Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP32 + TFT. PWM Helligkeitsregelung verursacht Störgeräusche im Audio-Teil


von Volker S. (kukulkan)


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Hallo. Ich bin kein Elekroniker sondern eigentlich Programmierer und 
habe mich an einen Wecker für meine demenzkranke Mutter gewagt. Das 
Projekt beschreibe ich auf meinem Blog:

https://blog.inspirant.de/index.php?controller=post&action=view&id_post=59

Das Problem ist, dass ich im Radio-Modul ein gemeines Pfeiffen bekomme 
das nur weg geht wenn die LED Beleuchtung, die ich mit PWM dimme, auf 
100% ist. Das ist aber keine Option.

Was ich versucht habe:
* Mit Kondensatoren 104 und 106 in der Stromversorgung konnte ich das 
Netzteil gut entstören.
* Testweise mit Alufolie eine Schutz um die PWM Leitung gedreht und 
geerdet, keine Änderung.
* PWM-Frequenz auf verschiedenste Frequenzen gesetzt. Das Pfeiffen 
ändert sich, geht aber nie weg. Nichtmal >20Khz PWM-Frequenz.
* Interessanterweise scheint das SPI-Signal vom Display keine 
nennenswerte Störung zu verursachen?

Ich besitze leider kein Oszilloskop, daher habe ich nur eingeschränkte 
Analyse-Möglichkeiten.

Hier der Schaltplan so wie ich das hinbekommen hab:

https://blog.inspirant.de/content/public/upload/schaltplanv1_0_o.png

Habt Ihr grundlegende Ideen dazu, was ich noch tun könnte um das am Ende 
doch zu einem Erfolg werden zu lassen? Danke.

von H. H. (Gast)


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von Jens M. (schuchkleisser)


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Das Pfeifen kommt aus dem Netzteil (also, nicht physikalisch, sondern 
das PWM verursacht Regelprobleme, die die Ausgangsspannung "wackeln" 
lassen und das hört man), das mag keine PWM-Last.
Nutze ein zweites Netzteil (oder einen zweiten Spannungsregler) nur für 
das Licht.
Und (oder vielleicht reicht auch schon ein "Oder") denke über die 
Leiterbahnführung nach, der PWM-Stromkreis sollte möglichst klein im 
Umfang sein und vor allem nicht andere Teile einfassen.

H. H. schrieb:
> Der unbekannte MOSFET Q1 ist falsch eingebaut.

Es fehlen Kondensatoren am Spannungsregler, und der Pegelwandler hat 
auch Fuckups bei den Pins.
Hoffentlich nur Zeichenfehler.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Kann der Pegelwandler bidirektionale Kommunikation für SDA?
Weshalb hat der I2C-Bus Pull-Downs?

von Volker S. (kukulkan)


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Danke für Eure schnellen Antworten! Ich geh mal durch:

> Der unbekannte MOSFET Q1 ist falsch eingebaut.

Kann sein ich hab das falsch eingezeichnet (hab die Zeichnung erst 
später gemacht). Das beim Q1 ist eine Low-Side-Schaltung mit einem NPN, 
weil ich ja den GND mit dem TFT-Display teile. Ich glaub der ist 
korrekt? Ich schau nacher mal die genaue Bezeichnung.

> Es fehlen Kondensatoren am Spannungsregler, und der Pegelwandler hat
> auch Fuckups bei den Pins.
> Hoffentlich nur Zeichenfehler.

Ja, der Spannungsregler ist ein fertiges Step Down Netzteilmodul auf dem 
alle nötigen Kondensatoren wohl schon drauf sind. Sowas: 
https://www.amazon.de/dp/B0F59YRQPL

Und die PINS am Pegelwandler stimmen nicht, weil ich das passende Teil 
nicht im Programm gefunden hab und dann halt ein ähnliches gewählt habe. 
Es ist tatsächlich der: https://www.amazon.de/dp/B078T4P14F

Hab das gecheckt, und scheinbar hab ich die schon richtig dran. Ich hab 
A1/B1 und A2/B2 genommen. Kommunikation funktioniert auch.

> Kann der Pegelwandler bidirektionale Kommunikation für SDA?

Angeblich ja: https://www.amazon.de/dp/B078T4P14F

> Weshalb hat der I2C-Bus Pull-Downs?

Weil das überall steht ich soll das tun :-| Hat auch ohne funktioniert, 
aber ich dachte die müsste ich noch anbringen? Weglassen?

von Jens M. (schuchkleisser)


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Volker S. schrieb:
> Das beim Q1 ist eine Low-Side-Schaltung mit einem NPN,
> weil ich ja den GND mit dem TFT-Display teile. Ich glaub der ist
> korrekt?

Zeichnung sagt "schaltet 3,3V". Dann ist der Transistor falschrum.

Volker S. schrieb:
> Ja, der Spannungsregler ist ein fertiges Step Down Netzteilmodul auf dem
> alle nötigen Kondensatoren wohl schon drauf sind

Ah ok. Schaltplan sagt was anderes ;)

Volker S. schrieb:
> Und die PINS am Pegelwandler stimmen nicht, weil ich das passende Teil
> nicht im Programm gefunden hab und dann halt ein ähnliches gewählt habe.

Und nochmal: Plan scheiße. :D

Volker S. schrieb:
> Kommunikation funktioniert auch.

Ich wette das es auch bei falscher Beschaltung "ab und zu" oder 
"zeitweise" oder auch "die ersten Tage" funktioniert, und dann eben auch 
nicht. Da merkt man den Fehler nicht unbedingt sofort, und da stirbt 
auch nicht unbedingt sofort was.
Aber kontrolliere nach den Unterlagen zum Gerät, dann passt das.

