Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2-Kanal Lichtorgel Variation - Anfängerfrage


von Richard S. (azobenzol)


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Hallo,

ich bin im Moment dabei, mir eine kompakte Lichtorgel zu bauen (Habe da, 
wo ich sie einbauen möchte, nicht viel Platz). Nun habe ich nicht 
sonderlich viel Erfahrung im Schaltungsdesign und habe mich von der 
vielzitierten Taschenlichtorgel (http://www.b-kainka.de/bastel85.htm) 
inspirieren lassen.
Nun entspricht die Schaltung nicht ganz meinen Wünschen, deswegen habe 
ich mich direkt das erste mal mit KiCad beschäftigt (Jedoch nur 
Schaltplan, ich baue das auf einer Lochrasterplatine auf) und es ein 
wenig angepasst.

Die Schaltung befindet sich im Anhang, die 70mA bei den LED-Teilen sind 
jedoch eine Falschangabe, in der vorherigen Version flossen die durch 4 
LEDs parallel (Was man anscheinend nicht machen sollte, wegen 
Fertigungsschwankungen).

Die Schaltung habe ich grob einmal aufgebaut - Funktioniert hat es 
prinzipiell, es war mir nur zu unempfindlich und ich habe das Gefühl, 
dass einige Sachen verbesserungswürdig sind.


Grob meine Änderungen:
1) Ich will bei Bedarf mein Handy dran anschließen können (Und noch 
selber dabei die Musik hören können). Die Buchsen haben mechanisch die 
Option dazu, das Mikro abzuklemmen. Passt das mit dem Signal, was dann 
an der Verstärkerschaltung ankommt, sowohl bei Mikro als auch bei AUX? 
Wenn ich es richtig verstehe, heb ich mit dem Spannungsteiler das Signal 
ja in den positiven Bereich an, oder?

2) Anstelle 9V nutze ich ein 2S-Li-Ion Akkupack (Mit Schutzschaltung). 
Somit sollte ich mich zwischen 6V und 8,4V bewegen. OpAmp-Datenblatt 
erlaubt die Speisespannung. Sonst was größeres zu beachten?

3) Um die Helligkeit bei der schwankenden Spannung stabiler zu haben 
(Ist das überhaupt ein Problem?), nutze ich eine Konstantstromquelle 
nach 
http://www.hobby-bastelecke.de/grundschaltungen/konstantstromquelle2.htm
Ist das so in Ordnung, wie ich sie eingebaut habe? Prinzipiell sollten 
damit ~21mA für die LEDs fließen. Liegt in den Spezifikationen, sollte 
also okay sein.


Nun hätte ich auch noch einige Fragen dazu:
1) Wofür sind die Dioden in Sperrrichtung, die im AGC-Teil und der 
Frequenzweiche zu finden sind? Einfach nur als Schutz/Freilaufdiode?
2) Wo passe ich es an, dass die Schaltung sensibler/unsensibler wird? Um 
ehrlich zu sein, weiß ich nicht, an welcher Stelle sich das gut 
beeinflussen lässt.
3) Gibt es Möglichkeiten, die Schaltung ein bisschen kompakter zu 
bekommen? Wie gesagt - wenig Platz, daher ist jede Verkleinerung 
hilfreich.

Mir würden meistens auch Stichwörter oder grobe Erklärungen reichen - 
Ich bin in der Lage zu googlen, nur fehlt mir oft ein Stichwort dafür 
(Englisch ist auch kein Problem).

Ich wäre für jeden Verbesserungsvorschlag oder Tipp sowohl für die 
Schaltung, als auch für die allgemeine Vorgehensweise bei solchen 
Projekten dankbar. Hoffentlich ist der Beitrag halbwegs verständlich und 
ich liege nicht zu sehr daneben mit der Schaltung.


Gruß
Richard

von MaWin (Gast)


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1) Man könnte sagen: Mic ist leiser als Handy. Man könnte also Mic mit 
U1A vetstärken und dann erst in die Eingangsbuchse stecken, und dys 
Handy direkt in R11 einspeisen (und ein R11' für den linken Kanal dort).

2) Man könnte bei 2 Akkus die halbe Spannung nutzen und bräuchte keine 
virtuelle Masse mehr, viele Kondensatoren entfallen.

