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Maturaarbeit TTL "Lichtorgel" - Benötige Hilfe
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Mo 14.Feb 2011 20:41:21    Titel: Maturaarbeit TTL "Lichtorgel" - Benötige Hilfe Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo zusammen!
ich bin neu hier und habe mich nur aus folgendem Grund angemeldet: Ich muss bis im Sommer eine Maturaarbeit (bei den meisten von Euch vielleicht als Abitur bekannt) schreiben. Ich habe mich für eine Art Lichtorgel mit TTL-Technik entschieden, aber bis jetzt erst teilweise zufriedenstellende Sachen gefunden.

Ich versuche mal, mein Projekt so genau wie es geht zu beschreiben:
Die LEDs sind dreifarbige Ikea Dioder (additive Farbmischung). Deren Controller soll durch einen auf TTL basierenden ersetzt werden. Hauptsächlich soll die Lichtorgel auf Musik reagieren, indem vorerst mit einer Frequenzweiche der Bass herausgefiltert wird. Jedesmal, wenn der Bass einen bestimmten Pegel überschreitet (also so dass man es hören können würde [Stichwort Beat der Musik]), soll die aktuelle Farbe der LEDs ändern, und zwar in der Reihenfolge Rot-Blau-Grün-Gelb usw. Die Musik soll direkt gespiesen werden (also nicht durch ein Mikrofon). Zusätzlich soll die Farbe auch auf Weiss stehenbleiben können, wenn ich keine Musik hören will, aber trotzdem die LEDs als Dekor verwenden möchte.

Soweit der Projektbeschrieb. Was mir nun noch fehlt sind die nötigen Kenntnisse über Schaltpläne, TTL-Bauteile und -Elektronik. Ich möchte euch daher um Mithilfe bitten.

Mit vielen Grüssen
Noé
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Alv



Anmeldungsdatum: 23.06.2009
Beiträge: 1145
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: Di 15.Feb 2011 05:39:15    Titel: Re: Maturaarbeit TTL "Lichtorgel" - Benötige Hilfe Bauteile finden Antworten mit Zitat

Tiefpaßfilter und Schmitt-Trigger im Eingang zur Taktgewinnung, damit ein Schieberegister oder Zähler takten. Ausgänge steuern die Leds.
_________________
bd. Alv
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Di 15.Feb 2011 12:40:47    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Vielen Dank für Deine Tipps. Ich schaue es mir später mal an Very Happy
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Sa 11.Jun 2011 22:25:22    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo nochmal... Also ich habe da eine Frage zum Schieberegister: Kann ich da einfach den letzten Ausgang wieder mit dem ersten Eingang verbinden? Und wie wird dann das erste Bit auf 1 gesetzt, wenn ja immer nur das gleiche Bit durchläuft? Hoffe ihr versteht was ich meine...

Im Multisim schaut das was ich bis jetzt gemacht habe, so aus: Bin ich hier auf der richtigen Spur? Das obere hat noch Sperrdioden, aber es sieht so aus, als ob ich noch mehr einbauen müsste. Keine Ahnung.

Übrigens verwende ich Multisim 10.1


Zuletzt bearbeitet von Noé am Fr 30.Sep 2011 12:29:18, insgesamt einmal bearbeitet
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TheBug



Anmeldungsdatum: 20.07.2007
Beiträge: 1484

BeitragVerfasst am: Mo 13.Jun 2011 16:26:35    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hm, was sollen die Dioden im ersten Schaltplan machen?

Die Schaltung hat kein Taktsignal, da wird also ohnehin nichts passieren.

So wie es momentan ausgelegt ist, werden alle FFs in irgend einem Zustand einschalten, Du schiebst dann ein zufälliges Muster durch das Register.

7481 habe ich als Baustein nicht gefunden.

Wenn die Dioden in der zweiten Schaltung LEDs sein sollen, dann wird das so nicht gehen. Erst mal treiben die meisten Bausteine nicht viel Strom bei High und zweitens brauchen LEDs Vorwiderstände, damit nicht völlig zufällig Ströme anfallen.

_________________
Wenn Sie nichts zu tun haben, tun Sie es bitte nicht hier...
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Mo 13.Jun 2011 17:05:23    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Danke für deine Antwort!
Also die Dioden sollten Sperrdioden sein, damit das Signal nicht auf alle LEDs durchgehen kann, sprich, damit sie nicht alle aufs Mal leuchten. Weiss aber nicht, ob ich ein richtiges Modell gewählt habe.