Volker S. schrieb:
> Weil das überall steht ich soll das tun :-|

Dann steht das überall falsch. Was es nicht tut.
Da müssen wenn dann Pull-Ups rein. Also nach Plus, nicht nach GND.
Aber da du nur ein Arduino-Modul-Maker bist und da überall welche drauf 
sind kann es auch ohne gehen. Und, wie man sieht auch mit Pulldowns. 
Oder der Plan ist wieder falsch.

von Andreas M. (amesser)


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Volker S. schrieb:
> PWM-Frequenz auf verschiedenste Frequenzen gesetzt. Das Pfeiffen
> ändert sich, geht aber nie weg. Nichtmal >20Khz PWM-Frequenz.

Die PWM Grundfrequenz Frequenz nicht höher als notwendig. Wenn du z.B. 8 
Bit PWM hast, dann ~120Hz * 256 -> knapp 2.5 Khz. Oder gar nur 60Hz * 
256.

Den Mosfet langsamer schalten, 100Ohm kann hier gerne 1k oder eher 10k 
sein.

Direkt vor den Mosfet gehört mindestens ein 1µF Kondenstator um die 
Schaltflanken abzufangen, Die Displays die ich kenne haben keinen 
integrierten Vorwiderstand, falls das bei Deinem auch so ist, der fehlt 
ebenfalls.

Wie Hinz schon schrieb, wenn der Mosfet wie dort dargestellt verbaut 
ist, dann ist falsch eingebaut.

von Ulrich P. (uprinz)


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Die PullDowns kannst Du weglassen, die benötigten PullUps sind auf dem 
verlinkten Pegelwandler bereits drauf.

Der TEA5767 funktioniert ab 2.5V aufwärts daher kannst Du den auch 
direkt an 3V3 anschließen und den Pegelwandler ganz weglassen. Dann 4k7 
als PullUp zwischen SDA und 3V3 und SCL und 3V3.

Dann setzt du noch 47 Ohm in Serie in seine Vcc Leitung und direkt an 
ihm ein paar 100nF und 1uF (Werte eventuell variieren durch 
Ausprobieren) und das Brummen sollte weg sein.

Die PWM belastet die zentral 3V3 direkt, das ist blöd. Welches Display 
hast DU exakt verbaut? Es wäre besser die Hintergrundbeleuchtung vor den 
7833 zu bekommen, damit die von den hart geschalteten LEDs erzeugte PWM 
vor dem Regler "weggepuffert" werden kann. Also 100uF davor, 10uF 
danach.

Leider lieben LEDs PWM Frequenzen die deutlich hörbar sind, 400 Hz bis 
800 Hz. Eventuell nimmst Du einen programmierbaren kleinen LED Dimmer 
Controller, der deine PWM in einen gesteuerten Strom für das Backlight 
transformiert. AP3031 oder sowas. Diese Bausteine funktionieren im MHz 
Bereich und verlagern die Störung erst mal aus den hörbaren Bereich.

Du kannst aber auch mal probieren, dem Backlight einen eigenen Regler zu 
spendieren, oder direkt an 5V und einen Vorwiderstand. Wie gesagt, ohne 
Datenblatt nur Raten...

: Bearbeitet durch User
von Andreas M. (amesser)


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Was mir noch auffällt: Lass bitte den 3.3V Regler weg. Das ESP32 Modul 
hat einen integrierten Spannungsregler von 5V auf 3.3V. Der 3.3V 
Anschluss auf dem ESP32 Modul ist ein Ausgang! So wie Du es jetzt hast 
kämpfen der Spannungsregler des ESP Boards und Dein externer 
Spannungsregler gegeneinander.

Im Übrigen: Es gibt bessere Händeler als Amazon für Elektronikzeugs...

von Joachim B. (jar)


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Volker S. schrieb:
> Das Problem ist, dass ich im Radio-Modul ein gemeines Pfeiffen bekomme
> das nur weg geht wenn die LED Beleuchtung, die ich mit PWM dimme, auf
> 100% ist. Das ist aber keine Option.

Softwarelösung nur bis 99% oder 98% dimmen.
Harwarelösung RC Glied.

von J. T. (chaoskind)


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Joachim B. schrieb:
> Softwarelösung nur bis 99% oder 98% dimmen.

Weil es erst ab 100% Pulsweite ruhig ist, soll er auf 99% begrenzen, 
damit es immer fiept und man sich dran gewöhnen kann?

von Obelix X. (obelix)


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Volker S. schrieb:
> Hier der Schaltplan so wie ich das hinbekommen hab:
>
> https://blog.inspirant.de/content/public/upload/schaltplanv1_0_o.png

Die lila und die schwarze Leitung zwischen R5 und R6 ist echt sch... 
gelegt. Du könntest da noch mehr Kringel und Kreuzungen rein machen.

Mach mal ein Foto von deinem Aufbau.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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J. T. schrieb:
> Weil es erst ab 100% Pulsweite ruhig ist

ich habe es wohl falsch verstanden, dann eben umgekehrt RC Filter um bei 
Dimmung eben keine ungefilterte PWM rauszugeben.

Ich hatte den Fall das immer bei 100% ein Pegelwechsel stattfand also 
begrenzte ich bei 99% das eine Prozent sah man nicht.

: Bearbeitet durch User
von Volker S. (kukulkan)


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So, jetzt kann ich nochmal durchgehen. Danke für Eure Antworten!

> Zeichnung sagt "schaltet 3,3V". Dann ist der Transistor falschrum.

Also, das ist ein 27P06 Mosfet 
(https://www.componentsinfo.com/fqp27p06/). Ich hab den Drain an das TFT 
Display (Beleuchtung) und den Source an 3,3V. Am Gate hängt der ESP32 
mit einem 100 Ohm Widerstand. Ist das wirklich falsch? Die Zeichnung 
zeigt ein anderes Symbol, weil ich kein passendes in Fritzing gefunden 
hab. Hab's jetzt gespiegelt und so gezeichnet wie gelötet. Sollte jetzt 
passen.