3) Die ganze LED Schaltung find ich doof. Die KSQ bewirkt ein an/aus 
Verhalten und kein lineares aufdimmen je nach Lautstärke. Und Q2 und Q3 
legen die Schaltschwelle recht hoch.

Ich würde auf die LEDs direkt das gefilterte Audiosignal 
draufmodulieren.
1
Hi/Lo-Sig ----|+\   +--|>|--+
2
              |  >--+  LEDs |
3
           +--|-/   +--|<|--+
4
           |                |
5
GND --C-R--+----------------+

1) damit der Kondensator umgeladen werden kann.

2) R14. Aber ich finde die Reaktion der Schaltung eh schlecht, eher 
Geblinker.

3) echtes split power supply statt virtueller Masse. AGC mit LDR und 
Glühlampe. LED Treiber wie gezeichnet. J2 weglassen.

von Richard S. (azobenzol)


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Eventuell noch eine Ergänzung: Es soll nach Möglichkeit auch bei großer 
Lautstärke (Disco und vergleichbare Veranstaltungen) funktionieren - 
Daher die Idee, nach einer Lichtorgen mit AGC zu schauen, damit diese 
sich hoffentlich automatisch anpasst. Die Lösungen mit Potis sind alle 
irgendwie zu klobig und grob gewesen.

Ich würde auch vermuten, dass eine extrem saubere Verstärkung für eine 
solche Lichtorgel nicht notwendig ist. Liege ich richtig mit dieser 
Annahme?

von Richard S. (azobenzol)


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Erstmal: Vielen Dank für die schnelle und bereits recht hilfreiche 
Antwort.

MaWin schrieb:
> 1) Man könnte sagen: Mic ist leiser als Handy. Man könnte also Mic mit
> U1A vetstärken und dann erst in die Eingangsbuchse stecken, und dys
> Handy direkt in R11 einspeisen (und ein R11' für den linken Kanal dort).

Danke, das ist schonmal eine gute Idee - ist auch leicht umzusetzen.

> 2) Man könnte bei 2 Akkus die halbe Spannung nutzen und bräuchte keine
> virtuelle Masse mehr, viele Kondensatoren entfallen.

Ich werde mal versuchen, nach ein wenig Schlaf daraus schlau zu werden. 
Kannst du mir eventuell noch sagen

> 3) Die ganze LED Schaltung find ich doof. Die KSQ bewirkt ein an/aus
> Verhalten und kein lineares aufdimmen je nach Lautstärke. Und Q2 und Q3
> legen die Schaltschwelle recht hoch.

Ah. Guter Hinweis - Mit einem Vorwiderstand würde ich dann ja die 
maximale Helligkeit festlegen, und da der Transistor ja den Strom 
verstärkt, bekomm ich den gewünschten Effekt - LED ist ja 
Stromgesteuert. Ist mir gar nicht aufgefallen, dass ich das mit der KSQ 
kaputt mache.


> 1) damit der Kondensator umgeladen werden kann.
Okay, ist es bei den RC-Gliedern auch notwendig? Meistens habe ich das 
bei den ganzen theoretischen Betrachtungen so verstanden, dass es beim 
RC-Glied nicht notwendig ist? Beim AGC würde ich da erstmal nicht weiter 
nachfragen und es so hinnehmen.

> 2) R14. Aber ich finde die Reaktion der Schaltung eh schlecht, eher
> Geblinker.
Danke. Wo ich jetzt drüber nachdenke ist das sinnvoll: Schließlich 
öffnet der Transistor dann ja anders, wenn der Strom daran anders ist 
(Der durch R14 beeinflusst wird) -> Regelung vom AGC verändert sich.

> 3) echtes split power supply statt virtueller Masse. AGC mit LDR und
> Glühlampe. LED Treiber wie gezeichnet. J2 weglassen.
Meinst du mit Split Power Supply eine Versorgung mit +3.7V und -3.7V, 
mit einem Nullpotential zwischen den Batterien? Ich fürchte, mir fehlt 
in dem Punkt noch ein wenig Hintergrundinfo, ich werde mich damit aber 
heute dann mal beschäftigen.