Dass ich noch kein Taktsignal habe ist mir bewusst, ich muss mal noch ein Tiefpass bauen, der dann über einen Schmitt Trigger das Taktsignal generiert.

Was ich noch im Tietze/Schenk gefunden habe, ist, wie man das letzte FF mit dem ersten richtig verbindet, damit es einen Kreislauf gibt. Hier ist das noch falsch. Übrigens sind es 7491 und nicht 81, darum hast du die wohl nicht gefunden. Der Screenshot ist nicht ganz gut.

Die Dioden im 2. Bild werde ich mit Transistoren ausstatten, das ist hier noch nicht drin. Werden sowieso 12V brauchen.

Alles noch in Entwicklung, wie gesagt, und nochmals danke fürs rasche Antworten!
Grüsse Noé
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Mo 13.Jun 2011 17:12:53    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Noé hat folgendes geschrieben:
Alles noch in Entwicklung, wie gesagt, und nochmals danke fürs rasche Antworten!


Gut, denn so wie ich das seh', ist das mit dem Schieberegister nicht optimal.
Wie waers mit einem 3 bit Zaehler (oder 4 bit, von dem nur 3 verwendet werden), wie z.b. dem 7493?
Takt kriegt er dann wie die Schieberegister auch irgendwie aufbereitet aus dem Audiosignal, an die 3 Ausgaenge Qa,Qb,Qc haengst du jeweils ueber einen invertierenden Treiber deine rote, gruene und blaue LED. Den invertierenden Treiber deshalb, weil du dann durch einen Dauerreset des Zaehlers erreichen kannst, dass du weisses Licht kriegst.

Gruss
WK
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Di 14.Jun 2011 19:42:17    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Der mit dem 7493 wäre echt nicht schlecht! Vielen Dank für deinen Denkanstoss.
Also wenn ich das recht verstehe, zählt der durch von 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. So habe ich 8 verschiedene Status. Man könnte auch statt x-x-x gleich R-G-B sagen, d.h. bei 1 leuchtet es, bei 0 nicht.
Was ich nicht verstehe, ist was ein invertierender Treiber ist. Kannst du mir das mal zeigen, oder gleich ein Bauteil angeben? Und noch was: "dass du weisses Licht kriegst", heisst das statisches weisses Licht, so wie ich es im Threadstart geschrieben habe?

Und noch zum Schluss dies: R01 und R02 sind wohl Resetter, die brauch ich wohl nicht; aber ist INA oder INB der richtige Input für das Audiosignal?
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Di 14.Jun 2011 20:14:04    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Noé hat folgendes geschrieben:
Also wenn ich das recht verstehe, zählt der durch von 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. So habe ich 8 verschiedene Status.

Yepp, genauso ist es. Das ergibt dann lustigerweise genau den Farbverlauf wie die Farbtreppe im TV-Testbild, wenn man die Bits richtig mit roten, gruenen und blauen LEDs verbindet : Weiss, Gelb,Cyan, Gruen,Magenta,Rot,Blau, Schwarz.

Noé hat folgendes geschrieben:
Man könnte auch statt x-x-x gleich R-G-B sagen, d.h. bei 1 leuchtet es, bei 0 nicht.

Das koennte man sagen, richtig. Aber man koennte genausogut auch sagen: bei 0 leuchtet es, bei 1 nicht - und da waeren wir beim invertierenden Treiber:

Noé hat folgendes geschrieben:
Was ich nicht verstehe, ist was ein invertierender Treiber ist. Kannst du mir das mal zeigen, oder gleich ein Bauteil angeben?

Ein 7404 waere z.b. ein IC, der 6 Inverter enthaelt, das waere eine Moeglichkeit; es ginge auch simpler: Wenn die LEDs nicht viel Strom brauchen, also nur ein paar mA, koenntest du sie ueber Vorwiderstaende zwischen die +5V und den entsprechenden Ausgang des ICs schalten. Dann waere es schon so, dass die LED leuchtet, wenn der Ausgang auf 0 geht. Wenn die LEDs mehr (z.b. einige 10mA...100mA) brauchen, dann koennte man die LEDs z.b. ueber einen PNP Transistor (z.B. BD140) ansteuern (E auf +5V, C ueber Vorwiderstand an LED, B ueber Vorwiderstand an Ausgang des ICs).


