Hallo,
ich möchte ein Audiosignal auf LED Licht modulieren, damit man Musik
über Licht übertragen kann (mit einer Photodiode einfangen). Das klappt
schon ganz gut - aktuell mache ich das mit einem einfachen Audio Signal
(Spannung) und einem V to I Converter und einer einzigen LED.
Jetzt möchte ich das ganze auf mehrere LEDs ausweiten. Theoretisch wäre
ein Stromspiegel (Current Mirror) genau das richtige dafür, allerdings
wird der üblicherweise nur für Transistoren angewandt, die auf demselben
Chip sind. Hat jemand mal versucht, den mit diskreten Transistoren zu
verwenden? Funktioniert das gut? Abweichungen von bis zu 10% sind für
mich kein großes Problem.
Mögliche Alternative: Ich könnte auch jeder LED einen eigenen OpAmp
verpassen, würde das aber gerne vermeiden.
Grundsätzlich kann man den LEDs auch Vorwiderstände geben und dann den
Strom einfach durch einen Spannungsfolger mit starkem OpAmp steuern,
aber dann braucht man entweder einen, der stark genug ist, um mehrere
LEDs zu treiben, oder wieder mehrere OpAmps.
Oder habt ihr eine bessere Idee, wie man das lösen könnte?
Modulator schrieb:> Ich möchte ein Audiosignal auf LED Licht modulieren, damit man Musik> über Licht übertragen kann.
Im kleinen Maßstab klappt das sogar. Man muss nur den Optokoppler durch
eine LED und einen Fototransistor ersetzen. Eine Grundhelligkeit der LED
wird mit dem 1k Trimmer eingestellt (5mA).
Im großen Maßstab könnte man die 6V Versorgungsspannung durch z.B. 60V
ersetzen und dann mehrere superhelle LEDs in Serie schalten.
Modulator schrieb:> Mögliche Alternative: Ich könnte auch jeder LED einen eigenen OpAmp> verpassen, würde das aber gerne vermeiden.
Du kannst die LED auch in Reihe schalten und dann an den U-I Konverter
anschliessen. Der muss lediglich höhere Spannung liefern, damit die LED
leuchten.
> Oder habt ihr eine bessere Idee, wie man das lösen könnte?
Ich hab das vor 20Jahren mal mit einer LaserLED gemacht. Ich glaub
Schaltung war mehr oder weniger aus Sams Goldwasser FAQ plus etwas
eigenkram.
Das sollte ja im Prinzip auch fuer LEDs gehen.
War echt cool. Musik nur wenn man mit dem Laser trifft. :-D
Olaf
Modulator schrieb:> Jetzt möchte ich das ganze auf mehrere LEDs ausweiten. Theoretisch wäre> ein Stromspiegel (Current Mirror) genau das richtige dafür, allerdings> wird der üblicherweise nur für Transistoren angewandt, die auf demselben> Chip sind. Hat jemand mal versucht, den mit diskreten Transistoren zu> verwenden? Funktioniert das gut? Abweichungen von bis zu 10% sind für> mich kein großes Problem.
Für mehrere Ausgangsströme heißt die Anordnung dann "Strombank". Das
kann man auch mit diskreten Transistoren mit etwas Emitterwiderstand
machen und kommt leicht unter 10% Abweichung. Die Methode nimmt man bei
wenig Versorgungsspannung, wo also Reihenschaltung mehrerer LEDs nicht
geht.
Axel R. schrieb:> Ist denn LED-Strom (I), Helligkeit(LUX?) und Pegel (VU) linear? Wie hast> Du das gelöst?
Die klassische Lösung wäre, im Sender oder im Empfänger Gegenkopplung
über eine LED-Photodioden-Kombination zur Linearisierung zu verwenden.
Siehe Tietze-Schenk, Kapitel 25 (Messschaltungen) - Abb. 25.5 Optische
Übertragung eines Analogwertes, bzw. Kapitel 25.2.2 Strommessung auf
hohem Potential, Abb. 25.8 (zumindest in der 5. Auflage dort zu finden,
in der 8. ist die Numerierung leicht abweichend).
Axel R. schrieb:> Ist denn LED-Strom (I), Helligkeit(LUX?) und Pegel (VU) linear? Wie hast> Du das gelöst?
