Mp3 дверной звонок

Обсуждаем цифровые устройства...
Аватара пользователя
Gisteresis
Друг Кота
Сообщения: 4732
Зарегистрирован: Ср сен 18, 2013 10:08:26
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Gisteresis »

lucky89 писал(а):Или Протеусу пофигу на ограничения? Его симуляции вообще можно верить?

Все симулирует довольно прилично. В общем подсел на него. Часто позволяет отказаться от макетирования. Или же предшествует ему, сразу выявляя ошибки и на макет попадает уже более лучшая версия. Тем самым экономится время.
Про мощность да ему наплевать. Любой транзистор хоть гигават пропустит. Нужно самому после симуляции озадачиться подбором реальных транзисторов исходя из необходимых параметров. Ну и проектировать тоже разумно.
Аватара пользователя
lucky89
Встал на лапы
Сообщения: 99
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 23:59:17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение lucky89 »

Вот смоделировал. Теперь, надеюсь, все правильно? Колебания получилось задать только с частотой 10 кГц, хотел сделать 125к Гц, как ШИМ выдает, но Протеус начинает рисовать неадекватные графики и слишком долго считает. У вас получалось моделировать с частотами выше 10кГц? Скажите еще откуда эти иголки берутся на входном сигнале? Это вообще не сильно плохо, что они есть? Амплитуда 4 В.
Изображение

Кстати SD-карта и от 5 В хорошо работает, хотя по даташиту 3,5В только можно. Это не сильно плохо будет, если я все-таки 5В использовать буду? Так просто удобнее сразу всю схему одним напряжением запитать.
[b]Хочу все знать![/b]
Аватара пользователя
Gisteresis
Друг Кота
Сообщения: 4732
Зарегистрирован: Ср сен 18, 2013 10:08:26
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Gisteresis »

Последний раз моделировал ШИМ на AVR на частоте 8МГц, все укладывалось в рамки разумного.
Глюки конечно бывают, зависает и прочее.
Особенно удобно моделировать всякие фильтры, частоты среза и прочее. В принципе multisim и microcap имеют такую же функциональность, но я не пользовался. (ну кроме симуляции МК. Тут протеус первый).

Кстати SD-карта и от 5 В хорошо работает, хотя по даташиту 3,5В только можно. Это не сильно плохо будет, если я все-таки 5В использовать буду? Так просто удобнее сразу всю схему одним напряжением запитать.

Вы выдерживаете 50кг груза, ничего что я на вас нагружу 80? Вы же в принципе выдержите?
Как вам уже говорил YS, в даташите указаны рекомендуемые параметры, не превышая которые деталь будет гарантированно работать. Можно и превысить, но вопрос работоспособности никто не гарантирует.
Так например многие МК могут нормально работать на частотах гораздо выше даташитовских. Ничего пашут. Но так изголяются только любители, компании разработчики не могут превышать эти параметры.
Например вы нигде не найдете чтобы в магазине продавался разогнанный комп! И балон азота в придачу :)))

Полагаю, что на таких экстремальных параметрах детали быстро деградируют. Особенно оптопары всякие. В общем от ситуации зависит. МК например нормально держат завышенную частоту. Оптопары, всякие светодиоды быстро чахнут, но работают некоторое время. Но смысл? Проще поставить более мощное на гарантированные параметры.

Проблема организовать 3.3В? Сомневаюсь, что SD карте нужен мощный источник. Поставьте слабенький стабилитрон например TL431.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Но так изголяются только любители, компании разработчики не могут превышать эти параметры.


Я дополню. Тут логика такая: компания-производитель гарантирует, что, скажем, микросхема совершено точно будет работать на 8 МГц во всем заявленном диапазоне температур и напряжений. Например, от -40°С до +80°С и от 2.7 В до 3.7 В. И действительно, если не превышать 8 МГц, все будет отлично, а если не отлично - это повод для рекламации.

Но, например, конкретно при 25°С она может работать и при 20 МГц, а при -10°С и 3.7 В - даже и при 30 МГц, а некоторые экземпляры, скажем, работают на 8 МГц и 1.8 В во всем диапазоне. Однако при отклонении от "удачных" значений все ломается, а от 1.8 В работает 10% продукции.

