Hallo, da ich nun schon eine Weile an diesem Problem rumknabbere, wollte ich euch mal um Hilfe bitten. Ich benutze diesen PWM-Sound-Generator von Elm-chan, um .wav Dateien abzuspielen: http://elm-chan.org/works/sd20p/report.html Sein Schaltplan ist auf der Seite ganz unten oder direkt hier: http://elm-chan.org/works/sd20p/sdsg.png (hier genauer die Mono(OCL)-Variante) Zunächst habe ich die Schaltung nachgebaut, hat auch gut funktioniert, hatte auf Lochraster allerdings zu große Dimensionen für mein Projekt. Deshalb habe ich dann genialerweise den Bausatz "MWP1" von ELV entdeckt, der genau diese Schaltung benutzt. Der Schaltplan hierzu ist angehängt. Mein Problem: Sowohl bei meinem Nachbau, als auch beim ELV-Bausatz, ist die Lautstärke -viel- zu gering für meine Anwendung. Ich habe schon vom einfachen Transistor, über eine Gegentakt-Verstärkerstufe bis hin zu einem class-D-Verstärker vieles probiert. Bei meinen Versuchen wird der Lautsprecher entweder nicht wirklich lauter, oder aber er übersteuert sofort. Irgendwo habe ich einen Denkfehler, etwas falsch dimensioniert, oder einfach Wissenslücken zu Audio-Anwendungen... Hier ein paar Lautsprecher, die ich versucht habe: Die Lautsprecher müssen sehr klein sein für meine Anwendung. 50 Ohm: http://www.elv.de/visaton-miniaturlautsprecher-mit-sehr-geringen-abmassen-und-klebeflaeche-1-6-cm-k-16-50-ohm.html 8 Ohm: https://www.reichelt.de/Miniaturlautsprecher/LSF-20SMD/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=6559&ARTICLE=145882&OFFSET=16&; 8 Ohm: https://www.reichelt.de/Miniaturlautsprecher/LSF-15M-S/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=6559&ARTICLE=145875&OFFSET=16&; Auch einen etwas größeren 8 Ohm ähnlich wie der hier: http://www.lantronic-et.de/Akustik-Audio-SAT/Lautsprecher/Lautsprecher-8-Ohm-ca-0-5-W-Ekulit-LSM-66A-KM-2-Stueck::1354.html Sogar einen Rück-Lautsprecher aus einem Handy mit ca 12 Ohm habe ich versucht - zu leise. Kann mir jemand sagen, was ich falsch mache? Sind vielleicht einfach die Lautsprecher zu gering dimensioniert? Welche Möglichkeiten kennt ihr generell, um ein differentielles Audiosignal lauter zu machen? Die Stromversorgung des ATtiny861V erfolgt über einen 3.6V Lipo-Akku (400mA,10c). Sollte also 4-6 Ampere und damit genug Leistung liefern können. Was ich nicht verstehe ist, dass anderen bei dieser Schaltung die Lautstärke mehr als genug zu sein scheint: http://www.elv.de/Arduino-Saunatimer-mit-Temperatur-Luftfeuchteanzeige-und-Audioausgabe/x.aspx/cid_726/detail_47496/print_1 (Unter dem Punkt "Audioausgabe") Auch Elm-chan selbst schreibt auf seiner Seite: "Therefore it cannot sound loud but it will create sufficient sound that listen on the desk with high efficiency speakers." Ich muss mit dem Ohr sehr nahe rangehen, um überhaupt etwas zu hören...
Angehängte Dateien:
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ELV-MWP1.png
320 KB
Daniel Blank schrieb: > oder einfach Wissenslücken zu Audio-Anwendungen Das ohmsche Gesetz hat jetzt nichts speziell mit Audio zu tun. 50 Ohm an 3,6V sind 0,26Watt Bei 'Audio' kann es nur weniger sein.
Danke für deine Antwort. Meinst du damit, dass 0,26 Watt so wenig sind, dass man auf jeden Fall nicht viel hören kann? Was ist mit den 8 Ohm Lautsprechern? Müssten die dann nicht bis zu (P=U^2/R) 1,6 Watt liefern können? Das sollte doch mehr als deutlich hörbar sein, selbst bei einem kleinen Lautsprecher?
