ich benötige dringend Hilfe für mein Semesterprojekt. Vorab ich bin absoluter Neuling in der Arduino Welt und bringe wenig elektrotechnisches Vorwissen mit. Da für mein Projekt ein Arduino unumgänglich ist und der Versuch mir Hilfe bei meinen Kommilitonen aus dem Technikbereich meiner Hochschule gescheitert ist wende ich mich jetzt an euch. Ich habe auch nicht wirklich krass Konkrete Probleme sondern brauche eher so etwas wie eine Grundberatung bzw. Betreuung für das Projekt. Ich hoffe das sich jemand findet der Lust und Zeit hat mir weiterzuhelfen.
Zu meinem Projekt:
Thema: Die Entdeckung der Langsamkeit oder das Recht auf Faulheit
Im Grunde kann man sich mein Projekt wie einen 3 Meter langen Tunnel mit 6 Bewegungssensoren und 12 Lautsprechern vorstellen. Ziel ist es verzerrte Töne beim durchgehen des Ganges abzuspielen. Dabei soll immer ein Bewegungssensor einen Lautsprecher direkt ansprechen und danach mit einer Verzögerung einen anderen. Hierbei soll ein Arduino nano zufällig aus 3-5 Tönen auswählen welcher abgespielt wird. Am Ende hat man dann quasi 6 voneinander getrennte Baugruppen welche alle mit dem selben Code funktionieren sollen. Ziel ist es die Personen die durch den Gang gehen ein Stück weit zu verwirren und sie danach zum spielen zu animieren. Den ganzen Aufbau sieht man im folgenden Bild oben links in der Seitenansicht.
Jetzt zu meinen Problemen:
Auch da vorweg ich hätte mich gerne selber so tiefgehend mit dem Arduino und dem Coden beschäftigt das ich das ganze selber lösen könnte, habe aber einfach sehr wenig Zeit dieses Semester und die übrig bleibende Zeit erlaubt es mir nicht da ich sonst nicht fertig werden kann.
ich weiß nicht ob das Projekt mit einem Arduino nano funktioniert da das Beispielprojekt nach dem ich mich richte auf einem Arduino uno basiert.
also brauche ich um es konkret zu sagen jemanden der mir bei meinem Schaltplan hilft damit ich die ganzen Teile bestellen kann und anfangen kann das Modell zu bauen.
Ich weiß auch das der Plan von mir nicht vollständig ist. Wie gesagt meine Hoffnung ist das man dort noch etwas optimieren kann. Zum Beispiel das man nur noch einen DFPlayer benötigt und dort zwei Lautsprecher anschließt. Da weiß ich aus meinem technischen Wissen leider nicht wie das ist und ob man die zwei SPK Kanäle getrennt voneinander ansprechen kann.
Mein zweites großes Problem wird das Programmieren sein. Aber ich möchte erstmal den Hardware Teil erledigt haben bevor ich anfange mit dem Programmieren. Hierbei denke ich das man sich den Code von dem Basisprojekt schnappen kann und für meine Zwecke erweitern kann.
Zum Schluss hoffe ich das meine Probleme nicht zu unkonkret sind und sich jemand die Zeit nehmen kann und die Lust dazu hat mir zu helfen.
Da ist kein Unterschied. Einzig der USB Adapter ist einanderer. Darum brauchst Du in der IDE eine andere Einstellung für BOARD und eventuell Controller/Bootloader.
Ein MP3 Player kann ein "Musikstück" abspielen. Der Arduino kann mehrere Sensoren auswerten und ruhig mehrere Player ansteuern.
Ich weiß nicht ob Du einen Verstärker brauchst damit die Lautsprecher laut genug sind.
Welchen MP3 Player hast Du und welche Bewegungssensoren?
Alles klar das ist schonmal gut zu wissen das sich die Boards nicht wirklich unterscheiden.
Einen Verstärker würde ich definitiv benutzen damit der Sound einen Raum gut ausfüllen kann. Da hatte ich an einen LM386 Verstärker gedacht als Modul so das ich den quasi nur noch zwischenstecken muss.
