Frage:
So hacken Sie ein Walkie-Talkie, um LEDs zu leuchten, wenn es ein Signal empfängt
Mike Eng
2012-04-04 22:45:09 UTC
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Rookie Circuit Bending-Frage: Ich versuche, ein Walkie-Talkie zu hacken, um einige LEDs zu beleuchten, wenn es ein Signal empfängt. Ich dachte, das Einfachste wäre, die LEDs in Bezug auf das Audiosignal leuchten zu lassen, aber ich möchte die Klangqualität nicht zu sehr beeinträchtigen.

Jemand in einem anderen Forum schlug Folgendes vor:

circuit diagram

Einige Erklärungen: 1: Dies ist der Lautsprecher. Schließen Sie den Transistor einfach an einem der Enden an. Wenn ein Ende nicht funktioniert, versuchen Sie es mit dem anderen.

2: Der Transistor wird durch die Spannung am Lautsprecher ausgelöst und lädt den Kondensator auf. Der Kondensator behält seine Ladung für einige Zeit bei, während der Transistor in 3 ausgelöst wird. Dann können Sie alles, was Sie wollen, wie eine LED an den Transistor anschließen. Möglicherweise möchten Sie einen Darlington-Transistor verwenden (nur 2 Transistoren, die wie folgt kaskadiert sind: http://i56.tinypic.com/5nm683.png).

Sie müssen spielen herum mit den Werten für den Kondensator und den rechten Widerstand, aber etwas entlang des uF-Bereichs und 1-10 kOhm sollte den Trick tun. Der Widerstand am Transistor bei 1 sollte eher mehr als kleiner sein, wenn Sie die Klangqualität nicht zu stark beeinflussen möchten, also auch etwas im Bereich von 10 kOhm.

Ich habe dies versucht raus, aber kein Glück.

BEARBEITEN: Ich habe die + zu - Leitungen am Lautsprecher getestet. Wenn es ein Geräusch macht, steigt es auf ungefähr 30 V AC.

Ich habe auch Variationen der folgenden Schaltung ausprobiert.

enter image description here

Die LED leuchtet nicht auf.

Ich habe auf dieser Seite Transistorschaltungen gelesen, die Transistoren benötigen. 7V zwischen B und E zum Einschalten. Wie in der Farbskizze gezeigt, ist die gemessene Spannung viel niedriger.

Ich bin mir nicht sicher, wohin ich von hier aus gehen soll. Ich nehme an, ich muss nur die Spannung zwischen B und E am Transistor erhöhen, aber wie?

Ich denke, es ist Zeit, ein elektronisches CAD-Tool in die Hände zu bekommen. Schauen Sie sich [KiCad] an (http://kicad.sourceforge.net/wiki/Downloads).
Ja, wenn Sie Ihren Schaltplan jemand anderem zeigen, ist es lange her, ein CAD-Werkzeug in die Hand zu nehmen. KiCAD ist ein großartiges Programm, und ich empfehle viele der anderen Apps in unserer Liste [Gute Werkzeuge zum Zeichnen von Schaltplänen] (http://electronics.stackexchange.com/questions/1024/good-tools-for-drawing-schematics). Aber ich habe mich kürzlich in [CircuitLab] (https://www.circuitlab.com/) verliebt, was wahrscheinlich die beste Option ist, wenn Sie Ihre Schaltpläne online bearbeiten möchten.
Schön zu sehen, wie Designer Schaltpläne zeichnen. Schauen Sie sich diese Notiz über dem Lautsprecher an lol
Wie lautet der Code des von Ihnen verwendeten Transistors?
Ein Walkie-Talkie mit 30V über dem Lautsprecher? Welche Art von Stromversorgung hat das?
@abdullah kahraman - hier ist der Transistor I verwendet: https://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=38359&catalogId=10001&krypto=9x3mj8umRTodJUQbzqkANINX%2BjjVZG3eIE0yx%2BqqWQh9PVQnC6vJUA%3D%3D&ddkey = https: StoreCatalogDrillDownView
@federico russo - das Walkie-Talkie wird mit drei AAA-Batterien betrieben. Ich entdeckte, dass eine Schaltung alle drei Batterien und eine andere nur zwei verwendet.
@MikeEng: dann muss die 30V ein Fehler sein! 3 AAAs geben 4,5 V und obwohl es möglich ist, eine höhere Spannung daraus zu erzeugen, ist dies mit Sicherheit nicht der Fall.
Vier antworten:
clabacchio
2012-04-04 23:29:25 UTC
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Längerer Kommentar:

Die Schaltung im ersten Schaltplan funktioniert nicht: Keiner der Transistorstifte ist mit einer Versorgung verbunden, sodass nur die Kondensatoren miteinander verbunden werden, jedoch ohne nennenswerten Effekt. Wenn Sie nur ein Kabel haben, wählen Sie kein Signal aus.