>Ich muss mit dem Ohr sehr nahe rangehen, um überhaupt etwas zu hören...
Dann bist du entweder unglaublich schwerhörig oder du hast
den Lautsprecher falsch angeschlossen oder kaputt gemacht.
Daniel Blank schrieb: > Bei meinen Versuchen wird der > Lautsprecher entweder nicht wirklich lauter, oder aber er übersteuert > sofort. Wie sahen die aus? muss mit dem Ohr sehr nahe rangehen, um überhaupt etwas zu hören... > Kann mir jemand sagen, was ich falsch mache? Zu wenig Strom und Spannung, mit 3.6V spitze hast du max. 129mW RMS an 50Ohm, mit 40mA (Absolute Maximum Ratings) max. 6.4mW RMS an 8 Ohm. Torsten C. schrieb: > 50 Ohm an 3,6V sind 0,26Watt Spitze, RMS ist es nur noch die Hälfte. Daniel Blank schrieb: > Was ist mit den 8 Ohm Lautsprechern? > Müssten die dann nicht bis zu (P=U^2/R) 1,6 Watt liefern können? Rechnerisch ja, du hast aber vergessen, dass Absolute Maximum Ratings 40mA an den IOs ist.
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Naja, ob sie tatsächlich 1.6 Watt umsetzen, weiß ich leider nicht. Wenn ich sie direkt an das ELV-Board anschließe, ist es sehr leise. Hier wird es wohl daran liegen, dass der AVR nur ca (3.3Vx30mA) 100mW liefern kann, oder? Aber hinter der Verstärkerschaltung übersteuert es sofort...
Daniel Blank schrieb: > Aber hinter der Verstärkerschaltung übersteuert es sofort... Wenn man es richtig macht sollte das eigentlich nicht passieren. Wie sah deine Verstärkerschaltung aus?
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Hallo Max, habe zu schnell ne neue Antwort gepostet, mein Beitrag über diesem bezieht sich auf Holger. Vielen Dank für deine Antwort, das heißt also, direkt am AVR wird die Leistung nicht ausreichen. Ich habe Versuche mit diesem Verstärker gemacht (TPA2005D1): https://www.tinkersoup.de/en/sound-audio/mono-audio-amp-breakout-tpa2005d1/a-751/ Mit den mitgelieferten gain-Widerständen (150K, Verstärkung 2), übersteuert der Lautsprecher sofort... sollte ich einfach die Widerstände kleiner wählen?? Kennst du oder jemand anders eine einfachere Schaltung, um das Signal zu verstärken?
@ Daniel Blank (anyn99) >Zunächst habe ich die Schaltung nachgebaut, hat auch gut funktioniert, >hatte auf Lochraster allerdings zu große Dimensionen für mein Projekt. >Deshalb habe ich dann genialerweise den Bausatz "MWP1" von ELV entdeckt, >Sowohl bei meinem Nachbau, als auch beim ELV-Bausatz, ist die Lautstärke >-viel- zu gering für meine Anwendung. Falscher Lautsprecher. Zu niederohmig. Du braucht was hochohmiges, so im Bereich 30-100 Ohm. >50 Ohm: >http://www.elv.de/visaton-miniaturlautsprecher-mit... Sollte passen. Die anderen sind zu niederohmig. >Kann mir jemand sagen, was ich falsch mache? Sind vielleicht einfach die >Lautsprecher zu gering dimensioniert? >Welche Möglichkeiten kennt ihr generell, um ein differentielles >Audiosignal lauter zu machen? Mehr Spannung, funktioniert fast immer ;-) >Die Stromversorgung des ATtiny861V erfolgt über einen 3.6V Lipo-Akku >(400mA,10c). Sollte also 4-6 Ampere und damit genug Leistung liefern >können. Ja. >Ich muss mit dem Ohr sehr nahe rangehen, um überhaupt etwas zu hören... Wahrscheinlich hast du einen Fehler im Aufbau. Mit dem kleinen Lautsprecher erreicht man auf jeden Fall genügend Lautstärke, um normal was zu hören, wenn das Gerät auf dem Tisch liegt.