Als MP3 Player würde ich den DFPlayer mini benutzen, der ja auch in dem zweiten ,,Schaltplan´´ vorkommt.
Und bei dem Sensor habe ich mich auch falsch ausgedrückt das soll ein HC-SR04 Modul sein damit man quasi für jede Baugruppe unterschiedliche Distanzen einstellen kann um das abspielen zu triggern.
LM386 700 mW Ausgangsleistung
also das ist ja im wahrsten Sinne des Wortes kein Brüller ;-))
Cooles Kunstprojekt:
Jeweils einen MP3-Player pro 2 Lautsprecher könnte so funktionieren,
dass du eben für jede denkbare Kombination von Tönen eine MP3-Datei hast.
Erst eine MP3-abspielen die nur auf einem Kanal "laut" ist und dann eine andere bei der auf beiden Kanälen etwas zu hören ist. Ob man das nahtlos ineinander übergehen lassen kann weiß ich nicht. Weil ich noch nie mit so einem MP3-Player etwas gemacht habe.
Sonst werden es halt doch zwei Player pro Microcontroller.
Willst du das ganze per Batterie betreiben oder wird es einen 230V-Anschlus geben?
Wenn du Ultraschallsensoren vewenden willst dann sollten die so angeordnet sein, dass sich die Schallwellen nicht gegenseitig als falsches Echo interpretiert werden können. Oder man muss die Aktivierung zwischen allen Microcontrollern koordinieren so dass immer nur einer sendet / eine Messung macht.
Das dauert pro Sensor ca. 0,1 bis 0,2 Sekunden. Auf welche Abstände sollen denn die Sensoren reagieren?
vgs
Ich setze jetzt doch auf einen anderen Verstärker: TDA2030A Audio der sollte bis zu 18 Watt Output haben, selbst wenn es am Ende nur 10 wären ist das auch nicht so wichtig. Solange ich einen einigermaßen lauten Ton bekomme. Das einzige Problem das ich mit dem Verstärker habe ist das der auf 6-12 Volt läuft und ich den dementsprechend nicht über den 5V Output am Arduino powern kann.
Die Idee mit der MP3 Datei finde ich super. Werde ich direkt ausprobieren sobald ich meinen Versuchsaufbau habe.
Wie ich das ganze betreiben will weiß ich noch nicht wirklich. Mir wäre denke ich ein 230V Anschluss lieber dann habe ich nicht das Problem das ich Akkus wechseln und aufladen muss etc. Der komplette Aufbau muss am Ende hoffentlich 2 Tage lang im Dauerbetrieb laufen. ( Wenn Corona das zulässt ) Und je nachdem wie viele Menschen sich das ganze Anschauen könnte das denke ich lästig für mich werden den Akku zu wechseln. Aber ich weiß auch nicht wie ein Akku das Teil betreiben könnte. Es summiert sich ja mit den Lautsprechern und allem doch ein bisschen was zusammen.
Das mit den Ultraschallsensoren wird denke ich kein Problem sein, pro Ring sind es ja nur 2 und die müssen nur ausschlagen wenn jemand sich durch den Gang bewegt. Was als Abstand dann so etwa 1,2 m wären. Aber ich denke das ich die Sensoren auch mit dem Abstand der zwischen den einzelnen Ringen ist relativ gut ausrichten kann.
Das würde schon wegen des benötigten Stromes nicht funktionieren.
Du kannst aber die 12Volt mittels Transistor (Mosfet) aus dem Arduino steuern bzw. schalten.
Nein das ist kein Problem. Du kannst die Audioverstärker nicht über den Arduino 5V Output betreiben. Es ist trotzdem kein Problem.
Das ganze bekommt ein 12V Netzteil. Und der Arduino wird dann über einen DC-DC-Step-Downwandler mit entweder direkt 5V am 5V-input oder mit 7-8V am V-in Eingang versorgt. Dieser DC-DC-Stepdown-Wandler ist einstellbar.