Потому для любительской конструкции, в принципе, допустимо закладываться на конкретные параметры прибора - например, отбирать транзисторы по конкретному порогу/значению коэффициента передачи тока (такое даже рекомендовали в радиолюбительских журналах). А вот при проектировании промышленного устройства (или "честном" проектировании любительского) - нельзя. Неизвестно, какие детали придут в следующей партии, не факт, что у пользователя устройство будет работать исключительно при, например, 25°С, и т.п.

В моей практике был случай, когда после поступления новой партии транзисторов устройство, спроектированное моим предшественником и до того успешно производимое и продаваемое много лет, ВНЕЗАПНО стало выходить с конвеера с огромным процентом брака. Разработчик оного к тому времени уже уволился, так что стали разбираться своими силами. Оказалось, что генератор на транзисторах, использованный в схеме удвоителя напряжения, сам не запускается, так как не хватает коэффициента усиления. При этом транзисторы прошли входной контроль, так что к соответствию их параметров паспортным вопросов быть не могло.

Ну, собственно, упомянутый разработчик понадеялся на то, что средний коэффициент усиления тех транзисторов был сильно выше паспортного минимума. И да, все работало. Наверняка был минимальный процент брака, но куда без него? Он всегда есть и по другим причинам. А потом вдруг взяло и случилось так, что новая партия ЦЕЛИКОМ имела низкий (но вполне укладывающийся в паспортный разброс!) коэффицинет усиления. И все - брак, убытки, головная боль.

Я тогда уменьшил сопротивление одного резистора (поменять бобину в роботе-установщике, разумеется, проще и дешевле, чем перезакупать новую партию транзисторов, надеясь на удачу), и все стало работать. Но рано или поздно этот костыль наверняка выстрелит еще как-то. Так что лучше сразу проектировать хорошо, с учетом паспортных границ параметров...

Сомневаюсь, что SD карте нужен мощный источник.


Ну, как сказать...

The current consumption on write operation can reach up to some ten miliamperes, so that the host system should consider to supply 100 miliamperes to tha card.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
Gisteresis
Друг Кота
Сообщения: 4732
Зарегистрирован: Ср сен 18, 2013 10:08:26
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Gisteresis »

Кроме того отечественные элементы имеют гораздо больший разброс параметров чем заграничные. (К сожалению наша промышленность претерпевает не лучшие времена)
С точки зрения радиолюбителя при следующей покупке деталей требуемых параметров можно и не обнаружить! Особенно если не из чего выбирать. Поэтому я как то склоняюсь к следованию даташиту.

Ну как я и полагал 100 мА, ну можно интегральный стабилизатор на 1А поставить без радиатора. Я к тому, что этот узел не такой уж сложный чтобы его избегать.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Кстати да, еще одно практическое соображение - не закладывать в конструкцию отечественных компонентов, разве только совсем никак без них. Тот же BC847 можно купить везде и всегда, а вот какую-нибудь нашу экзотику - не факт...

Я к тому, что этот узел не такой уж сложный чтобы его избегать.


Несомненно. Стабилизатор надо ставить, благо в наши дни это совсем просто.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
lucky89
Встал на лапы
Сообщения: 99
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 23:59:17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение lucky89 »

Пожалуй совсем дилетантский вопрос, но все же есть какая-то неуверенность...
Динамиком в дрыганье мембраной превращается же именно ток, а не напряжение?
То есть, если есть всего 1 каскад на 1 транзисторе, то абсолютно не важно, какое напряжение у питающего его источника, главное чтобы тока хватило? Скажем дает блок питания 10А при 3В, транзистор способен пропустить 0,1А, значит ставим такой резистор рядом с динамиком, чтобы в сумме 30 Ом вышло, что даст максимальные 0,1А. И пусть есть другой блок питание скажем 10А/24В, тогда просто общее сопротивление нагрузки поднимаем до 240 Ом, что даст те же 0,1А через динамик. В этих двух случаях громкость звука и качество на динамике будет одинаковой?
Если да, то можно же использовать при 8 Омном динамике просто источник на 0,8 Вольта и током >0.1А без дополнительного резистора? И это даст точно такой же звук, как и высоковольтный блок питания?

А если хочется бОльшего усиления, то нужно выбрать транзистор именно с бОльшим максимальным током коллектора, а не напряжением?
[b]Хочу все знать![/b]
Аватара пользователя
Jack_A
Друг Кота
Сообщения: 6307
Зарегистрирован: Вт апр 24, 2007 07:45:40
Откуда: Minsk

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Jack_A »

YS писал(а): устройство, .... ВНЕЗАПНО стало выходить с конвеера с огромным процентом брака.