@ Daniel Blank (anyn99) >Ich habe Versuche mit diesem Verstärker gemacht (TPA2005D1): >https://www.tinkersoup.de/en/sound-audio/mono-audi... Das Ding hat einen normalen Analogeingang. Dein AVR gibt aber ein 3,3V Digitalsignal aus, dazu noch differentiell. >Mit den mitgelieferten gain-Widerständen (150K, Verstärkung 2), >übersteuert der Lautsprecher sofort... Logisch. >sollte ich einfach die Widerstände kleiner wählen?? Nein, lass den Verstärker weg. Dein AVR muss das auch so schaffen, wenn nicht grundlegend was schief läuft. >Kennst du oder jemand anders eine einfachere Schaltung, um das Signal zu >verstärken? Man kann einen 74HC04 nehmen und je 3 Gatter parallel schalten, das ist ein einfacher Digitalverstärker. Darauf baut man 2 Kanäle und klemmt sie zwischen AVR und Lautsprecher.
Hast Du einen Klangkörper um Deinen Lautsprecher gebaut? Ohne "Box" klingen diese Fiddeldinger nie nach was. Im Zweifelsfall nimmst Du was aus dem gelben Sack (leere Shampooflasche, Milchtüte, o.ä.), schneidest ein Loch rein und klebst den Lautsprecher mit Heißkleber rein.
@ Falk: Vielen Dank für die vielen Ideen! Ich habe es mit einem 74HC04 versucht. Das bringt immerhin ca. 10 mA mehr Strom und damit nur etwas mehr Lautstärke. Leider nicht genug für meine Anwendung. Bei 3.3V reicht wohl einfach die Leistung nicht... Also sollte ich es mit mehr Spannung versuchen? Also StepUp-Wandler und doch den TPA2005D1? @ Horst: Ja das würde ich wirklich gerne machen! Leider soll das Ganze in eine Holzpuppe eingebaut werden und dort von innen her genug Lärm machen. Immerhin ist das Holz am Korpus einigermaßen dünn und kann etwas mitschwingen, aber leider ist kein besserer Klangkörper möglich. Ich versuche es jetzt mal mit diesem Lautsprecher: http://www.conrad.de/ce/de/product/541341/Kunststofflautsprecher-LSF-Serie-Geraeusch-Entwicklung-86-dB-32-Nennbelastbarkeit-025-W-100-Hz-Inhalt-1-St/SHOP_AREA_17390 Der ist größer und laut Datenblatt des MWP1 von ELV sind 32 Ohm ein guter Wert für den Lautsprecher. Jetzt muss ich nurnoch mehr Power da reinkriegen...
Interessante Schaltung ... Kann mir mal jemand bitte die Funktion von T2 (ich vermute in Kombination mit J1 und J2) erklären? :)
Der MOSFET T2 dient nur als Verpolungsschutz, falls jemand die Batterie falsch rum anschließen sollte. Die Jumper J1 und J2 haben damit erstmal nichts zu tun. Mit ihnen wählt man die Spannungsversorgung. Bei einer Eingangsspannung im Bereich von 2.7-3.3V wird der Spannungsregler IC2 nicht benötigt. Indem man J1 öffnet und J2 schließt, umgeht man IC2 dann. Ist die Eigangsspannung größer (3.5-12V), macht man es anders rum: J2 offen, J1 geschlossen. Dann regelt der Spannungsregler auf 3.3V runter, damit nichts kaputt geht. :-)
@ Mampf F. (mampf) >Interessante Schaltung ... Welche? Die hier? https://www.mikrocontroller.net/attachment/258932/ELV-MWP1.png > Kann mir mal jemand bitte die Funktion von T2 >(ich vermute in Kombination mit J1 und J2) erklären? :) T2 ist ein P-Kanal MOSFET; welcher als Verpolungsschutz mit minimalem Spannungsabfall wirkt. Be richtiger Polung ist der MOSFET geöffnet und damit leitfähig, er überbrückt seine eigene Bodydiode. Bei Falschpolung ist der MOSFET geschlossen, die Bodydiode sperrt auch. J1 und J2 sind für optionale Speisung. Bei 5-12V muss der Spannungsregler bestückt und J1 geschlossen sein. Bei 2,7-3,3V muss J2 geschlossen sein.
