12 V Regler über USB-Ansteuerung?

Quote from Fipsi

...

Ich hab einen 12 V Tongeber, dessen Lautstärke ich mit einem Analogwert steuern will. Da kein PWM-Pin mehr frei ist und ich auch an I²C nicht ran komm, hab ich an ein USB-Gerät gedacht. Kennt da zufällig jemand so ein Bauteil? Ich hab leider nichts gefunden..

Der erste Gedanke, statt des Tongebers einfach eine USB Soundkarte zu verwenden. Wenn es denn nur der org. Tongeber sein soll, könnte man ein USB MC Board mit einem ATTiny o.ä. verwenden. Mit so einem Board könnte man sich auch ein ext. I²C Adapter bauen. Oder man überlegt sich einen anderen Zugang zum I²C Bus des RPi.

K.A. falls deine Hupe es mitmacht, könntest Du doch statt dem Relais ein MosFET Modul verwenden. Dieses könntest Du dann per PWM ansteuern ggf. ist noch ein zusätzlicher Elko + RC Glied parallel zur Hupe sinvoll. Muss denn die Lautstärke unbedingt geregelt werden, warum reicht es nicht diese fest einzustellen?

Bist Du Dir sicher, dass die Hupe leiser wird?

Ohne das Innenleben der Hupe genau zu kennen würde ich erstmals meinen, dass sich die Tonhöhe bei Spannungsänderung verändert.

Servus !

Guiten Abend.

Vergiss mal ganz schnell die Idee mit einem umschaltenden Relais das Ganze umsetzen zu wollen.
Auch der Widerstand muß den Strom abkönnen, welcher durch die Hupe fliest. Damit wäre ein mind. 50 Watt Widerstand notwendig ! Wie willst du dieses Monster kühlen ?

Dann solltest du dir im weiterem überlegen, wie du eine Leistung, egal ob mit PWM, einen DAC oder einem DigitalPotentiometer regeln willst dieses auch bezüglich des Leistungsverstärkers Transistor, MOSFET oder Thyristor so umzusetzen gedenkst. Du solltest dabei immer Bedenken, egal welcher Leistungstreiber zum Einsatz kommt, dieser muss ggf je nach Benutzungsdauer auch entsprechend gekühlt werden.

12 Volt bei 4 A sind schon mal eine Hausnummer. Wäre hier nicht eine einfahchere Lösung besser die auf einem Tongenerator z.B. NE555 basiert, welcher am Ausgang geregelt werden kann, und dann mittels eine Class-D Verstärkers einen Lautsprecher ( Hornlautsprecher ) anzusteuern ?

Nur Nachgefragt: Warum steht der I2C Bus oder andere GPIOs z.B. für den SPI Bus nicht mehr zur Verfügung ? Oder scheust du einfach nur mehrere Bus Endkomponenten an einene der Busse anzuschließen ?

Es grüßt

Roland

Quote from Fipsi

Das Problem mit PWM ist ja, dass ich keinen PWM-Pin auf dem Pi mehr frei hab und deshalb ein weiteres Modul benötige.

Es ist zwar nicht optimal, aber es gibt ja auch die Möglichkeit einen GPIO Port per Software PWM anzusteuern. Das macht aber mit einem Relais keinen Sinn. Normalerweise ist so etwas das klassiche Anwendungsgebiet für einen Transitor o. MosFET. Wenn du einen "digital" einstellbaren DC Wandler verwenden willst, könnte man bei einem passenden DC/DC Wandler das Einstellpoti z.B. durch ein "digitales I²C Poti" ersetzen. Für einen weiteren I²C Bus kann man einen externen USB Adapter ( kaufen bzw. selber bauen ) verwenden.

Guten Tag,

Quote from Fipsi

japp, muss zugeben, an die Abwärme vom Widerstand, bzw. dessen Leistung hab ich jetzt nicht gedacht.

Gut das wir darüber gesprochen haben.

Quote from Fipsi

Die Hupe wird i. d. R. nicht länger als eine Sekunde angesteuert. Wenn ich da nur auf 50 % Nennleistung des Treibers/Reglers geh, sollte da keine extra Kühlung nötig sein(?).

Hier müsstest du auf zwei Dinge achten, den dritten Fall lassen wir mal außen vor.
Transistoren sind Stromgesteuert ! Eine Leistungsreglung damit geschieht primär über den Strom der zu Basis fließt, weniger wie die anliegende Basisspannung ( Wobei beide voneinder abhängig sind )

Hingegen MOSFETS sind rein Spannungsgesteuert, und der Strom zum Gate spielt eine untergeodnete Rolle, wenn es um eine Verstärkungsschaltung geht.
Damit ist es einfacher mit einem DAC oder DigiPOT ( leider nur via I2Coder SPI anstuerbar ) einen MOSFET zu steuern. Hierbei müsstest du nur beachten, das sich je nach Gate-Spannung auch der Innenwiderstand ändert, und somit die Verlustleistung beeinflusst. -> möglicher Weise Thema Passivkühlung !?
Ob das Horn oder Hupe auch noch mit einer PWM getakteten Eingangsspannung fehlerfrei funktioniert sollte im Vorfeld geklärt sein. Sonst verrennt man sich in der Lösungsplanung.