> Plan scheiße. :D

Ja. Ich hab erst mal ein Programm gesucht das auf Linux brauchbar läuft 
und dann haben in Fritzing so viele Bauteile gefehlt... Sorry.

> Aber da du nur ein Arduino-Modul-Maker bist und da überall welche drauf
> sind kann es auch ohne gehen.

Die Zeichnung ist falsch. Auf der Platine sind die Widerstände auf +3,3V 
gelegt. Also Pull-Ups. Aber ich denke die sind nicht nötig, weil 
zumindest das Uhrenmodul ZS-042 bereits welche hat. Ich nehm die also 
raus.

> Die Displays die ich kenne haben keinen
> integrierten Vorwiderstand, falls das bei Deinem auch so ist,
> der fehlt ebenfalls.

Das TFT Display ist ein 4" TFT Touchscreen Display Modul ST7796 480x320. 
Es hat angeblich für die LED-Beleuchtung bereits einen Vorwiderstand.

> Direkt vor den Mosfet gehört mindestens ein 1µF Kondenstator um die
> Schaltflanken abzufangen

Okay. Aber macht das einen Unterschied für mein Problem mit dem Stören?

> Der TEA5767 funktioniert ab 2.5V aufwärts daher kannst Du den auch
> direkt an 3V3 anschließen und den Pegelwandler ganz weglassen.

Leider nicht. Ich habe dieses Modul 
(https://draeger-it.blog/stereo-fm-modul-tea5767-fuer-den-arduino/), und 
da steht überall 5V. Es wäre toll wenn das nicht nötig wäre. Dann könnte 
ich mir einiges sparen.

> Lass bitte den 3.3V Regler weg. Das ESP32 Modul
> hat einen integrierten Spannungsregler von 5V auf 3.3V.

Ja, aber ich hab gelesen, der darf bis maximal 500–600 mA belastet 
werden. Das TFT und das Radio und die Realtime CLock wären ja dann da 
dran. Ich dachte das wäre zu viel, aber bei genauerem Nachrechnen würde 
das locker passen. Mist, das sollte weg. Guter Punkt!

> Die lila und die schwarze Leitung zwischen R5 und R6 ist echt sch...
> gelegt. Du könntest da noch mehr Kringel und Kreuzungen rein machen.

Ja :-) Ich hab versucht es zu entzerren.

> Mach mal ein Foto von deinem Aufbau.

https://blog.inspirant.de/content/public/upload/pxl20251210171145892_0_o.jpg

https://blog.inspirant.de/content/public/upload/pxl202512271016153682_0_o.jpg

> Dann 4k7 als PullUp zwischen SDA und 3V3 und SCL und 3V3.

Das scheint nicht nötig, die Module haben bereits Pull-Ups. Hab die mal 
aus dem Plan komplett entfernt.

Hier der aktualisierte Plan:
https://blog.inspirant.de/content/public/upload/schaltplanv1_0_o.png

Also ich hab jetzt mitgenommen, dass es grundsätzlich schon ein Problem 
sein kann.  Ulrich P. hat weitere Vorschläge gemacht, wo ich aber nicht 
ganz sicher bin wo genau jetzt was rein sollte. Evtl. im neuen Plan 
genauer lokalisieren?

Ein analoges Dimmen wäre evtl. auch eine Option. Hab da den MCP4131 
gefunden (über I2C). Würde das mein Problem komplett lösen?

von H. H. (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Also, das ist ein 27P06 Mosfet
> (https://www.componentsinfo.com/fqp27p06/).

Also ein MOSFET für 10V Ansteuerung wird mit 3,3V angesteuert...

Volker S. schrieb:
> Hier der aktualisierte Plan:
> https://blog.inspirant.de/content/public/upload/schaltplanv1_0_o.png

MOSFET noch immer falsch eingebaut.

von Helmut -. (dc3yc)


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Volker S. schrieb:
> Das scheint nicht nötig, die Module haben bereits Pull-Ups. Hab die mal
> aus dem Plan komplett entfernt.

Und die verbauten 10k-Widerstände sind für 3.3V-Pegel viel zu hochohmig. 
Ausser, du hast 4 Module an die I2C-Leitungen angeschlossen. 
Normalerweise sind bei 3.3V als Pullup 2k2 Ohm sinnvoll.

von H. H. (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Hier der aktualisierte Plan:
> https://blog.inspirant.de/content/public/upload/schaltplanv1_0_o.png

Und wie sind die fehlenden GND-Verbindungen gemacht? Insbesondere GND 
des Displays.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Volker S. schrieb:
> Ich hab den Drain an das TFT
> Display (Beleuchtung) und den Source an 3,3V. Am Gate hängt der ESP32
> mit einem 100 Ohm Widerstand. Ist das wirklich falsch?

- Polung scheint korrekt
- Symbol im Schaltplan ist richtig, aber falsch verdrahtet
- Der FET ist für 10V-Ansteuerung. Bei 3,3V kann es sein, das der als 
Vorwiderstand für das Licht fungiert.

Volker S. schrieb:
> Ich hab erst mal ein Programm gesucht das auf Linux brauchbar läuft
> und dann haben in Fritzing so viele Bauteile gefehlt...

Karopapier und Stift?

Volker S. schrieb:
> Auf der Platine sind die Widerstände auf +3,3V
> gelegt. Also Pull-Ups. Aber ich denke die sind nicht nötig, weil
> zumindest das Uhrenmodul ZS-042 bereits welche hat. Ich nehm die also
> raus.

Auf dem Pegelwandler müssen welche sein, die sind für die Funktion des 
Wandlers wichtig, und zufälligerweise passen die auch für den Bus.
I2C braucht erstaunlich viel Pullupstrom, das sind aber oft etliche 
kOhm, mehrere parallel stören also nicht.
Wenn der Bus funktioniert und nicht sporadisch abschmiert würde ich die 
Module so lassen. Die Störungen kommen davon jedenfalls nicht.