Noé hat folgendes geschrieben:
Und noch was: "dass du weisses Licht kriegst", heisst das statisches weisses Licht, so wie ich es im Threadstart geschrieben habe?

Und noch zum Schluss dies: R01 und R02 sind wohl Resetter, die brauch ich wohl nicht;

Yepp, genau das weisse,statische Licht, das du im Ausgangspost erwaehntest. Und genau dafuer brauchst du R01 und R02. Damit kannst du den Zaehler ja auf den Zaehlerstand "000" bringen, egal was am Clk-Eingang fuer Faxen passieren. Und dank der invertierenden Treiber waere ein Zaehlerstand 000 = rote,gruene+blaue LED sind eingeschaltet...
Zufaelle gibts Smile

Noé hat folgendes geschrieben:
aber ist INA oder INB der richtige Input für das Audiosignal?

Der am Pin 1 ist der richtige Eingang; dazu gehoeren dann die Pins 9,8,11 als Ausgaenge des 3 bit Zaehlers.
Pin14 geht nur an ein einzelnes Flipflop.

Gruss
WK
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Mo 27.Jun 2011 10:44:02    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin nochmal
Also zuerst vielen Dank an WK für den Tipp mit dem Dualzähler! Ich glaube, das kriege ich hin. Very Happy

Nun habe ich eine Frage bzgl. Tiefpass (aktiv): kann ich mit dem TL081ACD leben oder soll ich eine anderes OpAmp suchen gehen?
Für die Berechnung der Widerstände und Kondensatoren, die ich benötigen werde, gibt's die schicke Formel für die Grenzfrequenz, Fg = 1/(2*Pi*R*C). Wie gehe ich da vor, um am Schluss 50 Hz übrig zu haben? Ich werde wahrscheinlich drei OpAmps hintereinander schalten und die outputs mit den Inputs verbinden. Das wird doch gehen, oder?

Viele Grüsse
Noé
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Mo 27.Jun 2011 18:31:53    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Noé hat folgendes geschrieben:
kann ich mit dem TL081ACD leben oder soll ich eine anderes OpAmp suchen gehen?


Ja, der ist OK. Mit was fuer ner Spannung betreibst du den denn - mit mehr als 5V? Es gibt auch noch den TL084 - mit 4 OpAmps in einem Gehaeuse. Ist aber reine Geschmackssache.

Noé hat folgendes geschrieben:
Für die Berechnung der Widerstände und Kondensatoren, die ich benötigen werde, gibt's die schicke Formel für die Grenzfrequenz, Fg = 1/(2*Pi*R*C). Wie gehe ich da vor, um am Schluss 50 Hz übrig zu haben?


Du nimmst z.B. fuer C einfach mal irgendeinen "sinnvollen" Wert an - also z.b. 100nF - damit kannst du dann R berechnen.

Noé hat folgendes geschrieben:
Ich werde wahrscheinlich drei OpAmps hintereinander schalten und die outputs mit den Inputs verbinden. Das wird doch gehen, oder?


Ja, wird gehen, aber das wird kein "schoenes" Filter. Guck' mal hier:
http://www.beis.de/Elektronik/Filter/Act3PoleLP.html
Das koennt' eher taugen.
Du wirst dann auch noch einen Gleichrichter und einen synchronisierbaren Oszillator brauchen - das wird dann auch mit OpAmps gehen, so kannst du deine 3 TL081 locker verbauen Smile

Gruss
WK
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Di 28.Jun 2011 15:30:43    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo nocheinmal!
Also ich habe mich umentschieden und nehme drei UA741, die waren noch da; sonst hätte ich die TL081 bestellen müssen. Geht schneller!
Die laufen an einem 15V Netzteil (nicht regelbar).

Zur Formel: ich habe 1 Mikrofarad genommen, daraus folgt R= 2.7 kOhm. Das müsste doch stimmen?

Wenn ich das am Oszi anschliesse, habe ich beim Input von 125 Hz (vom Funktionsgenerator) ein Output von 0,4 Vpp. Kann das stimmen?

Also ich weiss nicht so recht wie ich das überprüfen kann.

Grüsse Noé
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Di 28.Jun 2011 17:32:17    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Noé hat folgendes geschrieben:
...nehme drei UA741

Die sind dafuer genauso gut.

Noé hat folgendes geschrieben:
Die laufen an einem 15V Netzteil (nicht regelbar).

Ist gut, denn ein 741 an 5V Versorgungsspannung koennte bisschen Probleme machen.