Ein sehr einfache Möglichkeit ist welche nur wenige Bauteile erfordert, sowohl bei PWM wie auch bei einer Reglung der Steuerspannung funktioniert ist eine simple MOSFET-Ansteuerungsschaltung. Dazu sucht man sich einen MOSFET, am besten einen LogicLevel MOSFET ( IRL oder IRLZ Serie ) heraus, welcher schon mit einer kleinen Gatespannung ( unter 3,3 Volt ) angesteuert werden kann. Da sowohl die Ausgänge des RasPi nicht viel Strom liefern können, was bei einer Nutzung eines PWM Signals kritisch werden könnte) wie auch DACs oder DigiPOTs nur sehr geringe Ströme ausgeben, bzw durchleiten können, kann man diese nicht dafür nutzen das Gate eines MOSFETs direkt anzusteuern.
Hier kann man sich mit einem fast beliebigen Operationsverstärker in der Beschaltunsgvariante Impedanzwandler einen Stromverstärker bauen, bei welchem gilt U_in = U_out . Nur das hierbei jetzt mehr Strom zu Gate fließen kann, ohne das der Eingang übermäßig belastet wird, was besonders bei PWM wichtig werden könnte.

Quote from Fipsi

Ich sag nicht generell Nein zu einem Lautsprecher und Tongenerator, damit ist aber der Aufwand wieder höher als mit einer einfachen 12 V Regelung.

Wenn man diese Kosten rein im Verhältnis zu einem Lastwiderstand der 50 Watt Klasse setzt, welcher auch noch aktiv gekühlt werden müsste, oder ein entsprechendes bauliches Monster sein wird, was sich in Form von Platz und Transportmasse niederschlägt, dann kommt man mit einem NE555 mit Außenbeschaltng und einem CLASS D Verstärker in der 10 WATT Klasse auf ca. 7 Euro Materialeinsatz. Auch diese Schaltung ließe sich von der Lautstärke via eine DigiPOTs ( 8 Bit = 255 Lautstärkestufen ) entsprechend Regeln und würde nicht mehr wie 1,30 Euro kosten.

Den I2C Bus kann man bequem einfach durch Parallelschaltung der Datenleitungen erweitern. Das geht auch bei einem HAT, wenn man an die betreffenden GPIO Header ( SDA udn SCL ) einfach paar Drähtchen anlötet.

Das ist alles keine Raketenwissenschaft. Würde aber sehr zuverlässig und vor allem Verschleißfrei funktionieren. Relaiskarten und Gleichspannungslasten in diesem Ampere Bereich bedeutet früher oder später immer den Ausfall des Relais, besonders wenn die Schaltzeiten so kurz sind.

Dieses HAT ver- oder behindert nicht die Verwendung des I2C-Busses. Es ist aus meiner Sicht nur Bequemlichkeitsdenken.

Es grüßt
Roland

Schalte die Hupe über ein Relais und wenn es leiser sein soll über ein zweites Relais eine H7 Birne (oder ähnliche Last) in Reihe dazu.

EDIT : Wenn dann eh zwei Relais da sind, kauf einfach eine leise Hupe dazu

Die Lautstärke soll ja nicht fix, sondern regelbar sein. Wenn an dem RPi noch Bluetooth verfügbar ist, wäre dies noch eine weitere einfache, wie preiswerte Option. Die Lautstärke wird dann über den alsa-mixer o.ä. angepasst:

https://www.ebay.com/itm/175748672581

Wenn BT nicht in Frage kommt, nimm eine billige USB Soundkarte o. ein altes Headset vom Computerschrott und hänge einen 12V Verstärker daran . ( da die Soudquallität nicht im Fokus steht, wird es ein Verstärker aus der Bucht sicher auch tun )

Hey Fipsi, kein Problem, jetzt wird's klarer! Für dein Vorhaben klingt eine PWM-Lösung mit einem MOSFET genau richtig. Ein MOSFET kann den hohen Strom deines 12V-Hupensystems gut schalten und regeln. Du könntest zum Beispiel einen N-Kanal-MOSFET verwenden, um den Stromfluss zur Hupe per PWM zu steuern. Die GPIO-Pins vom Raspberry können den MOSFET dann ansteuern. Achte darauf, einen MOSFET zu wählen, der den Strom von 4 A locker schafft. Liebe Grüße!

K.A. worin nun das Problem mit deinen 10 Hupen besteht bzw. was dir an den verschiedenen Lösungsvorschlägen hier nicht gefällt und was deine Vorstellung von geringer Latenz ist. ( Falls dem so ist, ist der RPi die falsche Hardware bzw. müsste man zeitkritische Dinge z.B. einem Mikrocontroller überlassen. )

Fipsi Helfen kann ich hier zwar vermutlich nicht, aber meine Neugier ist groß. Wozu hupen die Hupen eigentlich? Geht es um Sport?

Quote from Fipsi

Beim ersten Turniereinsatz war die erste Hupe mit 102 dB im Freien bei ca. 30 M Breite schon viel zu leise, für ne Halle wahrscheinlich genau richtig.

Warum also nicht einfach die Hupe wechseln wenn es nach draußen geht.
Oder per Wechselschalter zwischen beiden Hupen hin und her schalten (geht auch per Relais wenn es vom PI gesteuert werden soll).