Volker S. schrieb:
> Es hat angeblich für die LED-Beleuchtung bereits einen Vorwiderstand.

Prüf das. Lupe und Durchgangspiepser und so. Evtl. ist das auch das 
Problem: kein Widerstand und die LEDs zwingen das NT in die 
Strombegrenzung.

Volker S. schrieb:
> Aber macht das einen Unterschied für mein Problem mit dem Stören?

Das könnte dafür sorgen, das dein Netzteil nicht vom PWM immer eins vor 
die Stirn bekommt, was die Spannung dann stabiler und damit das Audio 
unpfeifiger werden lassen könnte.

Volker S. schrieb:
> Das TFT und das Radio und die Realtime CLock wären ja dann da
> dran. Ich dachte das wäre zu viel, aber bei genauerem Nachrechnen würde
> das locker passen. Mist, das sollte weg. Guter Punkt!

Trenne die 3,3V.
Speise alles vom ESP, nur das Licht von deinem Spannungsregler (oder 
andersrum). Dann könnte der Ton schon weg sein.
Die Belastbarkeit ist übrigens primär ein Wärmeproblem, kein 
Stromproblem.
Das hängt ganz entscheidend von der Eingangsspannung ab ob da 500mA 
gehen oder nicht.

Volker S. schrieb:
> Hier der aktualisierte Plan:

Hast du die Datei auf dem Server getauscht? Weil, die heißt gleich wie 
die aus dem Startpost...

Nochwas:
kontrolliere dein RTC-Modul, ob es die Batterie lädt. Das könnte mit 
einer Primärzelle ein Problem werden!

: Bearbeitet durch User
von Andreas M. (amesser)


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H. H. schrieb:
> MOSFET noch immer falsch eingebaut.

Sicher? Ich denke das Schaltbild passt so für eine High-Side 
Anschaltung.

Aber wie du schon sagtest VGSth ist -2.0 bis -4.0 V. Der Mosfet taugt 
nicht für 3.3V Ansteuerung. Ich habe auf die schnelle aber auch keine 
bezahlbaren, bedrahteten P-Kanal Logic-Level Fets gefunden.

ABER: Der Mosfet ist komplett unnötig falls es sich um dieses Modul hier 
handeln sollte:

https://www.roboter-bausatz.de/p/4-tft-touchscreen-display-modul-st7796-480x320

Dieses Modul hat bereits einen eingebauten Transistor um die LED zu 
schalten. Den Mosfet also bitte einfach ganz weglassen und den PWM 
Ausgang des ESP32 direkt an den LED Anschluss.

Die PWM muss dann noch invertiert werden, da der MOSFET als Inverter 
gewirkt hat.

von Heinz R. (heijz)


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Du kennst das "cheap yellow Display"?
fertiges Display mit ESP32 hinten drauf, kostet keine 20€ , hat sogar 2 
getrennte 3,3V-Wandler verbaut

von Volker S. (kukulkan)


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Hallo und nochmal Danke für die hilfreichen Antworten!

> Und wie sind die fehlenden GND-Verbindungen gemacht? Insbesondere GND
> des Displays.

Das verstehe ich leider nicht. Alle Bauteile sind doch am GND verbunden? 
Auch das Display?

In der Doku steht, dass man einfach nur 3,3V anlegen soll. Kein Hinweis 
auf einen Widerstand etc. 
https://www.lcdwiki.com/4.0inch_SPI_Module_ST7796

Die Display-Beleuchtungs-LED hat tatsächlich eine fertige Ansteuerung. 
Ich werde die also direkt an den ESP32 PIN klemmen. Den ungeeigneten FET 
kann ich dann entfernen.

> Das könnte dafür sorgen, das dein Netzteil nicht vom PWM immer eins vor
> die Stirn bekommt, was die Spannung dann stabiler und damit das Audio
> unpfeifiger werden lassen könnte.

> Prüf das. Lupe und Durchgangspiepser und so. Evtl. ist das auch das
> Problem: kein Widerstand und die LEDs zwingen das NT in die
> Strombegrenzung.

Das fällt als Ursache damit weg, weil das TFT Display eine passende 
Schaltung und Widerstand hat. Das kann es nicht gewesen sein, richtig?

Pull-Ups an I2C lass ich jetzt mal weg so lange es keine Probleme gibt.

Den Pegelwandler (Level-Shifter) muss ich leider beibehalten, weil das 
Radio-Modul mit 5V läuft und der ESP 32 nur mit 3,3V. Ich erinnere mich 
Hinweise gefunden zu haben, dass das Modul zwar irgendwie auch mit nur 
3,3V läuft, dann aber keinen guten Empfang hat. Den Kopfhörer-Ausgang 
fand ich aber praktisch.

> Trenne die 3,3V.
> Speise alles vom ESP, nur das Licht von deinem Spannungsregler (oder
> andersrum). Dann könnte der Ton schon weg sein.

Okay, das versuche ich.

> Hast du die Datei auf dem Server getauscht?

Ja, im Zweifel beim angucken mal Strg+F5 drücken um ganz sicher die 
neueste Version zu haben. Sorry.

> kontrolliere dein RTC-Modul, ob es die Batterie lädt.

Das hab ich getan. Gleich als es mit der Post kam hab ich da einen 
Widerstand auf dem Board entfernt damit er nicht versucht die Batterie 
zu laden.

> Du kennst das "cheap yellow Display"?

Nein. Habs gerade gegoogelt aber ein Display mit 2,8" ist zu klein. Ich 
hab das größte Display gesucht das bezahlbar war. Also 4" ist das 
Minimum. Mit grauem Star und Makula-Degeneration ist die Größe des 
Display schon wichtig.

> Dann setzt du noch 47 Ohm in Serie in seine Vcc Leitung und direkt an
> ihm ein paar 100nF und 1uF (Werte eventuell variieren durch
> Ausprobieren) und das Brummen sollte weg sein.

