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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik SoundSchaltung


Autor: Feldmaus (Gast)
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Hallo,

hat jemand eine Verstärkerschaltung parat, wo ein Lautsprecher oder
Piezo an einem µC angeschlossen ist, und wo die töne recht laut sind?

danke.

Autor: Malte (Gast)
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was ist bei dir laut?

            VCC
            |
            | /|
            || | Lautsprecher
            | \|
    R1    |/
---||||---|  Transistor
          |\__
              | GND

R1 = ca 480
Vor R1 = PWM Pin deines uC

Das wäre ein simpler Verstärker mit dem du den Lautsprecher ansteuern
kannst...
wie gesagt.. laut ist relativ.
Schau dich mal auf den Elektronikprojektseiten hier unter "Links" um,
da gibt es unter Garantie auch komplexere Vorverstärker und Endstufen.

Autor: Feldmaus (Gast)
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Also laut bedeutet bei mir die lautstärke wenn zum beispiel ein handy
klingelt oder wenn ein wecker piept.

Ich hab deine schaltung mit nem BC337 npn transistor und nem 8 ohm
lautsprecher gebaut, man hört zwar was ist mir aber immernoch zu
leise.

Bei den links hab ich irgendwie auch nich das richtige gefunden.

bräuchte eine schaltung die doppelt oder viermal so stark ist.

Autor: Ratber (Gast)
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Dann häng einfach nen Einchipverstärker mit gewünschter Leistung
dahinter.

von 0.5 bis 2x80 bzw. 4x25W ist da mit wenig Beschaltung so ziemlich
alles lieferbar.

Man muß nur suchen ;-)

Autor: Feldmaus (Gast)
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Na dann gib mir mal ein tip, wie sowas heisst, und wo es sowas gibt...

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
LM386, TBA810, TBA820, TDA1010, TDA1013, TDA1020, TDA1519, TDA1521,
TDA2002,...................................

Reicht das oder muss ich noch mehr aufzählen?

MFG Uwe

Autor: Thomas (Gast)
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Wie wäre es, wenn bei der oben gezeigten Schaltung mit dem Transistor
die Spannung höher gewählt würde? So hast du mehr Spannung über dem LS
und somit mehr Leistung. Der Transistor müsste natürlich den Strom
aushalten und der uC dürfte nicht mit der selben Spannung gespiesen
werden. ;o)

Autor: Feldmaus (Gast)
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Naja ich denke die lösung vom uwe ist die beste, danke.

Autor: Oliver (Gast)
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Hi Feldmaus,
mit der Lösung von Uwe wirst du auch keine größere Leistung aus deinem
Lautsprecher herauskitzeln. Du musst auf jeden Fall den Lautsprecher
wechseln (niederohmiger) oder die Spannung erhöhen. Die vorgeschlagenen
OP's erlauben nur eine Analoge Verstärkung.
Gruß Oliver

Autor: Simon Faller (Gast)
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Hallo

@Oliver
Hab mal noch eine Frage? Was ist analoge Verstärkung? Gibt es demnach
auch eine digitale Verstärkung und wenn ja was ist das?

Ich denke die Schaltungsvorschläge von Uwe sind schon der richtigere
Weg, denn dort wird der Lautsprecher mit Wechselspannung angesteuert.
Die Transitorlösung, lenkt den Lautsprecher nur in einer Richtung aus.
Das reicht sicher um einen Ton zu erzeugen aber für eine SoundSchaltung
taugt das nichts.

@Feldmaus
Hast du deine Versuche mit einem "nackten" Lautsprecher oder einer
BOX gemacht? Der unterschied ist gewaltig.

Gruß

Simon

Autor: Oliver (Gast)
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Hallo Simon,
mit analoger Verstärkung meine ich die Versärkung mit einem
OP-Verstärker. Man kann also einen beliebigen Spannungswert mit einem
einstellbaren Faktor erhöhen (z.B. aus 0.1V -> 1V).
Die Schaltung von Malte wird, soweit nicht der Arbeitspunkt von dem
Transistor eingestellt wird, mit einer PWM betrieben. Der Transistor
wird also nur zwischen zwei Pegeln hin- und hergeschaltet. Durch die
PWM wird nun eine Frequenz auf den Lautsprecher geschaltet (Rechteck),
die durch die Induktivität des Lautsprechers zu einer Sinusschwingung
angenähert wird.
Das ganze taugt auf jeden Fall, um Handy ähnliche Piepser zu erzeugen,
aber selbst Sprachausgabe ist hiermit möglich, wenn die PWM-Register
etwas anders benutzt werden.