Wenn Sie ein Multimeter haben, sollten Sie die Signale (auf Wechselstrom eingestellt) besser messen, um sie zu verstehen, anstatt zufällig Kabel aus dem Lautsprecher zu wählen Woher bekommst du das Signal? und verbinden Sie die Masse des Lautsprechers mit der Masse Ihres Stromkreises, da Sie sonst nur Rauschen wahrnehmen.

In dem Stromkreis, den Sie angeschlossen haben, scheint der Kollektor an die Stromversorgung angeschlossen zu sein (+5). , aber es ist ziemlich schwer zu lesen: Könnten Sie eine schematische Darstellung Ihrer Verbindung erstellen? Es stehen verschiedene Tools zur Verfügung. Wenn Sie jedoch Falstad verwenden, können Sie auch versuchen, es zu simulieren und eine Vorstellung davon zu bekommen, ob es funktionieren kann.

Update:

Auch diese Schaltung funktioniert wahrscheinlich nicht: Sie haben einen zu kleinen Abfall über dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors. Die gebräuchlichste Konfiguration ist der gemeinsame Emitter, bei dem Sie den Lautsprecher (eventuell mit einem Widerstand zur Bereitstellung des richtigen Vorspannungsstroms) an den Basis-Emitter-Übergang des Transistors und dann die LED mit einem Begrenzungswiderstand zwischen der 5-V-Versorgung und dem anschließen Kollektor.

So etwas kann funktionieren:

enter image description here

Sie müssen den richtigen Basiswiderstand abhängig von der Spannung des Lautsprechers und der Empfindlichkeit einstellen das willst du für den blinker. Sie können auch ein Potentiometer verwenden, um es dinamisch einzustellen. Überprüfen Sie jedoch unbedingt die maximalen Nennwerte für den Transistor.

Vielen Dank. Bitte beachten Sie die Bearbeitung der Frage mit einem neuen Schaltplan.
Zwei Dinge: Ihr Schaltplan bietet keine Lösung für die niedrige Eingangsspannung des OP. Und wenn das Eingangssignal auf mehrere Volt verstärkt wird, kann eine negative Basisspannung den Transistor zerstören.
@stevenvh für das erste, schrieb er auch, dass wenn ein Ton gemacht wird, es bis zu 30 V geht, also weiß ich nicht, wie ich das Signalproblem angehen soll; für die Sekunde hast du recht, aber es ist das gleiche Problem, ich weiß nicht, wie das Signal aussieht; Eine Diode kann jedoch ausreichen.
@clabacchio - Ich habe diese 30 V verpasst, Abdullah hat mich darauf hingewiesen.
stevenvh
2012-04-06 19:07:52 UTC
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edit
Ich habe das 30-V-Signal an den Lautsprechern verpasst, wie von OP gemeldet. Es wurde in der ursprünglichen Frage nicht erwähnt. Ich ging an dem im Schaltplan angegebenen niedrigen mV-Signal vorbei. Diese Antwort deckt das < 1V-Signal aus dem Schaltplan ab.

Sie haben Recht mit dem Minimum von 0,7 V. Was du nicht hast. Aber in Ihrer Schaltung ist es noch schlimmer: Die 0,7 V sind für eine gemeinsame Emitterschaltung, die am häufigsten für die digitale Steuerung wie das Schalten einer LED verwendet wird. Ihr Kollektor ist ein gewöhnlicher Kollektor, und dort muss die Basisspannung 0,7 V plus der LED-Spannung plus der Spannung am Widerstand 400 \ $ \ Omega \ $ betragen. Vergessen Sie das und verwenden Sie eine gemeinsame Emitterschaltung:

common emitter circuit

Das \ $ R_C \ $ ist Ihre LED plus deren Vorwiderstand.

Jetzt müssen wir Ihre Eingangsspannung erhöhen. Am einfachsten ist es, einen Operationsverstärker zu verwenden. Die Eingangsspannung ist sowohl negativ als auch positiv, und das Vorzeichen ist uns eigentlich egal, daher können wir einen invertierenden Verstärker wie den folgenden verwenden:

inverting opamp

\ $ V_ {OUT} \ $ ist definiert als

\ $ V_ {OUT} = - \ dfrac {R_F} {R_ {IN}} \ times V_ {IN} \ $

Verwenden Sie diese Spannung, um den Transistor über einen Basiswiderstand anzusteuern und den Basisstrom zu begrenzen. Wenn Sie den Operationsverstärker über eine symmetrische Versorgung mit Strom versorgen, wird der Ausgang sowohl positiv als auch negativ. Der Basis-Emitter-Übergang eines Transistors mag überhaupt keine negativen Spannungen. Platzieren Sie eine Diode zwischen Basis und Emitter, Kathode zur Basis. Wenn Ihr Operationsverstärker über eine einzige Stromversorgung mit Strom versorgt wird, benötigen Sie die Diode nicht. Stellen Sie in diesem Fall sicher, dass Sie einen RRIO-Opamp (Rail-to-Rail-E / A) verwenden.