Das werde ich auch gleich mit umsetzen.

Ich werde heute Abend erst den Plan aktualisieren können (kann ich hier 
von Arbeit aus nicht). Dann melde ich mich nochmal hier. Wenn dann 
nichts mehr auffällt, kann ich das so neu aufbauen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Volker S. schrieb:
> Habs gerade gegoogelt aber ein Display mit 2,8" ist zu klein

Die "cheap yellow displays" gibt es verschiedenen Größen

Das hier z.B. auch mit 3.5"
https://de.aliexpress.com/item/1005009111938089.html

Oder das hier mit 7"
https://de.aliexpress.com/item/1005009206053261.html

von Jens M. (schuchkleisser)


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Volker S. schrieb:
> Das kann es nicht gewesen sein, richtig?

Tatsächlich nicht, aber dennoch dürfte die Beleuchtung ein recht starker 
Verbraucher sein und das ständige Ein und Aus kann die Regelung des 
Netzteils stören.
Oder auch einfach die steilen Flanken beim Schalten, die durch die 
Strippen (den Kabelpullover im Gehäuse) in die Leitungen des Radios 
strahlen.
Evtl. brauchts am Display einen dicken Kondensator und evtl. einen 
Widerstand oder eine Spule in Reihe, damit das Displaylicht in Ruhe vor 
sich hin zippelzappeln kann und der Rest der Kiste bekommt stabile 
Spannung.

von Rainer W. (rawi)


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Volker S. schrieb:
> Das beim Q1 ist eine Low-Side-Schaltung mit einem NPN,
> weil ich ja den GND mit dem TFT-Display teile.

Das ist nun überhaupt nicht zu erkennen. Gezeichnet ist kein NPN BJT. 
Der Q1 im Schaltplan ist ein P-Kanal MOSFET in der +3.3V-Leitung mit 
einem arg kleinen Widerstand zwischen Gate und Gnd (R6). Mit vollem 
Namen heißt er FET wohl FQP27P06.

Volker S. schrieb:
> Pull-Ups an I2C lass ich jetzt mal weg so lange es keine Probleme gibt.

Woher soll der I2C dann seinen H-Pegel bekommen?
Falls der Bus mit dieser Beschaltung arbeitet, sind wahrscheinlich auf 
deinen Modulen irgendwelche - meist relativ hochohmige - Pull-Ups 
vorhanden, die aber spätestens bei etwas längeren Leitungen oder höherer 
Taktfrequenz auf dem I2C an ihre Grenzen stoßen und den Bus instabil 
werden lassen. Wieviel Reserve die Signalform bei deiner Beschaltung 
besitzt, lässt sich am einfachsten mit einem Oszi beurteilen.

Der Plan ist ein unlesbares Leitungswirrwarr. Bezüglich der Lesbarkeit 
ist da noch viel Luft nach oben, sorry.
Guter Stil ist, Spannungen geordnet zu zeichnen, hohe weit oben, 
niedrige unten, Signalfluss von links nach rechts und nicht noch 
irgendwo etwas hin gequetscht (z.B. Eingabeelemente), Batterien '+' 
oben, '-' unten, gleiches für die Orientierung z.B. von Q1, Pull-Ups 
nach oben, Pull-Downs nach unten und nicht irgendwo im Leitungswirrwarr 
versponnen...
Gnd-Leitungen werden nicht gezeichnet, sondern Gnd-Symbole verwendet, 
ebenso Versorgungsspannungen Baugruppenweise.
Was soll das herumvagabundierende "R3" und was ist das Bildchen links 
davor für ein Schaltzeichen?
Warum diese anachronistischen Schaltzeichen für Widerstände aus Zeiten, 
wo ein Widerstand ein gewickelter Drahtwiderstand war? Warum kein 
IEC-Normsymbol (IEC 60617)?
Ein vernünftiger Schaltplan ist mehr als die Summe der 
Leitungsverbindungen.
Er soll auch das funktionale Zusammenspiel übersichtlich darstellen.

: Bearbeitet durch User
von Ulrich P. (uprinz)


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Volker S. schrieb:
>> Dann setzt du noch 47 Ohm in Serie in seine Vcc Leitung und direkt an
>> ihm ein paar 100nF und 1uF (Werte eventuell variieren durch
>> Ausprobieren) und das Brummen sollte weg sein.
>
> Das werde ich auch gleich mit umsetzen.
>
> Ich werde heute Abend erst den Plan aktualisieren können (kann ich hier
> von Arbeit aus nicht). Dann melde ich mich nochmal hier. Wenn dann
> nichts mehr auffällt, kann ich das so neu aufbauen.

Bitte schließ zunächst mal das LCD Backlight korrekt an. Dann schau, ob 
noch weitere Änderungen nötig sind.

Das Radio-Modul ist die "Luxusvariante" mit integriertem Verstärker, 
daher wird es für diesen die 5V benötigen.

Meine Idee einen 47R Widerstand mit einem Elko zu kombinieren als Filter 
für die Radio / Audio Strecke wird daher nichts bringen. Das Modul hat 
die PA mit drauf, der 47R Widerstand reduziert den verfügbaren Strom für 
den Verstärker. Das Modul selber hat schon einen 220uF Kondensator mit 
drauf.
Da am Anfang Deines Posts viele Infos fehlten bzgl.. der exakt verbauten 
Module, war ich von einem reinen Radio-Modul ausgegangen.

Wenn denn alle Stricke reißen musst Du mehr Störabstand schaffen. Wenn 
die Versorgung gepulst einbricht durch die Belastung der LED 
Beleuchtung, musst du anders ansetzen.

