi dann wohl schlicht mehr Strom auf, als
> der Lautsprecher abgeben kann.
> 
https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi.html#typical-power-requirements

Das war auch meine Befürchtung. Um sie zu bestätigen, habe ich einen 
PortaPow USB Power Monitor (https://www.amazon.de/dp/B01CVMAK2M) 
gekauft, der bei Tests ganz passabel davonkommt. Und zu meiner 
Überraschung das Ergebnis liefert, dass der RPi + WLAN Dongle + 
HifiBerry Hat + Bluetooth Dongle nie mehr als 350 mA zieht (bei 
vermeintlich 5,08 V), also deutlich weniger als die 1000 mA, die zur 
Verfügung stehen.

Wenn das stimmt und das Netzteil nicht überlastet ist, dann gewinnt die 
Hersteller-Idee, dass die "Netzteile sich aufschwingen" wieder an 
Plausibilität. Aber was soll das bedeuten? Und vor allem was kann man 
etwas dagegen unternehmen?

von Stefan F. (Gast)


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Was du dagegen tun kannst, weisst du bereits. Ein anderes Netzteil 
verwenden.

Oder du lässt einen Fachmann ran der das nötige Equipment hat.

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