Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Brummen bei LM386


von Christian X. (firefart)


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Hallo zusammen,
bin gerade an einem kleinen Projekt dran.

Es wird eine 12V Spannung vom Netzteil angelegt um eine Signallampe 
ueber ein Relais zu schalten und einen Sound via Arduino wiederzugeben. 
Die 12V dienen auch gleich als Vin fuer den Arduino und den LM386N-4 
(schafft bis max 22V). Wenn der Arduino am ARD_ALARM ein High sendet, 
schaltet das Relais und aktiviert damit die Lampe.
Um das Relais anzusteuern und ein Signal an den Arduino zu senden (ueber 
ARD_BUZZ, hier haengt ein Schalter dran) gibt es noch einen DC/DC 
Konverter auf 5V da die Eingaenge des Arduino nicht mehr vertragen. Der 
Sound wird ueber ARD_SPEAKER vom Arduino selbst abgespielt und ueber 
SPEAKER ausgegeben. Als Poti wird ein 10k Poti verwendet.

Mein Problem ist nun, dass der LM386 im "Leerbetrieb" ein dauerhaftes 
Brummen hat. Sobald der Arduino einen Sound wiedergibt verschwindet es 
aber.

Kann mir wer von euch bitte weiterhelfen, woher dieses Brummen stammen 
koennte? Am Board gibt es eine grosse Ground plane fuer alle GNDs.

Danke!

von Jens M. (schuchkleisser)


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Der DC-Konverter ist sinnlos, denn der Ardu
a) hat selber einen 5V-Spannungsregler, der auch zugänglich ist
b) kann genau so gut Masseschaltend aktiviert werden (Pullups nicht 
vergessen)
c) wird bei mehr als wenigen Zentimetern Kabeln an dem Anschluss eh 
nicht lange überleben wegen ESD und so. Direkte Mikrocontrollerpins 
außerhalb eines Gehäuses sind ein dickes nono.

Der 386 kann einen dicken Elko an der Betriebsspannung gebrauchen.
Eine Groundplane ist nicht alles. Brumm kommt nicht nur von 
Ausgleichsströmen über GND-Leiterbahnen und als solche wirkende Planes, 
sondern auch von Einstreuungen und aus dem Netzteil.
Letzteres ist zwar eigentlich ganz gut gedämpft im Chip, aber trotzdem 
geht da ne Menge Strom, da können sich längere Leitungen schon 
auswirken.

Teste daher mal ein anderes NT, und evtl. ist der LM fake. Ist ja schon 
was älter...

von Peter D. (peda)


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Christian X. schrieb:
> Sobald der Arduino einen Sound wiedergibt verschwindet es
> aber.

Dazu müßte man die Schaltung des PWM-Filters und die Software des 
Arduino wissen.
Kann sein, daß der Arduino-Pin hochohmig ist, wenn nichts abgespielt 
wird und dann Brummen einfängt.
Kann aber auch ein Überdeckungseffekt sein, d.h. das Brummen wird beim 
Abspielen nicht mehr wahrgenommen.

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Dein Eingang ist offen. Das ist ungünstig.

MfG

von Manfred (Gast)


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Jens M. schrieb:
> er DC-Konverter ist sinnlos, denn der Ardu
> a) hat selber einen 5V-Spannungsregler, der auch zugänglich ist

und dann wegen thermischer Überlast wegfliegt?

Solange die Betriebsbedingungen, Strom und Dauer, nicht eindeutig klar 
sind, ist die externe Erzeugung der 5V eine gute Idee.

Der gezeichnete TSR1 ist ein Schaltregler, was den Gesamtwirkungsgrad 
erheblich verbessert, also bitte weiter schuch-kleissen.

von Christian X. (firefart)


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Jens M. schrieb:
> Der DC-Konverter ist sinnlos, denn der Ardu
> a) hat selber einen 5V-Spannungsregler, der auch zugänglich ist

OMG das hatte ich total uebersehen danke. Aber wie Manfred schrieb, ist 
dieser anscheinend nicht sehr zuverlaessig fuer Dauerbelastung? Bin mir 
deshalb gerade etwas unsicher, welche Loesung die beste ist.