Aber er sagt, dass zwischen den Anschlüssen des Lautsprechers 30 V Wechselstrom liegen, wenn es ertönt.
@abdullah - hoppla, das habe ich verpasst. Ich habe jedoch das mV-Signal auf seinem handgezeichneten Schaltplan gesehen. Ich frage mich, woher das kommt.
Was ist mit der Verwendung nur des Operationsverstärkers mit ausreichender Stromsenkungsfähigkeit und einem Trick, um 30-V-Eingänge zu akzeptieren?
@clabacchio - um 30 V zu akzeptieren und trotzdem ein anständiges Signal zu haben, das eine AGC tun könnte. Ich bin mir nicht sicher, ob ich direkt vom Opamp aus fahren soll. IIRC 20mA liegt nahe oder sogar höher als das, was ein durchschnittlicher Opamp liefert / sinkt. Ich muss das überprüfen.
@clabacchio Wenn genügend Spannung und Strom vorhanden sind, halte ich die Verwendung eines OP-AMP für einen Overkill. Ich vermute, dass er einen PNP-Transistor verwendet, deshalb funktionieren die Dinge nicht.
@stevenvh LM324N kann eine LED direkt ansteuern (natürlich mit einem Vorwiderstand), soweit ich aus dem Datenblatt ersehen kann.
@abdullahkahraman Wenn Sie die Komplexität des Operationsverstärkers berücksichtigen, stimme ich zu, aber wenn Sie nur einen gepackten Operationsverstärker mit einem Transistor vergleichen, ist der Unterschied gering und der Operationsverstärker ist einfacher zu verwenden
@clabacchio Ich denke, SO-8 kann SOT-323 nicht schlagen. Kann ein OP-AMP auch billiger sein als ein Transistor und einige diskret? Sollten wir die Transistoren auch bei solchen Schaltanwendungen töten?
@abdullahkahraman Nun, ich mache mir keine Sorgen um die Überlebensfähigkeit von Transistoren, aber für diese Anwendung, bei der der Eingang nicht sauber ist, ist es möglicherweise einfacher, ein raueres Gerät zu verwenden ... aber dies ist nur eine Meinung, ich habe nichts gegen Transistoren
@abdullah - günstigster Transistor bei Digikey: 1,7 Cent bei 3000 Stück. Günstigster Opamp: 7,3 Cent bei 3000 Stück. Und Operationsverstärker sind nicht perfekt, ein Transistor kann mehrere Ampere versenken und sie sind nicht frequenzkompensiert, um Schwingungen zu vermeiden. Um nur einige Dinge zu nennen.
@stevenvh, aber was würden Sie für ein einzelnes Board tun? Ich behaupte nicht, dass Operationsverstärker besser sind, nur dass ich in diesem Fall die Mühe vermeiden würde, den Transistor richtig vorzuspannen, da die Anforderungen sehr locker sind
stevenvh
2012-04-07 11:52:55 UTC
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Diese Antwort ergibt sich aus meiner Antwort auf eine andere Frage. Vielleicht möchten Sie diese Antwort zuerst lesen.

In Ihrer bearbeiteten Frage erwähnen Sie, dass Sie 30 V über dem Lautsprecher haben. (Wundern Sie sich immer noch darüber; das Walkie-Talkie wird mit einer Batterie betrieben.) In diesem Fall benötigen Sie nicht die Verstärkung, die ich in meiner anderen Antwort erwähnt habe. Wir können einfach dieses Schema verwenden:

common emitter

Nehmen wir an, dass \ $ H_ {FE} \ $ = 100 und \ $ V_ {CC} \ $ = 5V .

