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Das Elektroniker-Forum • Thema anzeigen - Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Moderator: Tim Sasdrich

Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon muenchen » 19.08.2012, 10:46

Würde gerne die Audio Signal Detektor Schaltung mit Hilfe des USB Anschlusses am Computer mit Strom versorgen. Nach USB Spezifikation sollte der USB 5V und ca. 100mA zur Verfügung stellen.

Bild

FRAGE?
Was muß ich bei der Audio Signal Detektor Schaltung ändern, um diese mit 5V statt 9V zu betreiben?

Hinweise:
1) Habe bereits einen Hinweis bekommen den Widerstand R1 auf 470kOhm zu reduzieren, leider ohne Erfolg. Diode D2 wird nicht geschaltet und die gemessene Spannung verharrt bei 0,36V egal ob ein Ton (NF in) anliegt oder nicht.
2) Habe direkt den Strom am USB Anschluss gemessen, dieser beträgt ca. 40mA im Gegensatz zur Spezifikation von 100mA. Die Spannung mit 5,05V paßt.

Wie Ihr seht der Fachmann bin ich nicht, daher für jede Hilfestellung dankbar.
muenchen
 

Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon topas » 19.08.2012, 11:14

topas
 
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 11:27

Ich hab zwar keine Vcc min im Datenblatt des TL081 gefunden, aber was Topas sagt ist logisch.

Audio%20Signal-Detektor%20S01 Frage.gif
Audio%20Signal-Detektor%20S01 Frage.gif (8.59 KiB) 14623-mal betrachtet


Die Spannung beim roten Pfeil soll gerade gegen ca. 0,5 V gehen (damit der T2 gerade noch nicht aufmacht) die beim blauen Pfeil soll gerade noch geringfügig unter Ub sein. dann ist die Schaltung am Empfindlichsten.
Vielleicht genügt für deine Zwecke auch der Ausgang des 555ers ? ... oder den OP-Amp mit Transistor Schmitttrigger ersetzen.
Edit:
555er als Schmitttrigger sollte auch gehen dann kannst gleich einen 556er Doppeltimer nehmen. ( 555 x 2 = 556 :mrgreen: )
Löten verbindet ...manchmals. :mrgreen:
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon topas » 19.08.2012, 11:34

ST-Datenblatt TL081, Seite 3:

Table 2. Operating conditions
....
VCC Supply voltage range 6 to 36 V
....

Ich würde nur einen Komparator nehmen mit winziger Hysterese (NF --> Rechteck) und damit die LED ansteuern. Vielleicht noch Emitterfolger mit RC-Glied für kurzen Anstieg und langsamen Abfall. Aber jetzt gehts in den Garten.
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 11:57

@Topas:
Danke! ... Ab mit Dir in den Garten. :wink:
Vergiss nicht die alte Gärtnerregel: Was von alleine wächst muss Unkraut sein und gehört entfernt. :mrgreen:
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon topas » 19.08.2012, 12:18

Hab vorher doch noch gemalt - als Simulationsgrundlage:
ansteuer.gif
ansteuer.gif (4.99 KiB) 14609-mal betrachtet

R5 kann auch auf 2,2M erhöht werden (längere Haltezeit).
R7 vergrössern macht's NF-mæssig unempfindlicher.
Aber jetzt tschüss.
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 12:46

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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon muenchen » 19.08.2012, 16:46

Vielen Dank für das extrem schnelle Feedback.

Trotzdem noch zwei Anmerkungen:
1) Wenn ich den R1 in der Originalschaltung gegen 470kOhm austausche, liegen zwischen T1 und T2 0,52V an (bei V5 Spannung). Sobald die Musik spielt, fangen die Voltzahlen an zu springen. Sobald die Musik aus ist, liegen wieder stabil 0,52V an. Scheint richtig zu funktionieren.
2) Die Volt am NE555 Ausgang (Nr. 3) fallen von 3,61V auf 0,39V (bei V5 Spannung). Nachdem die Musik weg ist, steigen sie nach einer gefühlten Ewigkeit wieder auf 3,61V.

Und drei Fragen:
3) Was bezweckt eigentlich der Operationsverstärker TL081? Als Laie kann ich dies noch nicht so richtig nachvollziehen. Die von mir gemessene Spannung am NE555 und am TL081 (bei 9 Volt Schaltung) sind ähnlich.
4) Wenn ich nun in der Originalschaltung den TL081 durch den vorgeschlagenen TLC271 ersetze, muss ich wahrscheinlich die Widerstände R7 bis R9 austauschen. Wie berechne ich die korrekten größen?
5) Um die Nachlaufzeit zu regeln (dafür ist der NE555 da, korrekt?), muss ich den R6 verändern (verkleinern oder vergrößern)?