Erhöhe die Versorgungsspannung auf z.B. 9V DC und nutze einen 7805 für 
die analogen Teile (Radio + PA) und einen weiteren für den digitalen 
Pfad. So gewinnst Du ca 4V die Deine Versorgung wackeln darf, bevor sie 
auf die Spannungen hinter den Reglern durchschlägt. (Vereinfacht 
erklärt!)
Beachte, dass zu viel Kapazität an den 7805 diese träge macht oder 
schlimmer noch, Schwingungen am Eingang am Ausgang überkompensiert 
werden. 10uF am Eingang und 1uF am Ausgang, ggf. beidseitig mit 100nF 
parallel und das möglichst nah am 7805 sollten passen. Verbindungen 
zwischen 7805 und zu versorgendem Teil möglichst kurz halten, lange 
Drähte auf die 9V Seite verlegen.

Aber das ist dann erst mal Plan C, nachdem Du aufgeräumt hast.

von Volker S. (kukulkan)


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> Die "cheap yellow displays" gibt es verschiedenen Größen

Oh, cool. Danke!

> Der Plan ist ein unlesbares Leitungswirrwarr.

Wie Eingangs erwähnt, bin ich kein Elektroniker sondern Programmierer. 
Ich bin, ehrlich gesagt, froh das überhaupt so hinbekommen zu haben. 
Sorry, dass ich keinen Profi-Plan vorlegen kann. Aber ich guck mal was 
ich mit deinen Punkten verbessern kann. Ich konnte nicht alles aber ein 
paar Dinge umsetzen.

> Woher soll der I2C dann seinen H-Pegel bekommen?

Ja. Ich hab die Pull-Ups wieder mit je 4,7KOhm eingesetzt.

> Warum diese anachronistischen Schaltzeichen für Widerstände

Wenn ich in Fritzing nach "Resistor" suche, kommen nur diese. Weder die 
DIN noch das Symbol alleine kann ich finden.

> Erhöhe die Versorgungsspannung auf z.B. 9V DC und nutze einen 7805 für
> die analogen Teile

Ich verstehe die Idee, aber eine Vorgabe war, mit einem USB-Netzteil (zB 
1,5A) zu funktionieren. Das hat jeder irgendwie rumliegen.

Ich hab die Datei jetzt mal aktualisiert und auch ergänzt: 
https://blog.inspirant.de/content/public/upload/schaltplanv1_0_o.png?t=1

Eventuell Strg+F5 drücken um es sicher zu aktualisieren.

Wenn das Pfeifen beim Dimmen dann noch immer ist, was wäre dann zu tun?

von Andreas M. (amesser)


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Volker S. schrieb:
> Wenn das Pfeifen beim Dimmen dann noch immer ist, was wäre dann zu tun?

Hast Du die PWM Frequenz geprüft? Wie gesagt, so niedrig wie möglich.

von Volker S. (kukulkan)


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> Hast Du die PWM Frequenz geprüft? Wie gesagt, so niedrig wie möglich.

Ja, ich bin da von 40Hz bis 20Mhz gegangen (hab verschiedene 
ausprobiert). Der Ton hat sich jedesmal verändert, war aber leider immer 
identisch da.

Bei 40Hz hat man aber bereits ein flimmern der Beleuchtung wahrnehmen 
können. Das muss mindestens 100Hz oder besser 200Hz sein um nicht zu 
flackern.

von Andreas M. (amesser)


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Volker S. schrieb:
> Bei 40Hz hat man aber bereits ein flimmern der Beleuchtung wahrnehmen
> können. Das muss mindestens 100Hz oder besser 200Hz sein um nicht zu
> flackern.

Ok. Dann kommt es entweder über die Versorgungsspannung oder das FM 
Modul ist so empfindlich, dass es EM mäßig einkoppelt. Hängt der 
Lautsprecher direkt an dem FM Modul? Oder gibt es noch einen 
zusätzliches Verstärkermodul? Um welches Modul handelt es sich?

Hast Du eine Möglichkeit, testweise das FM Modul separat mit Strom zu 
Versorgen? D.h. entweder ein separates 5V Netzteil oder mittels z.b 3x 
AA Batterien? Dazu das FM Modul an der 5V Seite abtrennen und dort über 
5V & GND separat einspeisen. Die GND Leitung muss unbedingt mit dem Rest 
der Schaltung verbunden bleiben, da ein Bezugspunkt gebraucht wird.

von Karl B. (gustav)


Angehängte Dateien:

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http://jtxp.org/tech/netzuhr.htm
Es geht viel einfacher.
Das Rad muss nicht immer neu erfunden werden.
Dieser Wecker (aber mit Netztrafo) läuft jetzt schon seit 2019 
ununterbrochen. Musste nur ab und zu die Zeit nachstellen.

BTW. Auch "Bastlern" macht man es heute nicht mehr leicht.
GPSR läßt grüßen. Sobald ich das Gerät verschenke oder anderen zum 
Gebrauch überlasse, gelte ich als Hersteller mit allen Pflichten, die 
sich daraus ergeben.
Nur so nebenbei bemerkt.
Volker S. schrieb:
> demenzkranke Mutter
Und da wird es erst recht kritischer als sonst bezüglich des dezidiert 
eingeschränkten Nutzerbereichs.
Zitat:
"...Technische Geräte für Menschen mit Demenz müssen gemäß der neuen 
EU-Produktsicherheitsverordnung (GPSR) eine strenge interne 
Risikobewertung durchlaufen..."
/Zitat

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Volker S. (kukulkan)


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> strenge interne Risikobewertung

Diese Bewertung führe ich natürlich durch. Intern. :-) Im Ernst, ich 
will den ja nicht verkaufen. Er ist für meine Mutter.

Ich hab mir ja entsprechende Geräte angeschaut und für viele Hersteller 
scheint "Altersgerecht" oder "für Demenz" nur zu bedeuten, riesige 
Displays zu verbauen. Aber die Bedienung ist meist katastrophal. Kleine 
unbeschriftete Taster an der Seite in der selben Farbe wie das Gehäuse? 
Nein Danke. Menübedienung durch 4 weitere Tasten 
(Hoch/Runter/Enter/Return) am Bildschirm. Das geht leider Oft schief. 
Ich mache mir die Mühe nicht, weil es so toll ist sondern weil ich auch 
nach langer Suche kein passendes Gerät gefunden habe und helfen möchte.