Die Vorspannung
Die LED (in Reihe mit R1) muss ausgeschaltet sein, wenn kein Signal anliegt, daher benötigen wir einen sehr kleinen Vorspannungsstrom. Angenommen, wir setzen \ $ I_C \ $ auf 10 \ $ \ mu \ $ A. \ $ I_B \ $ ist dann 100nA. Wählen wir einen Wert für R2, der 1 V ergibt. Dann

\ $ R2 = \ dfrac {1V} {10 \ mu A} = 100k \ Omega \ $

Nun zu R3 und R4. Wie im Schaltplan angegeben, ist ein Wert von 5 bis 10 mal \ $ I_B \ $ eine gute Faustregel für \ $ I_ {R4} \ $. Setzen wir ihn auf 1 \ $ \ mu \ $ A. \ $ V_B \ $ ist ungefähr 1,6 V (bei 100 nA \ $ V_ {BE} \ $ ist ziemlich niedrig), dann

\ $ R4 = \ dfrac {1,6 V} {1 \ mu A} = 1,5 M \ Omega \ $ (ein ziemlich hoher Wert)

und

\ $ R3 = \ dfrac {5 V - 1,6 V} {1.1 \ mu A} = 3.9M \ Omega \ $

Das Signal
Die Vorspannung stellt sicher, dass wir jetzt eine stabile Gleichstromsituation haben benötigen eine Verstärkung für ein Wechselstromsignal. Wir wollen einen Kollektorstrom von 20 mA für die LED, sodass der AC-Basisstrom 200 \ $ \ mu \ $ A beträgt. R2 lässt die 20 mA nicht zu, platzieren Sie einen Kondensator parallel dazu (C2).
Wir können nicht die vollen 30 V an die Basis des Transistors anlegen, da \ $ V_ {BE (umgekehrt)} \ $ auf a beschränkt ist wenige Volt. Mehr wird den Transistor beschädigen. Lassen Sie uns die 30V auf \ $ V_B \ $ von 300 mV reduzieren (ich werde in einer Minute erklären, wie). Dann

\ $ Z_ {C2} = \ dfrac {V_ {B (AC)}} {I_ {C2}} = \ dfrac {300 mV} {20 mA} = 15 \ Omega = \ dfrac {1} {2 \ pi \ cdot f \ cdot C2} \ $

(Wir sind nicht an der 90 ° -Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom interessiert, daher habe ich den Faktor \ $ j \ $ fallen lassen). Dann gilt für \ $ f \ $ = 200Hz (ein beliebiger Wert)

\ $ C2 = \ dfrac {1} {15 \ Omega \ cdot 2 \ pi \ cdot 200Hz} = 53 \ mu F \ $

\ $ C_ {IN} \ $ und \ $ C2 \ $ bilden einen Spannungsteiler, mit dem wir den 30-V-Eingang auf 300 mV senken. Wir können R3 und R4 wegen ihrer hohen Werte ignorieren. (Normalerweise bildet \ $ C_ {IN} \ $ mit R3 || R4 einen Hochpass-RC-Filter.)
Um die Impedanz von \ $ C_ {IN} \ $ um den Faktor 100 zu reduzieren, muss 100 \ sein $ \ times \ $ die Impedanz von \ $ C2 \ $ von der Basis des Transistors aus gesehen . Da der Basisstrom nur \ $ 1 / H_ {FE} \ $ der Strom durch C2 ist, ist die von der Basis aus gesehene Impedanz ein Faktor \ $ H_ {FE} \ $ größer als ihr realer Wert. Das bedeutet, dass 1500 \ $ \ Omega \ $ und \ $ Z_ {C_ {IN}} \ $ 150k \ $ \ Omega \ $ sein sollten. Wir können dies auch berechnen als

\ $ Z_ {C_ {IN}} = \ dfrac {V_ {IN}} {I_ {B}} = \ dfrac {30V} {200 \ mu A} = 150k \ Omega = \ dfrac {1} {2 \ pi \ cdot f \ cdot C_ {IN}} \ $

Dann

\ $ C_ {IN} = \ dfrac {1} {150k \ Omega \ cdot 2 \ pi \ cdot 200Hz} = 5,3 nF \ $

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
2012-04-07 19:11:46 UTC
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Um Ihre Anfrage zu erfüllen, schlage ich weitere Einzelheiten zum Verhalten vor.1) Möchten Sie, dass sich die LED-Intensität mit der Lautstärke ändert? 2) oder möchten Sie eine konstante Helligkeit für einen Ton über einem bestimmten Schwellenwert? 3) Wie hell und wie viele LEDs und welche Farbe. Angesichts der Tatsache, dass Rot / Gelb @ 1,3 V und Grün / Blau / Weiß ~ 3V4 sind) Was ist die Kosten- / Platzbeschränkung?

Ich könnte eine Lösung mit 1 CMOS-Hex-Inverter-Chip vorschlagen. ~ Wird als linearer Verstärker, One-Shot- und LED-Treiber verwendet. 1 Chip und ein paar passive Teile. hängt aber davon ab, was Sie wollen. Gepufferte Wechselrichter haben 3 Stufen x 10, haben also eine Spannungsverstärkung von 1000, eine hohe Impedanz, einen angemessenen LED-Antrieb und sind Rail-to-Rail.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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