Gruß Oliver

Autor: Feldmaus (Gast)
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@Oliver,
also ich denke doch das der ic tba820 genau das richtige für mich ist.
Denn der funktioniert ja bei einer spannunf von 3 bis 16 V, wobei bei
einer betriebspannung von 12 V (die werde ich nehmen) eine leistung von
2W bei einem 8 ohm lautsprecher (den ich habe) erzeugt wird. Und es
fliesst ein strom von über einem A. Ich glaube das dürfte ausreichen,
so das man von dem gepiepse wach wird (ist für ein wecker gedacht die
schaltung) oder??

@Simon,
Das ist nur ein ganz kleiner "nckter" lautsprecher, wie gesagt ich
will da keinen bass oder irgendwelche musik mit hören, da solln nur
einfache klingeltöne wie z.b. beim handy rauskommen.

Autor: Feldmaus (Gast)
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Andere Frage @Simon.
Was ist ein PWM register?
Ich hab den lautsprecher an irgend ein I/O register angeschlossen, wo
das programm es abwechseln bei einer frequenz von 440 hz (kammerton)
auf null oder 1 schaltet.

Autor: Feldmaus (Gast)
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@Oliver meinte ich natürlich :)

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Da du eh eine 12V Spannungsquelle benötigst, kanns du genau so gut die
erste Schaltung mit dem Transistor verwenden, dein uC liefert dir ja
auch nur ein digitales Signal, welches den Transistor schaltet.

Der Verstärker ist eher für analoge Signale gedacht, für deine
Anwendung nicht notwendig.

Gruss Thomas

Autor: Feldmaus (Gast)
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Welche trasistor hät denn 12 v aus?
Alle die ich habe werden glühend heiss und wären mir fast um die ohren
geflogen

Autor: Simon Faller (Gast)
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Hallo Feldmaus,

eigentlich hält jeder Transistor 12 V aus. Dein Problem ist die
Verlustleistung, bzw. die nicht richtige Ansteuerung des Transistor.
Folgendes dürfte bei Dir der Fall sein:

Wenn der Transitor voll durchschaltet fließt nach dem Ohmschen Gesetz
ein Kollektorstrom mit 12V/8Ohm = 1,5 A. Wenn dein Transistor eine
Stromverstärkung von 100 hat (was für ein Transistor der 1,5 A schalten
kann recht viel ist), benötigst Du mindestens einen Basisstrom von
1,5A/100 = 15 mA. Dieser Basisstrom fließt aus dem Port deines
Mikrocontroller über den Basisvorwiderstand mit 470 Ohm und würde an
diesem einen Spannungsabfall von 15mA * 470 Ohm = 7,05V verursachen.
Merkst du etwas? Dein Mikrocontroller läuft sicher mit 3V oder 5 V kann
also den notwendigen Basisstrom gar nicht aufbringen.

Ziehen wir das Pferd einmal von der Basisseite auf:

Wenn dein Mikrocontroller den Port auf +5V schaltet dann fließt (wenn
der Port den Strom bei High am Ausgang liefern kann) ein Basisstrom von
(5V-0,7V)/470Ohm = 9 mA. Bleiben wir bei Stromverstärkung 100, so
ergibt sich ein Kollektorstrom mit 900mA. Diese 900mA verursachen am
Lautsprecher 0,9A * 8Ohm =  7,2V Spannungsabfall. Die restlichen 4,8V
fallen an der Kollektor-Emitterstrecke des Transistor ab und
verursachen mit den 0,9A eine Verlustleistung mit 4,3 W (0,9A*4,8V) und
das wird ganz schön heiß.

Wie kann man das verhindern?
Du könntest eineDarlingtonstufe verwenden, findest du in jedem Lehrbuch
bzw. Elektronikhomepage.

Dazu möchte ich aber noch etwas weiteres anmerken:
Wenn du den Lautsprecher wirklich an 12 V schalten möchtest, ergibt
sich 1,5A durch den Lautsprechen (wenn der Transitor das überhaupt
kann).
Bringt dein Netzteil bzw. Batterie diesen Strom überhaupt?
Du schreibts oben, dass es sich nur um einen Minilautsprecher wie in
einem Handy handelt. Wenn Du 1,5A durch einen 8Ohm Lautsprecher jagst,
sind das 18 Watt. Wenn Du eine Darlingtonstufe verwendest, wird dein
Transistoren nicht mehr heiß werden, dafür aber die
Lautsprechermembrane durch die Bude fliegt.