Wer das Bild anschaut sieht, wie ich versuche das zu lösen 
(https://blog.inspirant.de/content/public/upload/pxl202512271019287332_0_o.jpg). 
Durch Haptik, Symbole und Farbe. Vor den Lautsprecher kommt noch ein 
Gitter (schon fertig) und rechts ist noch ein weisses gut sichtbares und 
tastbares Rad für die Lautstärke. Der Drehknopf kommt noch tiefer. Mehr 
Bedienelemente braucht es nicht und es ist intuitiv zu bedienen (mit 
mehreren Personen getestet). Roter Knopf stellt die Alarm-Zeit ein (am 
Rad drehen für Stunden, dann beliebigen Knopf oder Rad drücken für 
Minuten und nochmal drücken und fertig). Alarm ein/aus macht man über 
den Schalter (Haptik!) und es wird im Display auch mit Uhrzeit eindeutig 
angezeigt (Gelb unten). Der grüne Knopf macht das Radio an und wieder 
aus. Läuft das Radio, wählt man am Rad einfach den Sender (10 Stück, 
fest eingespeicherte Frequenzen + Name).

Damit kommt sie super zurecht und hat keine Probleme mit der Bedienung. 
Sie findet auch super, dass der Wecker runter dimmt wenn es im 
Schlafzimmer dunkel wird.

Wenn alles gut läuft, werde ich den Wecker vielleicht noch um 
Medikamenten-Termine  ergänzen, die man dann über ein Menü einrichten 
kann. Das Einrichten mach dann sowieso ich oder die Pflegekraft. Da kann 
es ein Menü sein. Aber im Alltag muss das so klappen.

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Leider selber schon schlechte Erfahrungen gemacht. Man hat förmlich die 
Abmahn-Geier schon gierig dicht nebenbei auf der Stange hockend, bevor 
das E*bay-Angebot überhaupt online geht.
Wenn die Sache mehr im privaten Rahmen gehalten wird, dann können die 
"Spielverderber" gerne draußen bleiben.
Ich sehe das nur so: Wieso machst Du dann dafür einen Blog, der 
öffentlich zugänglich ist, auf. Das impliziert doch, dass diese 
Eigenkonstruktionen auch von anderen nachgebaut werden (können) sollen. 
Insgeheim denkst Du doch, eventuell schnappt das noch ein Hersteller 
auf, und man kann zumindest noch für die designmäßigen Ideen etwas an 
Tantiemen beanspruchen. So altruistisch bist Du bestimmt auch nicht. 
Oder irre ich mich da?

Und die Sache mit der zu dimmenden LED-Anzeige wird bei obiger Uhr 
einfach durch das Multiplexing der Anzeige selber erreicht.
Sogar automatisch. Von 20:00 bis 08:00 Uhr "dimmt" sich die Anzeige auf 
"Nachtbetrieb". Bei Stellen der Uhr, geht die Leuchtkraft auf Maximum.
Einfach die Multiplexing-Routine wird entsprechend angepasst.

Übrigens: ein paar Ferritperlen in den Zuleitungen zur Anzeige wirken 
oft wahre Wunder.

ciao
gustav

von Volker S. (kukulkan)


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Hallo Gustav, danke für deinen Kommentar. Der Wecker ist tatsächlich nur 
für meine Mutter. In meinem Blog findest Du noch mehr Beispiele dafür, 
wie ich zeige was ich für mich gebastelt hab. Ich bin ein Freund und Fan 
des lebendigen Internets. Darum auch das Blog. Vielleicht findet ein 
Leser das spannend und wird dadurch inspiriert? Oder er baut tatsächlich 
etwas nach? Ich habe weder die CAD-Dateien noch den Sourcecode online. 
Eine Nachbau wird also schwer, ohne da selbst was zu investieren. Selbst 
wenn ich die Dateien hochlade, ist das noch keine Blaupause sondern 
allenfalls ein Leitfaden.

Meine Erfahrungen (zB zur ESP32-Nutzung und den Problemen) können doch 
jemandem helfen? Vieles hab ich durch Google rausgefunden und bin 
Dankbar für Seiten auf denen jemand hilfreiche Hinweise hat. Ich denke 
nicht, dass irgend ein Hersteller da Interesse hat. Und wenn, dann nimmt 
er die Idee und lässt das seine Entwicklungsabteilung einfach Nachbauen. 
Es stoppt Ihn ja niemand. Mir ist das egal.

> Von 20:00 bis 08:00 Uhr "dimmt" sich die Anzeige auf
> "Nachtbetrieb"

Der "Zeitplan" zum dimmen geht leider nicht. Er berücksichtigt nicht die 
Stunden die Nachts das Licht an ist (kann nicht schlafen, guckt 
Fernsehen) oder den Mittagschlaf. Der Dimmer mit dem Fotowiderstand ist 
da flexibler und funktioniert immer, auch bei abweichendem Zeitplan.

> Ferritperlen

Hab ich schon mal gelesen aber noch nicht versucht. Hab die gerade mal 
gegoogelt und das hier gefunden: 
https://resources.altium.com/de/p/everything-you-need-to-know-about-ferrite-beads 
Interessant. Würde ich dennoch mal versuchen, sofern ich weiss welche da 
geeignet sind. Muss ich noch mehr recherchieren...

von Karl B. (gustav)


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Rate einmal, was ich so die letzten 30 Minuten gemacht habe?
Deinen Blog mal durchstöbert. Ist ja sehr interessant.
Mir ist - und das soll jetzt nicht irgendwie abwertend sein - 
aufgefallen, dass Dein Rechtschreibkorrektur-Programm Kommafehler und 
Fehler bei Groß- und Kleinschreibung manchmal durchrutschen lässt.
Der Gesamt-Tenor ist teilweise eher etwas kritisch. Gerade die 
Google-Bewertungs-Sache.
Mit den Technik-Themen bist Du hier besser aufgehoben.
Hier findest Du ein weites Spektrum an Leuten. Und argumentieren und 
gegenargumentieren kannst Du hier auch.