Ich will hier nochmal meine Problemstellung präzisieren, vielleicht kann mir doch noch jemand mit meinem Lautstärke-Problem helfen. So wie ich es bisher verstehe, suche ich nach einem Weg ein durch PWM erzeugtes Audiosignal zu verstärken. Versorgungsspannung: 3.3V gewünschte Leistung am Lautsprecher: ca. 250mW-500mW maximal. PWM-Frequenz: vermutlich 250kHz Gibt es einen (einfachen) Weg, das zu schaffen, ohne die Spannung durch einen StepUp-Wandler zu erhöhen? Vielleicht mit einer H-Brücke aus MOSFETS? Wie würde so eine Schaltung konkret aussehen? Oder kennt jemand einen passenden IC dafür? Einen class-D Verstärker zu benutzen erscheint mir keine gute Lösung, da ich dann erstmal das PWM-Signal durch einen Tiefpass filtern muss, nur um es dann im Verstärker wieder in ein PWM-Signal zu verwandeln... Ich freue mich über jeden, der hier mit mir sein Wissen und seine Erfahrung teilt.
@ Daniel Blank (anyn99) >einen StepUp-Wandler zu erhöhen? Vielleicht mit einer H-Brücke aus >MOSFETS? Die hast du schon, die Gatter arbeiten als solche. Man könnte lediglich deren Widerstand weiter verringern, indem man mehr gatter parallel schaltet, z.B. 1 IC/6 Gatter pro Kanal. Und da man die Spannung nicht weiter erhöhen kann/will, muss bei steigender Leistung eben der Widerstand runter. Denn es gilt P = U^2 / R Also ein 8 Ohm Lautsrecher. >Einen class-D Verstärker zu benutzen erscheint mir keine gute Lösung, da >ich dann erstmal das PWM-Signal durch einen Tiefpass filtern muss, nur >um es dann im Verstärker wieder in ein PWM-Signal zu verwandeln... Eben, das wäre Unsinn. Ich glaube aber immer noch, dass du irgend einen grundlegenden Fehler machst.
Jeder simple Audio-Verstärker löst dein Problem. Problemlos. Übersteuern kommt durch zu hohe Ausgangsspannung deiner Schaltung und zu hohe Eingangsempfindlichkeit des Verstärkers. Ein simples Potentiometer zur Lautstärkeeinstellung ist die Lösung.
Hast du schonmal versucht, dein WAV-File auf 0dB zu normalisieren? Audacity kann das problemlos ... Mit dem siehst du dann auch, wie es überhaupt ausgesteuert ist.
Liebe alle, aber ganz besonder Falk und Mampf: Vielen vielen Dank! Es läuft jetzt so wie es soll! Ich hatte mich einfach verfahren und nicht mehr an die einfachsten Sachen gedacht, bzw. diese mal in Frage gestellt. Vor allem deine Anmerkungen Falk, dass das Problem viel grundlegender sein muss, hat mich letztlich auf den richtigen Weg gebracht. Aus für mich nicht zu verstehenden Gründen waren die von mir benutzen .wav-Dateien einfach zu leise!! Ich habe andere samples mit sauberen (lauten) Tönen benutzt - und es geht! Auch das normalisieren hat noch zusätzlich Lautstärke gebracht - auch danke dafür an Mampf! Natürlich hatte ich schon an einem früheren Punkt andere .wav-Dateien versucht - zu dem Zeitpunkt waren meine getesteten Lautsprecher aber noch zu klein und es hatte keinen Unterschied gemacht! Die Kombination aus einem 250mW Lautsprecher mit 32 Ohm und einer normalisierten .wav Datei (z.B. hier: https://github.com/pffy/wav-piano-sound) ist gut hörbar! Falls ich mehr brauchen sollte kann ich immer noch einen Verstärker und nen stärkeren Lautsprecher benutzen. :-) Liebste Grüße und bis dann mal wieder!