Gruß
Simon

Autor: Feldmaus (Gast)
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Hallo Simon,
Vielen Dank für die kleine Lehrstunde in Sachen
Transistor/Halbleiterelektronik. Das Problem ist nur das ich jetzt
immernoch nich meinen ton lauter bekomme. Die analoge elektronik is mir
sowieso teilweise immernoch ein rätsel. Aber ich weiss das ich mal eine
Schaltung aufgebaut hatte (mit irgend so einem experimentierkasten), wo
eine sirene geheult hat (mit nem 8 ohm lautsprecher) das einem fast die
ohren weggeflogen sind. Diese schaltung bestand glaube nur aus neum OV
und zwei transen (und ein paar kond. und widerstände). Die
Versorgungspannung bestand ledeiglich aus 6 oder 8 1,5 V batterien,
also auch 9 oder 12 V (weiss nich mehr genau.
Sowas müsste man doch auch für mein Verstärkung am µC hinbekommen, oder
geht das nicht, da eine digitale rechteck Kurve am pin rauskommt??

Autor: Simon Faller (Gast)
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Klar geht das,

mein Vorschlag habe ich oben im Anhang.
Bau dir eine Darlingtonstufe und lege den Lautsprecher in die
Emitterleitung.
Versorge die Schaltung aus den 5 V deiner Controllerversorgung und
steuere die Darlingtonstufe ohne Vorwiderstand an. (Das ist o.k. da die
Darlingtonstufe als Kollektorschaltung oder Emitterfolger arbeitet).
Die Leistung die Du dann bekommst sind 0,9 W und das sollte reichen.

Wenn das nicht laut genug ist, dann hast du kein elektisches Problem
mehr sondern ein akustisches. Wenn Du den Lautsprecher nackt auf dem
Tisch liegen hast pumpt er die Luft nur von vorne nach hinten und es
bleibt ewig leise. Schneide mal in einen dicken Karton ein Loch mit dem
Lautsprecherdurchmesser und halte diesen dahinter, Dir fallen die Ohren
ab.
Du must einfach den akustischen Kurzschluss verhindern, und dann geht
das.

Viel Erfolg

Simon

Autor: Feldmaus (Gast)
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Ahja, danke.
Jetzt brauch ich nur noch die typbezeichnung für so eine stufe, weil es
gibt irgendwie ganz schön viele davon, und ich weiss nicht welche ich
nehmen soll.

Autor: Simon Faller (Gast)
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Hallo Feldmaus

es gibt zwar Darlingtontransistoren in einem Gehäuse, nur kenn ich da
keinen Typ. Es ist einfacher du baust dir aus zwei Transistoren die
Stufe auf.

Der erste Transistor (das ist der mit der Basis am Port) ist ein Wald
und Wiesen Transistor. z.B. BC 182, BC 107, BC 548.
Der zweite muss halt die 0,5 A schalten können. Das kann z.B. der gute
alte BC 140. Reichlich überdimensioniert ist der BD 135 der aber
natürlich auch geht.
Mit der Spannung und der Verlustleistung kommen die allemal klar.
Allgemein gilt: Für den ersten Transistor einen kleinen Transistor
verwenden (der hat eine hohe Stromverstärkung) und für den zweiten
einen leistungsstärkeren (die haben üblicherweise eine kleinere
Stromverstärkung).

Viel Spass

Simon

Autor: Feldmaus (Gast)
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Also es geht nich, hab als erste Transe einen Bc337-40 und als zweiten
den bd 135 genommen,und es kommt kein ton raus.
nehm ich nur den ersten komm der ton (siehe schaltung ganz oben) aber
is mir halt zu leise. Nehm ich nur den bd135 kommt wieder nix raus.

Autor: Sandynister (Gast)
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Dein BD135 ist kaput! ;-)
geht es dir eigentlich nur um Krach, also z.B. ein Warnsignal?
Wenn ja, warum kaufst du dir nicht ein Piezosummer, die sind klein,
bescheiden in der Stromaufnahme und machen einen Lärm das einem der
Ambos aus dem Gehöhrkanal wandert! Haben natürlich ne feste Frequenz.
Jedenfalls weiß ich es nicht besser.