Wie viel Watt Ausgangsleistung jetzt notwendig sind kommt sehr darauf an ob die Töne eher leises Gesäusel sein sollen oder kräftige Töne und wie laut die Umgebungsgeräusche sind die du übertönen willst. Die Lautstärke von "Fahrstuhlmusik" ist klein es soll ja nur so ein bißchen Hintergrundgedudel sein. Das geht wahrscheinlich sogar mit den 0,7W des LM386.
Der TDA2030A bietet Leistungsreserve. Das finde ich besser.
Je lauter desto mehr Power. Welche Lautstärke jetzt wie viel Watt brauchen habe ich keine praktischen Erfahrungswerte. Da könntest du in einem HiFi-Laden mal einen ganz praktischen Hörversuch machen. Bei welcher Lautsärke schlägt da ein Verstärker mit Leistungsanzeige wie weit aus. Das ist dann aber auch nur eine erste Annäherung.
Wenn du die 18W ausreizen wolltest wären das dann
18W / 12V = 1,5A pro Verstärker macht dann bei 12 Verstärkern 1,5 * 12 = 18 A
Das wäre schon ein Riesennetzteil. Das ist aber glaube ich nicht notwendig.
Da du das ganze ja nicht nur im eigenen Wohnzimmer betrieben willst sondern ganz verschiedene Leute damit interagieren sollen, sollte die Stromversorgung 100%tig den Vorschriften entsprechen. Deshalb empfehle ich ein fertig aufgebautes Netzteil mit CE und VDE Kennzeichen. Auf der einen Seite 230V Schukostecker am Netzteil Kaltgerätestecker auf der anderen Seite Kabel mit so einen Standard-Netzteil-Stecker.
Wenn das ganze im freien ist muss das auch noch in ein Gehäuse das sicher vor Regen schützt. Auch da würde ich auf Nummer sicher gehen. Ein äußeres Gehäuse und innerhalb noch ein zweite "Schutzhülle" die Wasser vom Netzteil abhält. Sozusagen ein Dach unter dem Dach und Netzteil auf erhöhter Position im inneren damit das Netzteil über evtl. stehendes Wasser sitzt. Wenn es eine Überflutungsgefahr gibt (Unterführung) dann lieber ein gaaanz langes Kabel (2x 4mm² Querschnitt) auf der 12V Seite verlegen damit man die 230V über dem Niveau der Überflutung positionieren kann.
Das wird mehr kosten als so ein billiges China-Schaltnetzteil aber das ist es Wert.
Bis das (angeblich) billige China-Schaltnetzeil in einem Gehäuse mit Schutzleitererdung eingebaut ist, und dann von einer Fachfirma auf Isolationswiederstand und Schutzleiterwiderstand geprüft worden ist ist es drei bis fünf mal so teuer wie das fertig aufgebaute Netzteil.
Also so etwas zum Beispiel
Dann brauche ich im Grunde nur noch eine Buchse für den Hohlstecker von dem Netzteil und kann dann parallel alle 6 Stepdown Wandler und alle 12 Verstärker für die Lautsprecher mit 12 V betreiben? So stelle ich mir das zumindest gerade vor wenn ich das richtig Verstanden haben sollte.
Das mit den Vorschriften ist auch ein sehr guter Punkt an den ich überhaupt nicht gedacht hatte.
Und bei dem Punkt mit dem Wasser muss ich sagen das das eigentlich keine Rolle spielt weil alles in der Hochschule ausgestellt wird und das ganze Projekt danach eigentlich keinen Nutzen mehr erfüllt.
Aber am Ende würde ich definitiv lieber auf der sicheren Seite stehen.
Ich würde das ganze für mich mal in einem Schaltplan festhalten und diesen dann hochladen.
Wenn das Projekt in einem Gebäude steht dann braucht man ja keinen Wasserschutz. Wenn ich das richtig verstanden habe dann wird das 2 Wochen lang "ausgestellt" Für das Gebäude gibt es einen Hausmeister mit dem wüde ich spechen wie man das am besten mit der Stromversorgung macht.