Daniel Blank schrieb: > Aus für mich nicht zu verstehenden Gründen waren die von mir benutzen > .wav-Dateien einfach zu leise!! > > Ich habe andere samples mit sauberen (lauten) Tönen benutzt - und es > geht! > Auch das normalisieren hat noch zusätzlich Lautstärke gebracht - auch > danke dafür an Mampf! Freut mich, dass wir dir helfen konnten! Oft übersieht man ganz gerne sowas ... Ich kann mich noch erinnern, dass ich mal einen halben Tag herausfinden versucht habe, wieso mein 33MHz-Oszillator meines ARM7 nicht schwingt, bis ich gemerkt hab, dass mein Oszilloskop nur 1MHz Bandbreite hat ... Das war ein uralt Hameg-Röhrenoszi, auf dem es ganz fett vorne drauf stand xD
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@ Daniel Blank (anyn99) >Aus für mich nicht zu verstehenden Gründen waren die von mir benutzen >.wav-Dateien einfach zu leise!! Das spart Speicherplatz! ;-) >Die Kombination aus einem 250mW Lautsprecher mit 32 Ohm und einer >normalisierten .wav Datei (z.B. hier: >https://github.com/pffy/wav-piano-sound) ist gut hörbar! Direkt am AVR oder mit 74HC04 hinten dran?
Falk Brunner schrieb: > Direkt am AVR oder mit 74HC04 hinten dran? Mit einem Inverter dazwischen spielt er die Tonleiter dann doch verkehrt rum -oder nicht? ;-) MfG Paul
>>Die Kombination aus einem 250mW Lautsprecher mit 32 Ohm und einer >>normalisierten .wav Datei (z.B. hier: >>https://github.com/pffy/wav-piano-sound) ist gut hörbar! > > Direkt am AVR oder mit 74HC04 hinten dran? Tatsächlich direkt am AVR. Habs auch mit dem 74HC04 dazwischen versucht, aber die Leistungssteigerung war minimal. Aber eigentlich kein Wunder, im Datenblatt von ELV wird ein Lautsprecher mit 32 Ohm und 250mW empfohlen - das entspricht wohl genau dem was der AVR hier leistet denke ich. Aber falls ich nen größeren Lautsprecher anschließen will nehm ich auf jeden Fall so einen 74**04, hab ja jetzt ne Handvoll davon hier rumliegen und weiß dank dir was man damit macht! > Mit einem Inverter dazwischen spielt er die Tonleiter dann doch verkehrt > rum -oder nicht? > ;-) Hab natürlich die Platine beim Abspielen umgedreht um das auszugleichen ;-)
Daniel Blank schrieb: > Hab natürlich die Platine beim Abspielen umgedreht um das auszugleichen > ;-) Ich sehe: Du weißt Dir auch in widrigen Situationen zu helfen. ;-) MfG Paul
@ Daniel Blank (anyn99) >Hab natürlich die Platine beim Abspielen umgedreht um das auszugleichen >;-) AhA! DESWEGEN gab es in den 80ern immer soviele Unfälle mit Autoradios, wenn die eine "Auto Reverse" Funktions hatten . . . ;-)
@A2000LM2005etc (Gast) >Schalte doch einfach einen (falls DU nur Mono hast / brauchst reicht >der TDA 7052 - der braucht keine zusätzlichen Bauelemente drumherum - Lesen und nachdenken! Der OP hat nur 3,3V. Da macht auch kein TDA sonstwas mehr Leistung. Er hat schon den nahezu idealen Class-D Verstärker. >Und wem das zu umständlich ist - nun dem sei gesagt, dass der >Microcontroller ja nur MINI-Pegel ausgibt, Kaum. 3,3V sind schon ganz ordenlich. Für Kopfhörer und kleine Lautsprecher allemal ausreichend.
Könnte bitte jemand den Ausgangsfilter des angehängten Schaltplans erklären und geeignete Bauteile für L2 vorschlagen? Ist das ein TP 2. Ordnung (https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass#Tiefpass_2._Ordnung)? Sind die Cs nicht etwas klein? Wieso sind die Induktivitäten magnetisch gekoppelt? Und ich nehme an, dass die PWM-Ausgänge PB1 und PB3 am ATtiny861 im Gegentakt genutzt werden? Mit welcher Frequenz (250 kHz)?
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