Liebe Forum-Mitglieder, ich bin gerade dabei, eine Video-Türsprechanlage auf Basis eines Raspberry Pi aufzubauen. Auf dem Pi läüft ein Asterisk 11 unter Debian/Raspbian Jessie (per distuprade von Wheezy), das mittels Confbridge-Modul zwischen Türsprechmodul am Gartentor (noch nicht fertig), einer SIP-fähigen IP-Kamera auf dem Balkon und mehreren Android Telefonen mit Linphone als SIP-Client beim Betätigen des Klingeltasters eine Video-Konferrenz aufbaut. Zusätzlich schalte ich über den Raspberry insgesamt 8 Relais zum Einschalten von Gartenbeleuchtung, Türöffnern und anderer Garten-Elektrik. Sie softwareseitige Entwicklung ist fertig. Alles funktioniert wie gewünscht. Hardwareseitig fehlt aber noch der Anschluss von Lautsprecher und Elektret-Mikrofonkapsel im Torpfeiler am Gartentor an die interne Soundkarte des Raspberry mit einem nachgeschalteten 3W-Verstärker (Lautsprecher) und eine weitere USB-Soundkarte mit Mikrofoneinfang (Mikrofon). Die Strecke vom Raspberry bis zum Torpfeiler ist sehr lang (>40m) und es ist nur 12-adriges Fernmeldekabel (Klingeldraht, 0,6mm) verlegt. Für den Lautsprecher und das Mikrofon sind noch 5 Adern verfügbar. 12V Wechselstrom + GND vom Klingeltrafo sind im Torpfeiler außerdem vorhanden. Ein 2-adriger Anschluss der Elektret-Kapsel mittels Fernspeisung über die 3V auf dem mittleren Ring des Mikrofonsteckers der Soundkarte über Widerstand und Koppelkondensator wird bei dieser Kabellänge, und dann noch ungeschirmt, sicher nicht störungsfrei funktionieren. Mit Unix und Software-Programmierung beschäfige ich schon eine Weile. In E-Technik habe ich aber leider nur Grundkenntnisse und mich zuletzt vor vielen Jahren eher gezwungenermaßen während meines Studiums damit beschäftigt. Dort war auch eher die Mathematik als die Anwendung im Fokus. Erst der Raspberry hat mein Interesse so richtig geweckt. Mit entsprechender Recherche kann ich die Schaltungen, die hier im Forum vorgestellt werden zwar nachvollziehen, habe aber nicht das Wissen und die Erfahrung, selbst Ideen zu entwickeln. Daher meine Bitte an euch, mir ein paar Denkanstöße zu geben und die richtigen Stichwörter zu nennen :-) Eigentlich muss doch jede Türsprechanlage oder Telefonschaltung genau dasselbe Problem lösen. Wie arbeiten diese Geräte? Mit NF-Übertragern, Verstärkern? Wie wird Netzteil Brummen gesiebt/verhindert? Lässt sich schlechte Leitungsqualität durch eine (Spannungs-)Verstärkung direkt hinter dem Mikrofon kompensieren? Muss die Spannng dann wieder an den Mirkofoneingang angepasst werden, um ein Übersteuern zu vermeiden? Kann ein Rauschen oder andere Störgeräusche ober entsprechende Filter reduziert werden? Eine hohe Abbildungstreue des Original-Signals ist ja nicht unbedingt notwendig. Es soll eben einfach nicht rausche, kratzen oder brummen. Auf "http://www.elv.de"; bin ich auf einen interessanten Artikel "Fernspeisung für Elektret-Mikrofone FFK1" gestoßen (http://www.elv.de/Fernspeisung-f%C3%BCr-Elektret-Mikrofone-FFK1/x.aspx/cid_726/detail_32022). Die dort vorgestellte Schaltung arbeitet mit "Signalübertragung durch Stromänderungen (Stromeinprägung)" und verspricht sehr gute Übertragungsergebnisse auf über langen Klingeldraht. Leider ist es ein Kaufartikel und ich kann ihn nicht direkt hier einstellen :-( Gibt es vielleicht auch fertige anschlussfertige "Standard-Türsprechmodule"? Aber selbst wenn, würde ich die zugrundeliegende Technik natürlich gerne verstehen. Vielleicht könnt ihr mir ja auch ein gutes Buch oder eine andere Quelle empfehlen, über die ich mich einarbeiten kann. Viele Grüße Jörg
Ich würde auf Mikrofonseite, also an der Türsprechstelle, ein differentielles Signal draus machen und auf der Innenseite wieder zurück in ein unsymmetriesches Signal wandeln. Ist mit zwei OPVs leicht gemacht und man verringert die Störeinstreuungen auf der Leitungslänge. Am besten funktioniert das bei twisted pair-Leitungen, da ist die Störauslöschung am größten, sollte aber in einem Kabel mit Einzeladern auch funktionieren.