Netzteile direkt an der Wand und dann nur ein Kabel für die 12V zum "Objekt"
Wenn dann wirklich 10A über das Kabel hüpfen dann sollte es schon eines sein mir recht großem Querschnitt = 4mm²
0.0178 Ohm * mm² / m * 20 m / 4 mm² = 0,089 Ohm
0,089 Ohm * 10A = 0,89 Volt. Spannungsabfall.
Das heisst bei 10A und 10m Kabellänge kommen dann am anderen Ende
12V - 0,89V = 11,11V an.
Wenn man da popelige 1,5mm² nehmen würde dann würden am anderen Ende bei 10A nur noch 12 - (0.017820/1.510) = 9.6V ankommen.
Sowas hier
und dann beide 12V-Leitungen über so einen Sicherungshalter
anschließen
In den dann solche Sicherungen eingesteckt werden
Die sind aber wirklich nur für die 12V-Seite und auf gar keinen Fall für die 230V-Seite
Ja das ganze wird nur in einem Gebäude ausgestellt, und nur 2-3 Tage. Der Hausmeister will eigentlich das wir alles mit Akkus betreiben aber wie gesagt ich glaube das ist mir zu stressig. Am Ende sollte das auch kein Problem sein wenn ich das ganze über ein Netzteil betreibe. Ich bin da auch glaube ich der einzige aus dem Semester. (Wir hatten anscheinend schon Probleme damit das Sicherungen rausgeflogen sind wegen zu hoher Belastung)
Wegen der Verkabelung muss ich mal schauen. Ich denke ich werde die Arduinos jeweils in kleinen Boxen unten an beiden Seiten der Ringe verstecken und dann die Lautsprecherkabel durch die Ringe zu den jeweiligen Lautsprechern verlegen. Das wird zwar am Ende ein kleines Chaos aber sollte eigentlich klappen.
Für mein Verständnis wird die Sicherung jetzt quasi vor den Verstärkern eingebaut oder?
Bzw. vor Verstärker und den Stepdown Modulen
Die Sicherungen direkt nach dem 12V Netzteil.
Das Netzteil braucht 12V * 10A / 80% wirkungsgrad = 150W maximal.
Eine Sicherung fleigt bei 2300W (10A) Sicherung oder 3680W (16A Sicherung)
2-3 Tage mit wie viel Betriebstunden am Tag? Und welche Lautstärke
Das beeinflusst den Stromverbrauch enorm.
Wenn sich das alles auf der Ebene von "leisem Gesäusel" abspielt tut es unter Umständen auch eine olle Autobatterie mit 70Ah.
Die Arduinos sagen wir mal 100 mA die Verstärker auch 100mA dann sind wir bei
12 x 0.2A = 1.2A
3*16h * 1.2A = 58 Ah.
Wenn der Hausmeister da querschießt dann spreche das bei der Projektleitung an.
Wenn der Hausmeister "von oben" die Anordnung bekommt:
"230V Netzteil direkt an der Gebäudewand mit Zugentlastung unter einem Tisch als Stolperschutz ist OK"
dann ist der Hausmeister auf der sicheren Seite.
Es gibt im öffentlichen Raum tatsächlich höhere Anforderungen.
Da darf man ein flexibles Kabel nicht einfach so an der Wand lang legen.
Bei einer dauerhaften Installation muss das unter Umständen in einem Metallrohr verlegt sein damit es vor Beschädigungen geschützt ist. 2-3 Tage ist keine dauerhafte Installation.
Ne also das Teil wird schon seine 8-10 Stunden am Tag laufen denke ich. Und da der Ausstellungsraum für das Projekt zu klein ist wird es in den Flur gelegt. Dementsprechend sollte die Lautstärke relativ hoch sein, sonst hätte ich mir die Verstärker auch gespart und 3 Watt Lautsprecher verwendet.
Ich versuch mich auch mal mit den Vorschriften vertraut zu machen und das mit meinem Dozenten und dem Hausmeister zu klären.
Der jetzige Stand ist aber glaube ich falls das ganze in Präsenz stattfindet das es ein geführter Rundgang wird bei dem man dann Zwangsläufig durch mein Projekt laufen muss und die Seitenwege quasi abgesperrt sind. Also sollte auch kein Besucher an das Netzteil rankommen können.