Linear ist es sicherlich nicht, aber entweder heben sich die LED
Nichtlinearität und die Photodioden Nichtlinearit gegenseitig auf, oder
Audiosignale sind generell unempfindlich, aber das empfangene Signal
einfach an einen Lautsprecher weitergeleitet ergibt recht guten Ton!
Reihenschaltung mit hoher Spannung wäre natürlich ideal, aber ich habe
nur einen LiPo und hatte zunächst nicht vor, einen Boost einzubauen.
Strömling schrieb:> Für mehrere Ausgangsströme heißt die Anordnung dann "Strombank". Das> kann man auch mit diskreten Transistoren mit etwas Emitterwiderstand> machen und kommt leicht unter 10% Abweichung.
Haben Bipolartransistoren hier einen Vorteil gegenüber Mosfets? Ich
hatte eigentlich vor, die Strombank mit Mosfets aufzubauen - einfach,
weil ich keine Erfahrung mit Bipolartransistoren habe.
Vor fuemmpfzig Jahren ging das sogar mit einer kleinen und simplen
Gluehlampe (3.8 V/0.07 A) in einer Taschenlampe mit einem guten
Reflektor. Als "Fotodiode" diente ein Si-Transistor mit abgesaegtem
Gehaeusedeckel hinter einer grossen Lupe.
... schrieb:> Vor fuemmpfzig Jahren ging das sogar mit einer kleinen und simplen> Gluehlampe (3.8 V/0.07 A) in einer Taschenlampe mit einem guten> Reflektor. Als "Fotodiode" diente ein Si-Transistor mit abgesaegtem> Gehaeusedeckel hinter einer grossen Lupe.
Der gute Hagen hat die Glühlampe sogar mit einem kleinen Widerstand
vorgeheizt. Was wir damals alles für Zeuchs gebastelt hatten.
Selbst bei "sowas" hatte man immer den warnend erhobenen Zeigefinger im
Nacken. Man könnte ja quer über die WestGrenze leuchten. Was für'n
Quatsch...
Aber 'ne Gegenkopplung war da auch nicht vorgesehen gewesen. Stimmt.
War ja auch ne Glühlampe. Ich kann mich noch dran erinnern, das mein
Vater 'leicht ungehalten' reagierte, als ich dem "guten "SF128 den
Deckel abgesägt hatte. Die waren damals richtig teuer!
Modulator schrieb:> Haben Bipolartransistoren hier einen Vorteil gegenüber Mosfets?
Die haben von Natur aus viel kleinere Ube-Abweichungen untereinander als
die Mosfets Ugs-Abweichung haben, man kommt daher bei Bipos mit sehr
viel weniger Symmetrier-Spannungsabfall über den Emitterwiderständen
aus.
Gunnar F. schrieb:> ich verstehe die Diskussion nicht. So was macht man doch wegen der> Nichtlinearität mit FM, oder nicht?
Wer sagt denn, daß das nennenswert nichtlinear ist? Das ist es nicht!
Sowohl ein LED als auch eine Photodiode sind über mehrere Dekaden SEHR
linear, wenn man beide über den Strom ansteuert bzw. mißt! Auch wenn da
kein HiFi rauskommt, für normale Alltagsmucke reicht das locker.
Modulator schrieb:> Hat jemand mal versucht, den mit diskreten Transistoren zu verwenden?
Ja.
> Funktioniert das gut?
Nein, schlecht, ab Strömen von 1mA verschiebt sich die Stromverteilung
erheblich wegen unterschiedlicher Erwärmung, selbst mit BC847S.
Vergiss deine analoge Übertragung, mach FM oder Pulsweitenmodulation,
die sind von absoluten Pegeln her storsicher, man kann mit automatischer
Verstärkungsregelung empfangen und Störlicht stört nicht mehr (ausser
selbst flimmerndes).
Matthias S. schrieb:> Du kannst die LED auch in Reihe schaltenStrömling schrieb:> wo also Reihenschaltung mehrerer LEDs nicht> geht.Modulator schrieb:> Reihenschaltung mit hoher Spannung wäre natürlich ideal, aber ich habe> nur einen LiPo und hatte zunächst nicht vor, einen Boost einzubauen.