Und eine Frage zur neuen Schaltung:
6) Wie flexibel bin ich bei dem verwendete Transistior T1? Kann ich auch die bereits vorhandenen BC458C verwenden? Muss dann irgend etwas an der Schaltung angepaßt werden?

Dank für Eure Unterstützung.
muenchen
 

Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 17:14

Zu 1 und 2: Die Schaltung scheint bis zum Ausgang des NE555 zu funktionieren bei einem Ladekondensator von 10µF sollte es allerdings keine "Ewigkeit" dauern. Es sollten dort bei Musik relativ kurze positive Spannungsimpulse liegen. Hast du vielleicht C2 mit C3 vertauscht? oder was verwechselt?
Der NE555 macht eine Verlängerung der Musikspitzen sodass der C3 über die Diode voll laden kann.

Zu 3 bis 5:
Der OP-Amp ist dazu da dass die LED solange leuchtet wie der C3 geladen ist. Der C3 wird durch die Verlängerten Musikspitzen über die Diode immer wieder geladen und durch R6 langsamer aber dauernd entladen. Erst nach einer längeren Musikpause sollte er leer sein.
Der OP-Amp ist grob gesagt nur Komparator und Treiber für die LED. Wenn du ihn gegen den TLC271 ersetzt sollten sonst keine Bauteilwerte geändert werden müssen. Der LED Vorwiderstand muss möglicherweise an die geringere Betriebsspannung angepasst werden.
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 17:32

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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon Anse » 19.08.2012, 18:34

Ich hab den Audio-Signaldetektor mal etwas vereinfach:
Signaldetektor.gif
Signaldetektor.gif (4.59 KiB) 14568-mal betrachtet
Bei "verstärkte NF" wird der Verstärker aus der original Schaltung angeschlossen.
Mit R1 und C1 kann die Haltezeit eingestellt werden. Das soll nur ein Vorschlag sein, um die Schaltung 5V-tauglich zu machen. Es gibt noch Einiges zu verbessern.
Anse
 
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 19:01

Jedenfalls ist der R3 mit 100k zu groß und der C1 etwas ungewöhnlich plaziert. - sollte der nicht besser gegen GND ? :wink:
... zumindest wäre das die klassische Beschaltung.

Edit:
Aber vielleicht ist das garnicht so übel und macht sogar Sinn. ...weil so ist die Schaltung immun gegen den Leckstrom des C1.
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon muenchen » 19.08.2012, 20:13

Ich bin beeindruckt wie schnell man hier Antworten erhält.

Zu den gestellten Fragen:
Ohne Musik folgende Meßwerte bei 5V Betriebsspannung:
- Roter Pfeil 0,52V
- Blauer Pfeil 5,00V
- NE555 Ausgang 3 direkt 5,00V (gegen +) bzw. 0,00V (gegen -) (oben habe ich nach der Diode gemessen)
Mit Musik foglende Meßwerte bei 5V Betriebsspannung:
- Roter Pfeil zwischen 0 - 0,35V wechselnd
- Blauer Pfeil zwischen 1,6 - 3,5V wechselnd
- NE555 Ausgang 3 direkt 0,97V (gegen +) bzw. 4,08V (gegen -)

Nachdem die Musik aus ist, dauert es einige Zeit und zum Ende hin gibt es ein paar leichte Schwankungen +/- 0,05V in beide Richtungen. Dann fällt die Spannung aber auf 0. Da habe mich etwas ungünstig ausgedrückt.
muenchen
 

Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon alterhase » 19.08.2012, 20:36

Danke fürs Kompliment ... Empfehlen sie uns weiter 8)

:!: Info:
Es wird immer gegen GND gemessen GND ist der Bezugspunkt für alle Potentiale. (So, wie Meeresniveau bei Höhenangaben von Bergen. Bzw. Erdbodenniveau bei Bauwerken.)
Edit:
Bei Spannung müssen immer beide Punkte angegeben werden.



Ich denke auch mit dem 555er ist alles in Ordnung.
Das "steigt" kommt vermutlich daher dass du nach der Diode gegen +5V gemessen hast. Das entspricht einem "sinkt" gegen GND also entlädt sich auch der 100µF Elko und nur der TL071 hat zu wenig Betriebsspannung um ordentlich zu funktionieren.

Du kannst entweder auf den anderen OP-Amp tauschen (die Pinbelegung wird ja hoffentlich gleich sein) Oder Anses Schaltung machen. Ich denk die ist genauso gut. :wink:
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Re: Audio Signal Detektor über USB mit Betriebsspannung versorge

Beitragvon Anse » 19.08.2012, 20:50

Die Grundlage zu meiner Schaltung habe ich von hier geklaut: Der Trigger-Eingang ist recht hochohmig. Vieleicht reicht dafür auch nur eine Transistorstufe.
Anse
 
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