Danke für den Tip! Dann bräuchte ich 3 Leitungen für das Mikro? Kennst du einen Link mit einer Beispielschaltung, die mit 12V Wechselstrom betrieben werden könnte? Danke Jörg
>Hardwareseitig fehlt aber noch der Anschluss von Lautsprecher >und Elektret-Mikrofonkapsel im Torpfeiler am Gartentor an die interne >Soundkarte des Raspberry... Schon mal über Blitzschutz nachgedacht?
Nein, bzgl. der Fernmeldekabel noch nicht. Seit ich das Haus übernommen habe mordernisiere ich nach und nach. Die Sat-Anlage hat Blitzschutz und zusätzlich eine Fangstange mit Ableiter auf dem Dach. Die Elektrik hat Fein- Mittel und Grobschütze in den entsprechdenden Verteilungen. Telefon und sonstige Fernmeldekabel sind noch offen. Aber danke für den Tip.
Die Spannung der Elektret-Mikrofonkapsel ist für eine Übertragung zu gering, da sollte man mindestens auf Line-Pegel verstärken, und idealerweise, wie ja schon geschrieben, differenziell übertragen. Dann kann man, an der Soundkarte, auch den Line-Eingang nutzen. Die Anmerkung von Kai Klaas (klaas) ist sehr gut, ein Blitzschlag, selbst wenn er nicht trifft, sondern nur in der Nähe das Kabels einschlägt, verwandelt die ganze Technik in Kohle, damit meine ich nicht nur den Raspberry, sondern alles was da dran hängt, da kann das ganze lokale Netzwerk tot sein. Angesichts der dünnen Leitungen würde ich auch den Verstärker für den Lautsprecher direkt beim Lautsprecher installieren, Spannungsversorgung ist ja schon vorhanden. Die Signalübertragung sollte auch nicht zu hochohmig sein, um Einstreuungen zu mindern. Mit freundlichen Grüßen - Martin
Hallo Martin, danke für die Antwort! Martin Schlüter schrieb: > Die Spannung der Elektret-Mikrofonkapsel ist für eine Übertragung zu > gering, da sollte man mindestens auf Line-Pegel verstärken, und > idealerweise, wie ja schon geschrieben, differenziell übertragen. Dann > kann man, an der Soundkarte, auch den Line-Eingang nutzen. Die Anmerkung Die USB-Soundkarte hat keinen Line-Eingang, sondern nur den Mikrofoneingang. Ich hoffe, dass ich den internen Verstärker dann entsprechend runterregeln kann. > von Kai Klaas (klaas) ist sehr gut, ein Blitzschlag, selbst wenn er > nicht trifft, sondern nur in der Nähe das Kabels einschlägt, verwandelt > die ganze Technik in Kohle, damit meine ich nicht nur den Raspberry, > sondern alles was da dran hängt, da kann das ganze lokale Netzwerk tot > sein. Solche Szenarien haben mir schon einige schlaflose Nächte beschert. Auch das Ethernet Kabel, mit dem ich die Kamera angeschlossen habe ist ein Problem. Meine Nachbarn haben bzgl. Blitz- und Überspannungsschutz gar keine Maßnahmen getroffen und hoffen, dass sich der Blitz immer die höher gelegenen Häuser in der (hügeligen) Gegend aussuchen. > > Angesichts der dünnen Leitungen würde ich auch den Verstärker für den > Lautsprecher direkt beim Lautsprecher installieren, Spannungsversorgung > ist ja schon vorhanden. Die Signalübertragung sollte auch nicht zu > hochohmig sein, um Einstreuungen zu mindern. Wenn ich das Signal aus dem Klinkenausgang der Raspberry Pi Soundkarte direkt übertrage, werden hier doch sämtliche Störungen im Torpfosten mitverstärkt. Was ist denn das Problem mit dem dünnen Kabel? Zu hohe Wärmebelastung? > > Mit freundlichen Grüßen - Martin Viele Grüße Jörg