Знакомая картина... Вдруг в приборе оказался недостаточный запас регулировки, цех останавливается. Оказалось : разработчик ( московский НИИ , мы - серийный завод ) применил в импульсных цепях Д223, у которых имп. параметры, естественно, не нормируются, и в новой партии импульс получался процентов на 70 выше "раньших" значений. Пришлось срочно менять на импульсные.
Вообще-то институт неплохие разработки выдавал, но "партизанских" хвостов за ними пришлось мне почистить немало.
Ведь в военке ОТБОР компл. по параметрам был категорически запрещен.
lucky89 Предельно допустимые парметры именно для того приводятся, чтобы ни при каких рабочих режимах не превышались. В любом случае, необходимо, чтобы не превышалось ни Umax, ни Imax и ни Pmax, что не следует автоматически из соблюдения первых двух условий.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Динамиком в дрыганье мембраной превращается же именно ток, а не напряжение?


Ток и напряжение на динамике взаимосвязаны. В первом приближении - законом Ома. Я когда-то промерял индуктивность катушки полуваттного динамика, если мне не изменяет память, у меня получилось что-то около 100 мкГн. Так что в первом приближении реактивностями можно пренебречь.

тогда просто общее сопротивление нагрузки поднимаем до 240 Ом, что даст те же 0,1А через динамик.


И те же 0.8 Вольта на нем.

громкость звука и качество на динамике будет одинаковой?


"Качество" - это вообще не из этой оперы. Это уже THD, скорее. Хотя качество, разумеется, зависит и от ширины полосы частот, которую способен пропустить усилитель и воспроизвести динамик, и от динамического диапазона самой записи...
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
lucky89
Встал на лапы
Сообщения: 99
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 23:59:17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение lucky89 »

Сделал стабилизатор вот так:
Изображение
Но почему-то SD карта не берет нужный ток. Она у меня потребляет почти 100мА, а через эту штуку 8-10мА берет. TL431 сильно греется.
Что я сделал не правильно?
В протеусе еще меньше получается. Такое большое сопротивление я задал, так как мне его мультиметр показал между + и землей карты. Какое нужно на самом деле подставить не знаю. Источник сделал со скачками напряжения в пределах 4,8-5,4В. На выходе стабилизатора напряжение нормальное, а вот тока почти нет :(
[b]Хочу все знать![/b]
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Что я сделал не правильно?


Взялись за сложное устройство, не зная основ.

А еще нарушили правила форума - картинки с разрешением по горизонтали более 800 пикселей вставлять запрещено (п. 2.6).

***

Параллельные стабилизаторы для питания нагрузок практически не используются. На них обычно делают опорные источники.

Не изобретайте велосипед, возьмите 78L33.

Такое большое сопротивление я задал, так как мне его мультиметр показал между + и землей карты.


Изображение

О Боже. Еще немного, и я начну совсем неполиткорректно советовать вам уволиться с должности инженера и поискать какую-нибудь более подходящую.

Сложное цифровое устройство, каким является SD-карта, нелинейно! Более того, в рабочем режиме потребляемая ей мощность изменяется во времени. Потому пытаться замерить ее "сопротивление" мультиметром - феерический бред. Ох. :facepalm:

Если уж хочется иметь какое-то эквивалентное сопротивление для тестов, то надо ориентироваться на максимальный потребляемый ток и напряжение. Примем 100 мА при 3.3 В - тогда некий условный эквивалент будет иметь сопротивление 33 Ома. Именно условный эквивалент, а не точная модель. В случае цифрового устройства в общем случае надо думать еще и о том, чтобы обеспечить адекватную реакцию на скачки тока потребления.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
Gisteresis
Друг Кота
Сообщения: 4732
Зарегистрирован: Ср сен 18, 2013 10:08:26
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Gisteresis »

lucky89 писал(а):Пожалуй совсем дилетантский вопрос, но все же есть какая-то неуверенность...
Динамиком в дрыганье мембраной превращается же именно ток, а не напряжение?

Ну магнитное поле, что меняет? Изменяющийся во времени ток конечно.

lucky89 писал(а):То есть, если есть всего 1 каскад на 1 транзисторе, то абсолютно не важно, какое напряжение у питающего его источника, главное чтобы тока хватило? Скажем дает блок питания 10А при 3В, транзистор способен пропустить 0,1А, значит ставим такой резистор рядом с динамиком, чтобы в сумме 30 Ом вышло, что даст максимальные 0,1А.