Und nun nochmal Falk:
Falk B. schrieb:> Reihenschaltung der LEDs?
Modulator schrieb:> Oder habt ihr eine bessere Idee, wie man das lösen könnte?
Ich würde es mal mit Frequenzmodulation versuchen, das löst dann gleich
mehrere Probleme. Allerdings sind die Sende- und Empfangsschaltungen
natürlich etwas aufwändiger.
Axel R. schrieb:> als ich dem "guten "SF128 den> Deckel abgesägt hatte. Die waren damals richtig teuer!
Ich zitiere mich mal eben selbst. Wegen "SF128 und teuer". bis in die
70er waren die mit hundert mark tatsächlich mal richtig teuer. Leider
finde ich die Presiliste nicht mehr. Im FA 1968(?) war ne Preisliste.
Hier im Anzeigen-Teil vom Heft 3/1970 (man beachte OM Fred DM2CND✝, auf
dem Tielbild; nein ist nicht Prinz Charles, nur mein Vater ;) )
https://worldradiohistory.com/INTERNATIONAL/FunkAmateur/FunkAmateur-1970-03.pdf
Zum Thema
Ich würde das schon analog ausreizen, oblgeich PWM oder FM zeitgemäßer
erscheint. mach mal erst das analoge soweit fertig und wenn du
zufrieden, beschäftigst Du dich mit der 'digitalen Variante'.
Gruß, Axel
Rüdiger B. schrieb:> Warum sendest du kein PWM Signal? ein Dreieckgenerator und ein OP-Amp> und am Empfänger ein Schmitt-trigger und Tiegpass.
Für die Anwendung ist es wichtig, dass ich als Empfänger direkt eine
Photodiode an ein Aux Kabel ganz normaler PC Boxen anschließen kann. Ein
Decoder ist also nicht drin.
Ich habe ein 44kHz Signal, wenn ich das mit 10bit Auflösung haben
möchte, brauche ich ein echt schnelles PWM. Klar, die Genauigkeit
braucht man wahrscheinlich ohnehin nicht, aber auch wenn man die
Anforderung reduiziert, ist es immer noch nicht trivial. Außerdem habe
ich im ESP32 ohnehin ein DAC eingebaut, den ich dann auch verwenden
kann.
Modulator schrieb:> Für die Anwendung ist es wichtig, dass ich als Empfänger direkt eine> Photodiode an ein Aux Kabel ganz normaler PC Boxen anschließen kann. Ein> Decoder ist also nicht drin.
So ein Käse, das geht nicht mal mit analoger Übertragung, wenn man nicht
totalen Murks empfangen will. DU brauchst einen Empfänger mit
Verstärker!
Falk B. schrieb:> So ein Käse, das geht nicht mal mit analoger Übertragung, wenn man nicht> totalen Murks empfangen will. DU brauchst einen Empfänger mit> Verstärker!
Ja, hast recht, keine einfache Photodiode, sondern verstärkt, aber halt
auch alles in einem Dreibeiner: TEMT6000
Modulator schrieb:> Ja, hast recht, keine einfache Photodiode, sondern verstärkt, aber halt> auch alles in einem Dreibeiner: TEMT6000
Das ist ein Phototransistor. Der verstärkt zwar, das reicht aber nicht.
Modulator schrieb:> ich möchte ein Audiosignal auf LED Licht modulieren, damit man Musik> über Licht übertragen kann
Optische Audioübertragung per Licht(-leiter) gibt es schon viele Jahre.
Das muss man nicht neu erfinden. Aber vielleicht könntest Du sechs-
eckige Räder für Autos neu erfinden. Die gibt es m.W. noch nicht.
Harald W. schrieb:> Das muss man nicht neu erfinden. Aber vielleicht könntest Du sechs-> eckige Räder für Autos neu erfinden. Die gibt es m.W. noch nicht.
Nun ja, meine Anwendung ist schon ein wenig anders als der Normalfall -
mit einer LED läufts schon, ich will es aber möglichst einfach und ohne
viele Bauteile auf mehrere LEDs ausweiten. Sicherlich hast du einen
Tipp, wie das am besten umzusetzen ist - warum also das herumgenecke?