Die Wärme ist, bei diesen kleinen Leistungen, nicht das Problem. Ich sehe in der Impedanz das langen Kabels das Problem, Lautsprecher sollten niederohmig gespeist werden. Und das andere Problem ist der Strom für den Lautsprecher im selben Kabel wie das Mikrofonsignal. Wenn Du da keine verdrillten Paare hast, und die auch korrekt nutzt, wird es da zum Übersprechen kommen, was möglicherweise zu Rückkopplungen führt, da ja wohl hören und sprechen gleichzeitig aktiv ist. Da ist ein Line-Signal zum Verstärker, durch die wesentlich kleineren Ströme, weniger 'böse'. Wobei man das mit dem Verstärker ja auch später noch ändern kann, ohne daß das ein Riesen-Aufwand ist, also erstmal mit dem Verstärker im Haus probieren, und wenns Rückkopplungnen gibt, oder es sich schlecht anhört, kann man den Verstärker ja immernoch an den Torpfeiler verlegen. Mit freundlichem Gruß - Martin
Hallo zusammen, ich habe mich die letzten Tage mit OPVs auseinandergesetzt und denke, dass ich jetzt eine kleine Schaltung hinkriegen werde. Die Verstärkung der Tonausgabe für den Lautsprecher werde ich, wie von Martin empfohlen, auch weg vom Raspberry in den Torpfeiler verlegen und genauso symmetrieren wie das Mikrofonsignal. Wäre nett, wenn ihr mir noch ein paar Tips mitgebt: Eingang Mikrofonsignal (im Haus am Pi): 1. Brauche ich hier einen Intrumentenverstärker, um das symmetrische Signal wieder zusammenzuführen oder reicht auch ein einfacher Differenzenverstärker, bzw. wie hochohmig sollte der Eingang am "Entsymmetrierer" denn sein? 2. Kann ich mit den vorhanden 5V aus dem Netzteil des Pi mittels Spannungsteiler und 2,5V Mittelspannung als virtueller Masse arbeiten? Soweit ich das verstanden habe, ist das mit z.B. mit dem LM358 kein Problem. Oder sollte ich die Spannung vorher mit einem DC/DC Wandler ändern? Können auch gängige Instrumentenverstärker mit einer solchen virtuellen Masse betrieben werden wie z.B. AD62? oder INA11? ? Ausgang Mikrofonsignal am Gartentor: 3. Um welchen Faktor sollte ich das Mirkrofonsignal innerhalb der Symmetrierschaltung verstärken? Die Soundkarte, in die es später eingespeist werden soll, hat keinen Line-In sondern nur einen Mikrofoneingang. Ich verwende als Kapsel übrigens eine Mikrofonkapsel Em4 (Impedanz: 600 Ω, Betriebsspannung: 1,5 - 12 V/DC). 4. Am Gartentor habe ich nur 12V AC aus dem Klingeltrafo zur Verfügung. Wie kann ich hier die notwendige Spannung für den Betrieb der OPVs für die Symmetrierung des Mikrofonsignals bzw. Entsymmetrierung des Lautsprechersignals und die Transistoren der Verstärkerschaltung erzeugen? Natürlich möglichst ohne Störeinflüsse auf den Ton, ohne großen Energieverlust und außerdem tauglich für den Außenbetrieb? Die Schaltung ist ja 24x7 im Einsatz und sollte kein Stromfresser werden. 5. Anzahl der benötigte Leitungen für die Audioübertragung: Sollten, wenn ich alles richtig verstanden habe 2 x 2 sein? Eine gemeinsame Masse aus Bezugssignal ist ja nicht mehr nötig, oder? Warum haben dann XLR Kabel eine Masse-Leitung??? Schon mal danke für eure bisherige Hilfe und schönen Sonntag! Jörg
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