Ну не максимум, а запас еще оставить, процентов 20-30. Иначе транзистор накроется. А вообще играет роль мощность. График мощности часто можно встретить в даташитах на усилители. Из них видно что мощность зависит и то питающего напряжения. Как вам уже заметил YS, там же в даташитах приводят такой параметр как коэффициент нелинейных искажений (THD), который резко возрастает в области максимальной мощности микры. Поэтому я лично предпочитаю снижать мощность на 30% меньше от максимальной.

lucky89 писал(а):а через эту штуку 8-10мА берет. TL431 сильно греется.

Я имел в виду параметрический стабилизатор с транзистором, куда вы будете мощность то рассеивать? Извините, что сразу не сказал.

Да, мультиметр отодвинуть в сторону. SD карта это грубо говоря набор логических микросхем (или как МК можно представить), там внутри происходит много коммутаций и в разных состояниях будет разное потребление. Поэтому измерять тут бессмысленно (ну разве, что обеспечить режим с максимальным потреблением SD карты и включив в разрыв амперметр можно измерить). Нужно в даташите прочитать максимальный ток потребления и на него ориентироваться.

******************

YS, хотел спросить. Если в комплементарном эмиттерном повторителе (вы выкладывали выше картинку) вставить между базами 2 диода (перейти в следующий класс усилителей в АВ или в А. На вашей картинке класс В я правильно понимаю?) качество сильно изменится? Не пробовали? Или оно и так такое, что на слух и не отличишь?

Вот например так, попроще схемку:

Изображение
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Изменяющийся во времени ток конечно.


На любом линейном импедансе ток и напряжение линейно связаны. Так что... :)

На вашей картинке класс В я правильно понимаю?


В общем да. Хотя, учитывая, что различие между выходными каскадами классов A/AB/D определяется в основном режимом смещения, а не принципиальными отличиями в схемотехнике, правильнее сказать, что это класс D, поскольку тут мы предполагали подачу ШИМ-сигнала на вход - соответственно, транзисторы не работают в режиме линейного усиления.

качество сильно изменится?


Качество это понятие субъективное. Если мы говорим о характеризации усилителя, то можно говорить о THD. Притом, какой THD считать допустимым - очень интересный вопрос, зависящий от ситуации применения. :) Для Hi-Fi усилителя можно добиваться и 0.001%, а для дверного звонка может пойти и 3%.

Так что тут только мерять и слушать. :dont_know:

Разумеется, для использования в классе D разницы вообще никакой нет - там смещение активных элекментов не играет роли и просто не нужно.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
Gisteresis
Друг Кота
Сообщения: 4732
Зарегистрирован: Ср сен 18, 2013 10:08:26
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Gisteresis »

YS писал(а):Качество это понятие субъективное.

Да, в этом сложность оценки, согласен.
С МК можно организовать аппаратный ШИМ с фильтрацией после него, например фильтром первого порядка, без особого усложнения схемы. В этом случае уже не класс D а выше.
Сильно ли при этом изменится качество?
Но вообще да, согласен, нужно собирать и смотреть.

Это как идея повышения качества, если нужно.

Про tl431.
Не понял как вы считали? 3,25/150000=21,7нА (порядком не ошибся?) Все правильно показывает протеус. Чтобы он потребил 100мА нужно 33Ома поставить как YS сказал. (3,3/0,1=33)
Но TL431 наверное не пройдет по тепловыделению, поэтому с транзистором нормально должно идти. Или КРЕН.
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

С МК можно организовать аппаратный ШИМ с фильтрацией после него, например фильтром первого порядка, без особого усложнения схемы. В этом случае уже не класс D а выше. Сильно ли при этом изменится качество?


Это только искорежит АЧХ без особой необходимости. Так что качество ухудшится.

Вообще, ШИМ тут лучше всего - если у нас и так есть ШИМ, то глупо его не использовать как есть для управления транзисторами. ШИМ теоретически достаточно линеен, при этом нелинейности выходного каскада не оказывают влияния на сигнал.