Ist LDR+Glühlampe wirklich kleiner? Hatte den Eindruck, dass es größer 
ist.
J2 ist "notwendig" - Da ich, wenn ich es mit dem Handy betreibe, auch 
noch selber Musik hören können möchte, ohne extra noch mehr Kabel nutzen 
zu müssen.


Tut mir leid, wenn es sehr Laienhaft wirkt - das sind meine ersten 
Gehversuche mit etwas komplexerem als "LED zum Blinken bringen".

Gruß
Richard

von dolf (Gast)


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Richard S. schrieb:
> es war mir nur zu unempfindlich und ich habe das Gefühl,
> dass einige Sachen verbesserungswürdig sind.

der alc z.b.

hier ne schaltung mit aktivem mischer und nachfolgendem alc.
der jfet war eigentlich ein bf245b.
der kann durch bf244b oder der smd version des bf245b dem bf545b ersetzt 
werden.
die schaltung benötigt ne +- spannung.
die verstärkung des mischers ist mit p1 in grenzen einstellbar.
als opamp wurde der tl084 verwendet.
einen sehr guten alc kann man mit dem ne572 aufbauen.
mfg

von Richard S. (azobenzol)


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Ich fürchte, die von dir (dolf) gepostete Schaltung für mich nicht in 
Frage kommt. SMD traue ich mir derzeit nicht zu, weswegen es 
größentechnisch wohl  kritisch werden würde.
Zudem klingt es vom Aufwand her nach einer Schaltung, die eher für 
tatsächliche Audio-Verstärkung genutzt werden könnte - Brauch ich aber 
gar nicht.
Letztenendes sollen ja nur die LEDs auf die Musik abgepasst leuchten - 
ein bisschen Fehler oder Rauschen kann dabei ja nicht soo kritisch sein.

Ich habe mir mal die Punkte von MaWin vorgenommen und die Schaltung ein 
wenig angepasst.
Zunächst habe ich R14 mit einem Poti (bis 20kOhm sind als Wert 
angedacht) ersetzt, dass ich an dem Punkt nachträglich Spielraum habe.

Dann habe ich die erste Verstärkerstufe ans Mikro gezogen, um das 
Handysignal nicht zu sehr zu verstärken.

Zuletzt hab ich die LEDs ohne KSQ, mit Vorwiderstand auf ~50mA gezogen. 
Habe neue LEDs rausgesucht (Vorrat leider aufgebraucht), die erlauben 
bis 60mA. Der Punkt ist jedoch das kleinere Problem. Jedoch musste ich 
zwei Stränge daraus machen, da ich ja 6-8.4V habe -> Bei 4 LEDs in Reihe 
sind 6V zu wenig.

Der veränderte Plan ist wieder angehangen.

Gruß
Richard

von dolf (Gast)


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Richard S. schrieb:
> Letztenendes sollen ja nur die LEDs auf die Musik abgepasst leuchten -
> ein bisschen Fehler oder Rauschen kann dabei ja nicht soo kritisch sein.

das dachte ich zuerst auch.
meine lo besteht aus dem kompressor dann das passende aktive filter 
(12db)
danach ein schmittrigger mit einsellbarer hysterese und die 
leistungsstufe mit eigenbau ssr (foto triac + triac).
als lampen kommen farbige reflektorlampen r80 230v/60w zum einsatz.
(sind in der bucht in etlichen farben problemlos zu bekommen)
kleiner tip...
such mal nach lo12 von elv.
da steht n schaltplan u.s.w. als pdf im netz.
da zu noch n kompressor und gut isses.
mfg

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Richard S. schrieb:
> Der veränderte Plan ist wieder angehangen.

Was mir da sofort ins Auge faellt:

* C2 ist doof. Damit ist an Pin3 U1A kein definiertes Potential mehr. 
Abhilfe: Entweder C2 durch Kurzschluss ersetzen oder noch per 
Spannungsteiler an Pin3 definierte Gleichspannung einspeisen.

* Die BE-Strecke von Q2 und Q3 wirkt als Diode. Deshalb wird sich bei 
deiner Schaltung der C10 bzw. C9 soweit aufladen, bis die Transistoren 
nie mehr leiten. Abhilfe: So wie bei Kainka auch - Dioden antiparallel 
zur BE-Strecke schalten.