Die Pfeifton-Einstreuung bei Deiner Uhr solltest Du einmal abklopfen 
auf:
a) Spannungsversorgung möglichst getrennt. Nur eine GND-Verbindung 
zwischen Radio-Empfänger und Uhr.
b) Leitungsführung von NF-Signal und "Daten" räumlich 
trennen(Verkopplungen
vermeiden)
c) Auf vernünftige Empfangssituation achten. DAB+-Empfänger oder UKW/FM?
etc.

ciao
gustav

von Volker S. (kukulkan)


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Danke für's reingucken.

> Der Gesamt-Tenor ist teilweise eher etwas kritisch.

Ja, vor allem die letzten Jahre werde ich etwas negativer, auch in der 
Grundstimmung. Ich arbeite in der IT und höre jeden Tag immer mehr 
Bullshit-Bingo, sehe wie inkompetenz Entscheidungen trifft und nur noch 
Marketing verkauft statt Leistung. Dazu die Fallen die überall lauern, 
die es früher so nicht gab. Ich bin in der IT seit >30 Jahren und hab 
viel gesehen. Da ist es schwer immer optimistisch zu bleiben.

> Kommafehler und Fehler bei Groß- und Kleinschreibung

Ich editiere die Texte direkt im Editor der Page, daher läuft da keine 
Rechtschreibkorrektur ausser der vom Browser (und der steht immer auf 
Englisch, daher ist immer alles rot und ich ignorier das). Du bekommst 
mich also Unkorrigiert :-D Vielleicht wäre es eine gute Idee da mal das 
Ergebnis in LibreOffice zu kopieren um die Rechtschreibung zu checken 
und dann ggfs im Beitrag zu korrigieren. Danke für den Hinweis!

Bei mir hat alles einen GND und eine Spannungsquelle. Ich werd das aber 
neu aufbauen und da auch die Leitungsführung optimieren. Evtl. ein 
geschirmtes Kabel für das Backlight vom Display und für die Leitungen 
zum Radio-Modul etc. Ich mach mich da die nächsten Wochen immer wieder 
zu Feierabend ran. Hab ja viel gelernt in diesem Thread und gute 
Anregungen bekommen.

von Ulrich P. (uprinz)


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Moin Volker!

Lass Dich da nicht beirren. Deine Idee, dass dein Blog Anderen helfen 
wird, die selbst ein Radio bauen wollen, ist völlig ok. Ich würde mich 
bzgl. der Sicherheit aus der Affäre ziehen, in dem ich darauf hinweise, 
dass der Nachbau auf eigene Gefahr geschieht und Du für nichts haften 
wirst.

Zurück zum eigentlichen Problem:
Hattest Du inzwischen mal das LCD Backlight direkt an den GPIO vom ESP 
angeschlossen und brummt es immer noch?

Was für ein Netzteil verwendest Du eigentlich? Im Grunde kann man die 
Schaltung mit einem USB Netzteil direkt am ESP32 verbinden und von da 
aus das 5V Pad als Ausgang verwenden. Hat den Vorteil, dass man darüber 
auch gleich die Reprogrammierung am PC machen kann und keine weitere USB 
Buchse benötigt.
Aber an deinem Modul ist eine Micro-USB Buchse dran, die sind nicht 
sonderlich stabil. Da würde ich dann entweder einen Rundstecker oder 
einen USB-C vorsehen. ESP32 Module gibt es aber zum Glück inzwischen 
auch mit USB-C direkt.

Ich würde trotzdem mal ein paar andere USB Netzteile verwenden, nur um 
auszuschließen, dass da nicht genug Leistung her kommt, um die 
Pulsbelastung vom LCD abzufedern.

von Volker S. (kukulkan)


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Hallo Ulrich

> Ich würde mich bzgl. der Sicherheit aus der Affäre ziehen, in dem ich
> darauf hinweise, dass der Nachbau auf eigene Gefahr geschieht und Du für
> nichts haften wirst.

Guter Punkt, danke! Werd ich so machen.

> Hattest Du inzwischen mal das LCD Backlight direkt an den GPIO vom ESP
> angeschlossen und brummt es immer noch?

Ich bin gerade dabei das alles umzulöten. Brauch aber noch bis zum 
Wochenende. Mir ist zwischendurch aufgefallen, dass es am PC (USB an 
ESP32) deutlich ruhiger ist als am extra Netzteil (Samsung Ep-TA800).

Ich habe also erstmal einen 10.000uF Kondenator bestellt, mit dem ich 
das Netzteil stabilisieren möchte (und evtl. noch einen mit 1.000uF). 
Wenn die Endstufe bei hoher Lautstärke an geht, macht er mir aktuell 
einen Reset... Ein 9V oder 12V Netzteil will ich vorerst aber nicht 
nutzen. Ich will es zusätzlich noch mit einem LAOMAO DC-DC Step Down 
Converter Mini 360 versuchen, der mit seinem MP2307 nur wenig Verlust 
macht. Auch wenn dann nur noch 4,7V ankommen, sollte das auch noch 
ruhiger werden und eigentlich ausreichen. Ich werde nächste Woche hier 
berichten :-)

: Bearbeitet durch User
von Heinz R. (heijz)


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Volker S. schrieb:
> Ich habe also erstmal einen 10.000uF Kondenator bestellt, mit dem ich
> das Netzteil stabilisieren möchte

willst Du da einen Subwoofer einbauen? Oder warum so ein großer Elko?

von Volker S. (kukulkan)


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