In diesem Sinne
Sandynister

Autor: kutschenegger (Gast)
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@malte

hab die ganz oben angegebene schaltung vor einiger Zeit
auch mal probiert. Hatte einen kleinen PC-Speaker dran.
Zu hören war da aber nicht viel, es war eher ein
"knacken" in der jeweils gewünschten Frequenz... also
Fehlanzeige. Ich hab schon öfters mal gelesen, dass
man ein (quasi) AC-Signal auch nur AC-gekoppelt verstärken
sollte, um noch was davon zu hören. Kann mir das zwar
prinzipiell nicht vorstellen, aber tatsächlich hatten
jene Personen in ihre Schaltpläne jedesmal einen
Elko vor den Eingang der Transistorstufe geklemmt.
(natürlich nicht parallel, sondern in Reihe)

Bringt das was ?

Autor: Simon Faller (Gast)
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Machts doch nicht so kompliziert, ihr werdet doch wohl noch den
Lautsprecher zum singen bringen.
Sorry aber die Darlingtonschaltung muss funktionieren.
Wenn du noch daran Interesse hast, steck dir die zwei Transistoren mal
zusammen (ohne µC) und prüfe sie wie folgt:
Beide Kollektoren an 5V legen,
1.) Basis an 0V anschließen.
--> Am Lautsprecher müssen 0 V sein.
2.) Basis direkt mit 5V verbinden
--> Am Emitter des ersten Transistor = Basis des zweiten Transistor
müssen ca. 4,4V gegenüber Masse zu messen sein.
--> Am Emitter des zweiten Transistor und somit über dem Lautsprecher
müssen ca. 3,7V zu messen sein und die Membrane muss dir etwas entgegen
kommen.
So muss das funktionieren.
Wenn das nicht funktioniert hast du einen Verdrahtungsfehler oder einen
Transistor geschossen (mit Ohmmeter durchmessen), wenn es aber nur mit
dem Mikrocontroller nicht funktioniert, dann bringt dieser keine 5V am
Port weil er vielleicht nur einen open Kollektor hat.
Dies würde auch erklären warum die Schaltung ganz oben so leise ist.

Gruß
Simon

Autor: Thomas (Gast)
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Basis, Kollektor und Emitter richtig angeschlossen?

Autor: Feldmaus (Gast)
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Also die schaltung funktioniert jetzt, nur das der ton nicht lauter ist,
als der der rauskommt wenn ich die beiden transistoren alleine
anschliesse.

Autor: Feldmaus (Gast)
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Okay, mein lautsprecher war defekt, hab einen anderen genommen, und mir
sind fast die ohren abgefallen:)
Danke

Autor: Feldmaus (Gast)
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Aber ne kleine andere frage noch.
Wo muss ich ein Poti einbaun, damit ich die lautstärke regeln kann, an
der basis??

Autor: Simon Faller (Gast)
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Schön dass das jetzt geht.
Ein Poti schaltest du am besten als Spannungsteiler vor die
Darlingtonstufe. Also einen Anschluß an den Port des µC, den anderen an
Masse und den Schleifer an die Basis des ersten Transitor der
Darlingtonstufe. Da die Darlingtonstufe erst so ab 1,2 V leitend wird
(Emitterfolger) kannst du zwischen das Poti und Masse auch noch einen
Widerstand schalten an dem so um die 1 V abfallen wenn der Port auf
High schaltet, dann hast du den ganzen Einstellbereich des Poti
ausgenützt. Poti Wert: 5 ... 10 k

Gruß

Simon

Autor: Feldmaus (Gast)
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hab ein 10 k poti und ein 1k widerstand zwischen masse geschalten, ich
kann zwar ein bissl was einstellen, aber irgendwann springt der von
mittellaut auf ganzlaut ohne zwischenschritt, aber ansonsten gehts,
kann man das auch noch irgendwie beheben?

Autor: Simon Faller (Gast)
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Wenn du mit einem Oszi den Pegel über dem Lautsprecher messen kannst
wirst du feststellen, dass der Pegel linear mit verdrehen des
Schleifers ansteigt, die Lautstärke aber nicht entsprechend lauter
wird. Grund: Die Empfindlichkeit des Ohrs ist logarithmisch.
Für Lautstärkepotentiometer sollte man deshalb logarithmische
Potentiometer verwenden. Wenn ich richtig informiert bin sind Trimmer
aber immer linear.

Gruß

Simon

Autor: Tobias V (Gast)
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Nicht immer, aber meistens schon ;)

In guten Katalogen sollte man auswählen können zwischen Linear und
logarithmisch :)

Oder halt den Poti aus ner Anlage ausbauen g

Tobias

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