Бороться за особое качество тут смысла нет. Во-первых, применяемый динамик - никак не Hi-Fi. :wink: Во-вторых, глубина дискретизации, скорее всего, только 8 бит. В-третьих, на AVR просто не получить той частоты ШИМ (минимум в 10 раз больше максимальной частоты сигнала), с которой начинается Hi-Fi в классе D. И фильтры тут не помогут, разумеется.

А так, грамотно сделанный класс D превосходит по параметрам линейные классы.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
Gisteresis
Друг Кота
Сообщения: 4732
Зарегистрирован: Ср сен 18, 2013 10:08:26
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение Gisteresis »

В целом понятно, спасибо, но добью:

"(минимум в 10 раз больше максимальной частоты сигнала)"
Аппаратный ШИМ 8МГц, легко получить на AVR. Этого мало?
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Аппаратный ШИМ 8МГц, легко получить на AVR. Этого мало?


Это как?

Максимальная рабочая частота AVR составляет 20 МГц. Если мы хотим восьмибитный ШИМ и запускаем таймер без предделителя от 20 МГц, то получим мы 20 МГц / 256 = 78 кГц. Это максимум.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
lucky89
Встал на лапы
Сообщения: 99
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 23:59:17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение lucky89 »

tl431 убрал. 78L33 и ничего 100 мАмперного под рукой не нашлось, но нашлась NCP1117st33 (1А)- ее и подключил, вот так:
Изображение
Конденсаторы были только на 100мкФ. Это же хуже схеме не сделает, они же просто, как аккумуляторы там стоят, чтобы просадок не было? Я так представил, больше емкость, больше запас, значит даже лучше. Если это не так, то заменю на 10мкФ, как в даташите.
Подключил, запустил - работает, ничего не греется. Упаковал в коробочку, получил первую бета версию :)
Изображение
BC847 заметного усиления не дает, только шумы вносит, при 5В питания МК сразу с ШИМ через конденсатор и R=100 Ом лучше звук и лишь немножко тише.
Нашелся транзистор MMBT4401L (600мА), поменял на него, стало громче, но не достаточно. Впаял ему параллельно еще такой же и убрал ограничивающий резистор из коллектора, который рядом с динамиком был. Мощность на динамике явно превысила его 1Вт, динамик стал хрипеть, но громкости все еще не достаточно - из соседней комнаты только в тишине нормально слышно, а если открыть окно, то абсолютно ничего не слышно. Сделал вывод, что 1 Ваттного динамика мало. Заменил динамик на широкополосный 4 Ом 25 Вт (автомобильный). Бета версия 1.1:
Изображение
резистора в коллекторе по прежнему нет, 2шт MMBT4401L параллельно, получается все 1,2 А при 5 В питания прокачиваются только через динамик. Звук отличный, громкости достаточно, хорошо воспроизводит басы, в WAVE файле удалил низкие частоты - стало еще громче, MMBT4401L греются, но не сильно, палец терпит.
Теперь вопросы: не охота параллелить транзисторы, может лучше полевой взять? Они вроде такие же маленькие, но мощнее. Там же каскад с общим истоком получится, он же такой же из трех деталей (транзистор, динамик, ограничивающий резистор)?
И главное, как выбрать подходящий динамик? Такой, как во 2 варианте, конечно не устаревает. Хотелось бы остаться по размерам в пределах кубика 10*10*10см. Басы не нужны, пускай только середину и верха громко играет.
[b]Хочу все знать![/b]
Аватара пользователя
YS
Друг Кота
Сообщения: 7518
Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение YS »

Фото - это, конечно, хорошо. Но лучше бы вы выложили полную схему того, что у вас там реально напаяно на данный момент.

BC847 заметного усиления не дает, только шумы вносит, при 5В питания МК сразу с ШИМ через конденсатор и R=100 Ом лучше звук и лишь немножко тише.


Вы что-то опять сделали неверно. А транзистор нужен, т.к. без него ножка МК будет перегружена.

не охота параллелить транзисторы, может лучше полевой взять?


Биполярники вообще просто так параллелить нельзя.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
Аватара пользователя
lucky89
Встал на лапы
Сообщения: 99
Зарегистрирован: Чт янв 20, 2011 23:59:17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Mp3 дверной звонок

Сообщение lucky89 »

В данный момент с большим динамиком схема такая (связи СД карты и МК рисовать не стал - там все работает, нарисовал, только питание схематично) :
Изображение
[b]Хочу все знать![/b]
Ответить

Вернуться в «Цифровая техника»