Noé hat folgendes geschrieben:
Zur Formel: ich habe 1 Mikrofarad genommen, daraus folgt R= 2.7 kOhm. Das müsste doch stimmen?

1/(2 * pi * 2.7e+3Ohm * 1e-6Farad)=59Hz
=> sollt' so ungefaehr passen. So ausm Bauch raus wuerd' ich persoenlich eher zu 100nF und 27KOhm tendieren, weils etwas hochohmiger ist und 100nF Kondensatoren oft mechanisch kleiner sind als 1µF - wird aber mit deiner Kombi wohl auch gehen.


Noé hat folgendes geschrieben:
Wenn ich das am Oszi anschliesse, habe ich beim Input von 125 Hz (vom Funktionsgenerator) ein Output von 0,4 Vpp. Kann das stimmen?

Keine Ahnung. Was fuer eine Funktion liefert denn der Funktionsgenerator (sinus waere schoen) und was fuer einen Pegel liegt am Eingang deines Filters an...


Noé hat folgendes geschrieben:
Also ich weiss nicht so recht wie ich das überprüfen kann.

Evtl. durch rechnen: Ein Filter hat eine Uebertragungsfunktion, mit deren Hilfe kannst du ausrechnen, was bei einem bestimmten Eingangssignal fuer ein Ausgangssignal rauskommen muss.
Bei einem einfachen RC-Tiefpass gilt fuer den Betrag der Uebertragungsfkt:
|H(jw)|=1/sqrt(1+(wRC)²)

mit w=2*pi*f
also bei dir:
|H(f=125Hz)|=1/sqrt(1+(2*pi*125Hz*2.7e+3Ohm*1e-6Farad)²)
=1/sqrt(1+2.12²)=0.43

Wenn du also einen 125Hz Sinus mit 1Vpp in deinen Tiefpass reinfuellst, dann kannst du einen 125Hz Sinus mit 0.43Vpp am Ausgang erwarten...

Gruss
WK


Grüsse Noé[/quote]
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Noé



Anmeldungsdatum: 14.02.2011
Beiträge: 9
Wohnort: Wabern, Schweiz

BeitragVerfasst am: Mo 04.Jul 2011 15:39:18    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Noé hat folgendes geschrieben:
Also zuerst vielen Dank an WK für den Tipp mit dem Dualzähler! Ich glaube, das kriege ich hin. Very Happy


Naja, ich glaube, ich habe mich verschätzt. Die Frequenzweiche geht zwar wie gewünscht, aber der Dualzähler bleibt immer auf 000 stehen. Habe den SN74LS93N von TI. Die Pinbelegung habe ich im Multisim nachgeprüft, verschiedene Versionen gefunden, aber es haut nicht hin. Habe alles durchprobiert und irgendwann kam es mir vor, als ob er auf 001 stünde. Wenn ich dann auf den Knopf drücke (der noch als Ersatz für den Schmitt Trigger steht), dann "kommt zum Grün noch Blau dazu". Weiter geht's nicht.

Wenn gewünscht, kann ich noch Bilder vom Breadboard mit den momentanen Chips liefern.

Eine Frage noch zum Schmitt Trigger: Bei 60 Hz kommen etwa 2 Vpp auf den Oszi. Muss ich jetzt einen Trigger bestellen, der eine Schwelle von 2V oder 1V hat, oder ist das nicht relevant und es richtet sich nach etwas anderem?

MfG Noé
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derguteweka



Anmeldungsdatum: 18.12.2005
Beiträge: 1466

BeitragVerfasst am: Mo 04.Jul 2011 21:58:05    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Noé hat folgendes geschrieben:
Wenn gewünscht, kann ich noch Bilder vom Breadboard mit den momentanen Chips liefern.


Ja, kann nicht schaden.

Noé hat folgendes geschrieben:
Eine Frage noch zum Schmitt Trigger: Bei 60 Hz kommen etwa 2 Vpp auf den Oszi. Muss ich jetzt einen Trigger bestellen, der eine Schwelle von 2V oder 1V hat, oder ist das nicht relevant und es richtet sich nach etwas anderem?


Nee, die Pegel der Signale sind schon wichtig, aber so ganz ohne Schaltbild/Photo vom Aufbau isses bisschen schwer was zu sagen...

Gruss
WK
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Verfasst am: Heute 06:18:19    Titel: Bauteile finden

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