Christian S. schrieb:
> Dein Eingang ist offen. Das ist ungünstig.

Ok danke werde nochmals kontrollieren ob er immer Low ist, bzw. einen 
Pull down zum Test einbauen und neu checken

Jens M. schrieb:
> Der 386 kann einen dicken Elko an der Betriebsspannung gebrauchen.

Das werde ich auf jeden Fall auch noch probieren, kann kein Fehler sein

Danke schon mal fuer die Antworten!

von Karl B. (gustav)


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Hi,
brauchst Du wirklich die hohe Verstärkung?
LM386 ist dafür bekannt, bei höheren Verstärkungsfaktoren mehr Noise zu 
produzieren.
Der Tip aus dem Datenblatt.

Mit dem zweiten Bild siehst Du meine Schaltung, mit der ich keine Probs. 
habe.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Christian X. schrieb:
>> a) hat selber einen 5V-Spannungsregler, der auch zugänglich ist
> OMG das hatte ich total uebersehen danke. Aber wie Manfred schrieb, ist
> dieser anscheinend nicht sehr zuverlaessig fuer Dauerbelastung?

Manfred schrieb "wegen thermischer Überlast", nicht, dass der generell 
unzuverlässig ist! Es gibt Aufbauten, wo ich den nutze.

Der Längsregler auf dem Board muß die Differenz zwischen Eingang und 
Ausgang (12-5=7 Volt) in Wärme verwandeln, was natürlich vom Laststrom 
abhängt. Wenn am Arduino nichts weiter angeschlossen ist, läuft der um 
20..30mA Stromaufnahme entsprechend 140..210 Milliwatt Abwärme am 
Regler, das tut nicht weh.

Nun sehe ich in Deiner Schaltung (unsinnigerweise) ein 5V-Relais, was 
typisch um 40mA ziehen dürfte - dann sind wir schon bei rund einem 
halben Watt Verlustleistung und in einem Bereich, den ich im Sinne der 
Langlebigkeit ungerne sehe.

Ich selbst bin sehr konservativ unterwegs mit der Einstellung "was warm 
wird lebt nicht lange" und will keine Dauertemperaturen über 60..70°C 
sehen.

Warum das böse Wort "unsinnigerweise"? Das Relais darf gerne 12V haben, 
die sind vorhanden und müssen nicht geregelt sein.

Also: Ermittele, wieviel Strom im ungünstigsten Fall auf der 5V-Schiene 
gebraucht wird und rechne, ob das reicht oder doch besser der externe 
Schaltregler bleibt.

Sind die 12V wirklich 12V oder kommen die aus einer Batterie / 
Kfz-Versorgung?

von Jens M. (schuchkleisser)


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Manfred schrieb:
> und dann wegen thermischer Überlast wegfliegt?

Mampf man weiter, Fred.
Der Spannungsregler ist dem Plan nach für einen einzigen Digitaleingang.
Das geht auf jeden Fall mit dem eingebauten.
Zugegeben, das das Relais 5V hat, hab ich nicht gesehen.
Ist aber quatsch, warum 12V linear zu 5 machen und dann viel Strom 
verbraten.
Ein 12V-Relais ist billger, effizienter weil der TSR wegkann und so 
insgesamt viel billiger.

Christian X. schrieb:
> Aber wie Manfred schrieb, ist
> dieser anscheinend nicht sehr zuverlaessig fuer Dauerbelastung?

Der eingebaute Spannungsreglerbaustein ist genau der gleiche wie 
milliardenfach in allen möglichen Geräten eingebaut.
Warum sollte ein anderer zuverlässiger sein?