Gruss
WK

von Richard S. (azobenzol)


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dolf, ich glaube, ich fahre jetzt im Moment besser damit, wenn ich 
grundsätzlich bei meiner bisherigen Schaltung bleibe - Ich werde es aber 
im Hinterkopf behalten, wenn ich damit unzufrieden sein sollte. Es ist 
das erste Elektronik-Projekt von mir in dieser Größenordnung und ich 
habe mich für die meisten Sachen extra eingearbeitet. Bitte nicht 
Persönlich nehmen - wenn meine Lösung unzufriedenstellend ist, werde ich 
mich damit auseinandersetzen :)

Dergute Weka, zu C2 verstehe ich das Problem. In der Originalschaltung 
findet sich da ja auch ein Spannungsteiler.
Mit Q2 und Q3 - Danke, jetzt habe ich zum einen den Kommentar von MaWin 
dazu verstanden, zum Anderen konnte ich das tatsächlich bei meinem 
ersten Aufbau schon beobachten.

Der korrigierte Plan ist im Anhang.

Nebenbei, ist mein Verhalten so eigentlich okay, dass ich immer den 
aktuellen Plan mit reinposte? Letztenendes hoffe ich, dass jemand mit 
einem ähnlichen Anliegen später mit den Plänen besser versteht, was 
gemeint ist.

Gruß
Richard

von R. M. (Gast)


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In den "SIG_AUDIO"-Pfad sollte noch ein Kondensator, falls die an der 
Klinkenbuchse angeschlossene Signalquelle ein anderes 
Gleichspannungspotential liefert, als deine halbe Batteriespannung.
Vom Mirofonvorverstärker passt es ja.

von ArnoR (Gast)


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Richard S. schrieb:
> Nebenbei, ist mein Verhalten so eigentlich okay, dass ich immer den
> aktuellen Plan mit reinposte?

Ja, das ist gut so. Wenn das Jeder so machen würde, wären etliche 
Threads deutlich übersichtlicher und viele Unklarheiten und 
Missverständnisse fielen weg.

von Richard S. (azobenzol)


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R. M. schrieb:
> In den "SIG_AUDIO"-Pfad sollte noch ein Kondensator,

Danke, das ist auch noch sinnvoll. Ist es dabei ein Problem, dass das 
Mikrofon dann auch noch einmal durch den Kondensator geht? Ich nutze ja 
den mechanischen Wechsel von der Klinke.
Zudem: Wie groß dimensionieren? 0.1μF KerKo?

von Axel R. (Gast)


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mach in "SIG_HIGH" und "SIG_LOW" noch einen 22K in Reihe und parallel 
zur Basis vom LED-Transistor Q2, Q3 einen 1/2/10µF ( probieren). Die 
Basis könnte man etwas vorspannen, kurz bevor die LEDs anfangen würden 
zu leuchten. (1MEG Basis-Kollektor) in den Emitter einen Widerstand, an 
dem bei Nennstrom ein halbes Volt abfällt. Senkt die Verstärkung und 
lässt das RC-Glied besser zur Geltung kommen.
Mit der ALC ist mittlerweile klar? Habe nicht alles gelesen, jedoch den 
Eindruck gewonnen, das deren Funktion nicht auf den ersten Blick 
verständlich war.
StromTuner

PS.
Ich liebe diese Art der Zeichnungsgestaltung. Sieht aus, wie LEGO.
(Aber geht hier noch, ist aber nicht nötig)

von R. M. (Gast)


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Richard S. schrieb:
> Zudem: Wie groß dimensionieren? 0.1μF KerKo?

Reicht aus, mit der Last durch die beiden 100k-Widerstände ist die 
untere Grenzfrequenz immer noch tief genug.

Richard S. schrieb:
> Ist es dabei ein Problem, dass das
> Mikrofon dann auch noch einmal durch den Kondensator geht?

Kein Problem.

von Axel R. (Gast)


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C6 ist mit 22nF in Kombi mit 10K zu klein ( f_u ca 700Hz ) um faktor 
10-20 vergrößern... 220nF-470nF-1µF

StromTuner

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