ARDUINO + 2 x TLC59116 + lm386 + Elektret-Mic; Probleme mit A/D-Werten

…folgendes Problem:
Ich habe zwei Breakout-boards mit jeweils einem TLC59116 LED-Treiber
über den I2C-Bus mit dem ARDUINO verbunden (s. Foto). Die Boards habe
ich mit jeweils 11 LEDs (~20 mA eingestellter Strom) bestückt. Die LEDs
lassen sich alle gleichzeitig bei maximaler (PWM-) Helligkeit problemlos
(wie zu erwarten) ein und ausschalten. Nun möchte ich mit den LEDs ein
VU/Peak-Meter realisieren. Als Audio-Signalquelle nutze ich ein
Elektret-Mikro mit lm386 Verstärker (auf dem Breadboard zu erkennen).
Nun habe ich das “Problem”, dass ab einer bestimmten LED-Schaltfrequenz

  • Helligkeits(PWM-Wert) - Kombination, die Werte, die der A/D-Wandler
    des ARDUINOS (eingestellt auf ca. 38kHz Samplingfrequenz), liefert,
    falsch (dauerhaft sehr groß) sind! Volle LED-Helligkeit (PWM-Wert 255)
    kann ich nur einstellen, wenn ich die Schaltfrequenz auf <=200Hz setze,
    ohne Probleme mit den A/D-Werten zu bekommen. O.k., 200Hz Schaltfrequenz
    reichen für ein VU/peak-Meter vollkommen aus, mich interessiert aber
    trotzdem wo das Problem liegt. Ich hatte das Problem auch schon, als ich
    nur ein TLC59116-Board an den ARDUINO angeschlossen und den ARDUINO nur
    über USB mit Strom versorgt hatte. Als ich dann die Versorgung auf ein
    5A, 12V (Schalt-)Netzteil (angeschlossen an die Hohlstecker-Buchse des
    ARDUINOS) umgestellt hatte, war das Problem verschwunden. Bei nun zwei
    angeschlossenen TLC-Boards tritt das Problem aber auch mit Netzteil auf!
    Bei 12V und 5A max. Strom kann es sich ja wohl nicht um ein
    Netzteil-Problem handeln!? Ich habe das Ganze auch noch, anstelle über
    den Spannungsregler des ARDUINOs, über einen 7805 mit Strom versorgt (s.
    Breadboard mit dem Display), aber dasselbe Problem. Ich habe auch mit
    einem einfachen Multimeter die Spannung gemessen, konnte aber auch bei
    Problem-Schaltfrequenzen(>200Hz) keinen Spannungseinbruch feststellen!
    Der Atmega stürzt auch bei den Problemfrequenzen nicht ab, es scheint
    sich daher um ein Problem des A/D-Wandlers zu handeln!? Ab einer
    gewissen LED-Schaltfrequenz-Helligkeits-Kombination scheinen sich große
    Störungen einzuschleichen!? Hat jemand eine Idee ob, und wenn ja, wie
    sich diese Sörungen beseitigen lassen? - Danke im Voraus für die
    Antworten.

...werde mal anstelle des ARDUINOS einen Atmega auf einem Breadboard verwenden und dann den A/D-Wandler über einen eigenen Spannungsregler mit Strom versorgen, vielleicht hilft das!?

Gib uns mal den Schaltplan des Verstärkers.
Ich habe den Verdacht daß das Audiosignal um einen Mittelwert von 2,5V herum liegt. Das kannst Du leicht fetstellen indem Du das Mikrofon absteckst und die Spannung am Ausgang mißt
Grüße Uwe

...das Audiosignal hat einen Mittelwert von 2,5V, aber was hat das mit dem A/D-Problem zu tun?

Nun habe ich das “Problem”, dass ab einer bestimmten LED-Schaltfrequenz

  • Helligkeits(PWM-Wert) - Kombination, die Werte, die der A/D-Wandler
    des ARDUINOS (eingestellt auf ca. 38kHz Samplingfrequenz), liefert,
    falsch (dauerhaft sehr groß) sind! Volle LED-Helligkeit (PWM-Wert 255)

deshalb
Grüße Uwe

...hm, um zu testen, ob vielleicht der lm386 für die Probleme verantwortlich ist und nicht der A/D-Wandler, habe ich "A0" des ARDUINOS einfach anstelle mit dem audio-Ausgang des LM386 mit dem 3.3V Ausgang des ARDUINOS verbunden! Der dann angezeigte Wert ist unabhängig von der LED-Updatefrequenz und Helligkeit, konstant! Das Problem scheint also beim lm386 zu liegen!? Ich habe einmal die Mittelspannung (bei entferntem Mikro) gemessen, und musste feststellen, dass sich die Mittelspannung mit der LED-Updatefrequenz und Helligkeit ändert (zumindest ab bestimmer Größenordnung der Frequenz-Helligkeitskombination)! Woran kann das liegen?

So ins blaue gesagt: an allem und nichts. Bitte Schaltplan und Sketch. Danke Uwe

…anbei der Schaltplan des lm386 + micro. Ich habe den Schaltplan von irgendwoher übernommen und modifizierungen vorgenommen (s. durchgestrichene Werte/Bauteile). Ich habe es auch mit den original-Werten/der original Beschaltung versucht, das Ergebnis war aber schlechter. Ich habe jetzt festgestellt, dass wenn ich das Mikro abziehe und dann die Mittelspannung bei geringer LED-Helligkeit (PWM-Wert 50 und hoher Updatefrequenz) messe, diese bei 2,4V liegt. Wenn ich die Helligkeit aufs Höchste setzte (PWM-Wert 255, bei ebenfalls hoher Updatefrequenz) fällt der Wert auf 2,1V ab. Wenn ich nun auch noch den 100nF Kondensator (zwischen Mikro und lm386) abziehe, Pin 3 (audio-in) also keine Verbindung mehr zur Aussenwelt hat, dann liegt die Spannung sowohl bei PWM-Wert 50 als auch 255 konstant bei 2,4V. Es scheinen also Störungen über die Spannungversorgung des Elektret-Mikros durch den 100nF Kondensator in den audio-Eingang zu ‘gelangen’!?

Beschaltung lm386.gif