Ich schreib jetzt gleich mal eine Email, wir haben aber noch Ferien kann also sein das es etwas Zeit braucht bis ich eine Antwort bekomme.
Falls es nicht klappt komm ich nochmal auf die Idee mit den Akkus zurück.
Danke auf jeden fall für deine Expertise und das schnelle Antworten, du hast mir sehr weitergeholfen!
Das hier ist jetzt mein ,,Schaltplan". Die Lautsprecher werden noch mit dem GND Pin von dem MP3 Modul und dem Arduino verbunden. Das MP3 Modul habe ich jetzt noch nicht eingezeichnet da das ja über den Arduino mit Strom versorgt wird.
Bei den StepDown Modulen bin ich mir noch nicht sicher wie viele ich brauche? Ob da auch einer reichen würde? Schließlich brauchen die Arduinos ja nicht so viel oder? Und das Modul hat eine Ausgangsleistung von 2A bis max 3A.
Da man die Step-Down-module einzeln auf eine bestimmte Spannung einstellen kann sollten die nicht untereinander verbunden sein. Da würden dann Ausgleichströme fließen weil man die Step-Downregler nicht bis auf ein Millivolt auf den gleichen Wert eingestellt bekommt und die im Laufe der Zeit auch ein bißchen auseinander driften können.
Entweder jeder Arduino hat seinen eigenen Step-Down und dann bleiben Pluspole voneinander getrennt oder du nimmst einen größeren Step-Down-Regler der dann gleich 4A kann.
Dabei muss man sich sehr genau anschauen ob die Ampere-Angabe kurzfristiger = 0,1 Sekunden) Maximalstrom ist oder der zulässige stundenlang Dauerstrom.
Bei China-Angeboten wird da ganz oft der kurzfristige Maximalstrom in den Titel geschrieben und gut schlecht is.
Das hier ist so ein Angebot von dem man die Finger lassen sollte https://www.ebay.de/itm/392306427085?hash=item5b574904cd:g:aDsAAOSwxmNc8rVp
Die schwarzen Winzigbauteile in der Mitte sollen jeweils dauerhaft 5A können? Glaube ich nicht!
Der Plan ist das man nur in eine Richtung geht ist auch wenn ich ausstellen darf wegen corona nicht anders möglich. Ich denke damit ist das mit der Abklingzeit auch egal, ich habe ja 6 voneinander getrennte Sensoren die so eingestellt werden sollen das sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. Ob das am Ende so klappt wie ich das möchte weiß ich noch nicht aber es ist für mich auch schon zu spät daran jetzt was zu ändern.
Trotzdem Danke für die Hilfe
An was für Sensoren hätte ich den nehmen sollen um deinen genannten Problemen aus dem Weg zu gehen?
Ich hoffe ich habe deinen Kommentar nicht vollkommen falsch interpretiert und an deiner Anmerkung vorbeigeredet.
Sagen wir 4m Abstand also 8m Signallaufweg
Macht dann 8m / 340 m/sec = 23,5 Millisekunden.
Wenn man also nur alle 50ms einen Sensor pingen lässt dann sollte das passen. Wenn man die Sensoren reihum synchronisiert pingen lässt wäre jeder Sensor nach 6x 50 = 300 ms wieder dran. 3mal pro Sekunde.
@marussian : Was wäre denn deine Idealvorstellung auf welche Bewegungen deine Installation mit was für Soundänderungen reagieren soll?
vgs
Ich dachte daran das man einfach Voraufgenommene Sounds abspielen lässt. Der Arduino soll dann quasi aus 3-5 MP3 Dateien auswählen welche er abspielen will sobald der Sensor getriggert wird. Und dann hätte ich wahrscheinlich 4 Sensoren auf eine Distanz eingestellt das jeder der durch den Gang läuft diese triggert und die anderen 2 auf eine kürzere Distanz. Bedeutet um diese 2 dann zu triggern muss man den Arm ausstrecken oder ähnliches