Christian X. schrieb:
> Ok danke werde nochmals kontrollieren ob er immer Low ist, bzw. einen
> Pull down zum Test einbauen und neu checken

Das Poti ist schon Pulldown für den 386.
Das Ausgangssignal des Arduinos könnte evtl. "offen" sein wenn es 
inaktiv wird, glaub ich aber nicht. Ein Pulldown bringt also exakt genau 
gar nichts.

von Manfred (Gast)


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Jens M. schrieb:
> Mampf man weiter, Fred.

Was soll das jetzt?

> Der Spannungsregler ist dem Plan nach für einen einzigen Digitaleingang.
> Das geht auf jeden Fall mit dem eingebauten.
> Zugegeben, das das Relais 5V hat, hab ich nicht gesehen.

Möchtest Du bestreiten, dass ich den Sachverhalt hinreichend erklärt 
habe?

von Christian X. (firefart)


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Manfred schrieb:
> Nun sehe ich in Deiner Schaltung (unsinnigerweise) ein 5V-Relais, was
> typisch um 40mA ziehen dürfte - dann sind wir schon bei rund einem
> halben Watt Verlustleistung und in einem Bereich, den ich im Sinne der
> Langlebigkeit ungerne sehe.

Das Relais ist dafuer da, um die Lampe (hat 12V) zu schalten. Der Output 
vom Arduino ist halt nur 5V. Hast du eine Alternative dafuer?
Habe jetzt auch gesehen, dass ich den 5V Pin vom Arduino schon fuer den 
SD-Karten Leser verwende, der faellt also weg (brauche also den DC/DC 
Wandler)

Manfred schrieb:
> Sind die 12V wirklich 12V oder kommen die aus einer Batterie /
> Kfz-Versorgung?

Die 12 V kommen direkt von einem 12V DC Netzteil

Karl B. schrieb:
> brauchst Du wirklich die hohe Verstärkung?
> LM386 ist dafür bekannt, bei höheren Verstärkungsfaktoren mehr Noise zu
> produzieren.

Das Brummen ist leider auch ohne dem Kondensator zwischen Pin 1 und 8 
vorhanden

Habe jetzt auch einen Elko an den Spannungseingang des LM gehaengt, 
bringt aber leider auch nichts.

Hat noch jemand Ideen?

von Jens M. (schuchkleisser)


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Warum ein 5V-Relais?
Die Logikspannung des Arduino hat mit der Spulenspannung nix zu tun, da 
ist doch ein Transistor zwischen.

Gegen das Brummen hilft vermutlich nur ein anderes NT.

von Karl B. (gustav)


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Christian X. schrieb:
> Hat noch jemand Ideen?

Hi,
verfolge einmal den NF-Signalweg. Hin- und Rückleitung.
Es besteht die Möglichkeit, dass Strom für DC-Versorgung anderer 
Baugruppen
mit in den Signal-Rückleitungspfad eingeht. Bei Verstärkern reichen da 
ein paar Milliohm, um einen Spannungfall von einigen mV zu produzieren, 
den man dann hört (als Brummen oder Rauschen oder Pfeifen etc.).
Um das zu verhindern, wird das Layout entsprechend ausgelegt.
Möglichst so, dass das wie im Bild aussieht.
(Copyright Brümmer).

ciao
gustav

von Manfred (Gast)


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Christian X. schrieb:
> Das Relais ist dafuer da, um die Lampe (hat 12V) zu schalten.

Was für eine Lampe, welche Daten hat diese? Ist die fest mit Masse 
verbunden oder sind beide Enden frei? Ja nachdem, könnte vielleicht ein 
Transostor diese direkt schalten.

> Der Output vom Arduino ist halt nur 5V.
> Hast du eine Alternative dafuer?

Ja: Grundlagen der Schaltungstechnik *) lernen. Die 5V vom Arduino gehen 
zur Basis des Transistors, das Relais am Collector darf gerne ein 
12V-Typ sein und direkt an 12V geklemmt werden.

*)https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1201131.htm
(Und da gibt es noch viel mehr zu lesen ...)

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