... schrieb:> Vor fuemmpfzig Jahren ging das sogar mit einer kleinen und simplen> Gluehlampe (3.8 V/0.07 A) in einer Taschenlampe mit einem guten> Reflektor.
Jo, habe ich als Schüler auch so probiert, mit dem EE2003
Experimentierkasten und der 6V 50mA Glühlampe daraus.
Musik war sehr enttäuschend, Sprache war verständlich.
Frequenzgang war schlechter, als beim Telefon.
Die Trägheit des Glühfadens ist einfach zu groß für einen brauchbaren
Frequenzgang.
Modulator schrieb:> Oder habt ihr eine bessere Idee, wie man das lösen könnte?Gunnar F. schrieb:> So was macht man doch wegen der> Nichtlinearität mit FM, oder nicht?
Genau so. Zum Beispiel mit LM566 und LM567. Ich habe so um 1992 herum
mit einer einzigen IR-LED und ca. 100 kHz Trägerfrequenz 15 Meter
Reichweite hinbekommen. In HiFi Qualität.
Modulator schrieb:> Für die Anwendung ist es wichtig, dass ich als Empfänger direkt eine> Photodiode an ein Aux Kabel ganz normaler PC Boxen anschließen kann. Ein> Decoder ist also nicht drin.
Warum? Wo PC Boxen sind, ist auch eine Stromversorgung.
> Ich habe ein 44kHz Signal, wenn ich das mit 10bit Auflösung haben> möchte
Und das dann analog 1:1 als Licht übertragen? Wie willst du das
Nutzsignal von Störungen trennen, so dass am Ende eine brauchbare
Tonqualität heraus kommt?
FM bietet im Gegensatz zu PWM den Vorteil, dass du mehrere Kanäle in
gleichen Raum übertragen kannst. Wie beim FM Radio: Jeder Sender nutzt
eine andere Trägerfrequenz.
Modulator schrieb:>> Das ist ein Phototransistor. Der verstärkt zwar, das reicht aber nicht.>> Doch - damit hab ichs zum Laufen bekommen
Klar, glaub ich dir sofort!
Inetwache RP schrieb im Beitrag #7187188:
> Du Vollpfosten solltest schnellstens hier verschwinden, bevor ich die> Polizei informiere!!
Die bringt dich dann gleich wieder zu den netten Pflegern...
Inetwache RP schrieb im Beitrag #7187188:
> das ist ein FAKESHOP!!! Aktuell über die Verbraucherzentrale gescannt,
Du spinnst doch. Wenn der Inhaber dir jetzt mit einer Unterlassungsklage
kommt, habe ich kein Mitleid mit dir.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Inetwache RP schrieb:>> das ist ein FAKESHOP!!! Aktuell über die Verbraucherzentrale gescannt,>> Du spinnst doch. Wenn der Inhaber dir jetzt mit einer Unterlassungsklage> kommt, habe ich kein Mitleid mit dir.
Der hat doch offensichtlich einen Jagdschein.
Modulator schrieb:> ich will es aber möglichst einfach und ohne viele Bauteile auf mehrere> LEDs
Dann bau doch einfach einen Stromspiegel mit bipolaren Transistoren und
fertig. Einfacher gehts nicht. Die Transistoren bekommen alle einen
Emitterwiderstand, an dem ein paar V abfallen und gut ist. Diskrete
Mosfets streuen zu stark.
https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/current-mirrors/
Inetwache RP schrieb im Beitrag #7187188:
> das ist ein FAKESHOP!!!
Unsinn. Hatte gerade vor 2 Wochen was bestellt und 2 Tage später wars
da. Nix Fakeshop. Geh woanders spielen.
Der Fake bist offensichtlich du. Sich als Wache aufzuspielen, ist ja
wohl das dümmste.
Also Fake ist der Shop nicht, habe da früher mehrfach bestellt, aber
immer nur schlechte Erfahrungen mit gemacht - seit dem weiche ich auf
andere Shops aus
Warum das Rad neu erfinden?
Es gab damals IR Funkkopfhörer, die das Gleiche gemacht haben.
Mit gescheiten Reflektoren waren Reichweiten im KM Bereich möglich.
Es sei, man hat auf Senderseite IR Laserdioden verwendet und auf
Empfängerseite Tageslichtfilter.
