Michi-
16.05.2011, 23:02 |
Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse (Schaltungstechnik) |
Hi,
sorry wenn ich hier dumm erscheine, ist aber schon ne Weile her, dass ich was mit Elektronik gemacht hab. :P
Ich hab so ein Projekt, mit dem ich aus der 3.5er Klinkenbuchse eines Smartphones und 2 IR LEDs eine Fernbedienung für Fernseher o.ä. bauen will.
Die beiden LEDs würden mit einem speziell präpariertem digital Audiosignal (2x 19kHz, je auf dem linken und rechten Kanal für die benötigten 38kHz) betrieben werden. Erster Gedanke: einfach direkt dranhängen.
Jetzt gibt so eine Klinkenbuchse ja nicht sehr viel her, bzw. weiß ich nicht einmal, welche Spannung da in der Regel anliegt, oder welche Impendanz die Buchse hat. Keine Ahnung über die Größenbordnung dieser Werte, und google spuckt nichts brauchbares aus. Ist doch nur ein normaler kompakter Ohrhöreranschluss. Weiß da jemand mehr?
Alles was ich finden kann, sind ein paar andere die ein ähnlichs Projekt hatten, und eine recht erbärmliche Leistung aus den Dioden bekamen.
So denk ich mir doch, könnte man nicht Energie aus der Buchse gewinnen und zwischenspeichern? Fluchs mal eben gemessen. Ohne Last und ohne Audiosignal bekomme ich tatsächlich 2.7V DC aus der Buchse! Damit lässt sich doch was machen. Also flink eine Schaltung entworfen:

Die beiden Kanäle laden, immer wenns genug Spannung gibt, den Kondensator, welcher dann als Stromquelle für die LEDs dient. Um das Maximale aus den nur 2.7V zu holen, sollten die Dioden Shottkys sein. Ich denke nicht, dass ich hier Brückengleichrichtung brauche, oder vielleicht wäre das doch besser? Die Transistoren sollte ich vielleicht auch durch MOSFETs ersetzen. Ich will auf jeden Fall ca. 1.7-2V für die LEDs über haben.
Ja, ich sollte die Basen der Transistoren über Kondensatoren an die Klinke koppeln um den DC offset wegzukriegen. Soll ja nur leuchten, wenn auch ein Audiosignal kommt.
Hier eine Frage: Wie bestimme ich die Art und Kapazität dieser Kondensatoren? Ich finde da keine Anlaufpunkte.
Ansonsten glaube ich, dass das so funktioniert. Was meint ihr? Klappt das? Ideen ider Vorschläge?
Danke schonmal! |
The gast
16.05.2011, 23:10
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
» sorry wenn ich hier dumm erscheine
Nö, nur dein Vorhaben ist zum scheitern verurteilt, somit dumm wenn du das durchziehst. |
x y
17.05.2011, 00:19
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
» Ansonsten glaube ich, dass das so funktioniert. Was meint ihr? Klappt das?
» Ideen ider Vorschläge?
Du wirst aus dem Kopfhöreranschluss des Smartphones nicht genügend Leistung bekommen. Man könnte natürlich den einen Kanal zur Speicherung in einen Doppelschichtkondensator verwenden und sobald genügend Energie im Kondensator ist auf dem zweiten Kanal ein Fernsteuersignal ausgeben, aber trivial ist das nicht gerade. Und wenn das Samrtphone nur Audioformate mit mäßiger Kanaltrennung unterstützt klappt das gar nicht. |
Hartwig
17.05.2011, 03:07
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hallo,
ich denke, das ist sehr grenzwertig. Eine IR-Diode wird oft mit 50mA betrieben, Uf etwa 1,5 V. Gehe ich jetzt von einem Signal kürzer 1s aus und entlade dabei den Kondensator linear (Konstantstrom) um 2V, käme ich auf C=(I*t)/U= 5000µF (hab hoffentlich richtig gerechnet!). Dann muß man aber noch die Ansteuerung mitrechnen etc - und dann spielt die max. Amplitude des genutzten Ausgangssignals eine Rolle. Da wäre vor IR-Signalabgabe der Speicher-C wahrscheinlich erstmal durch einen Dauerton maximaler Amplitude zu laden (Trafo oder Spannungsverdoppler???).
Das wird wirklich nicht einfach.....
Hartwig |
Michi-
17.05.2011, 06:57
@ Hartwig
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hallo und danke fürs antworten an euch!
Das Signal ist maximal vielleicht 300µs lang, und natürlich nicht konstant af "1". Zusätzlich gibts ja nur ein Signal, wenn ich gerade auf einen "Knopf" drücke, in der Zwischenzeit genug Zeit zum laden. Ich denke ich komme mit 47µF gut hin, was mit einem kleinen Tantal zu schaffen ist :P
Dass die Klinkenbuchse nicht viel her gibt ist mir klar. Inzwischen weiß ich, dass ich da vielleicht ein paar mW raus bekomme, aber das sollte genug sein um den Kondensator nach dem anstecken zu laden.
und x y, ich brauche beide Kanäle für Signale um auf die in der Infrarotechnik üblichen 38kHz zu kommen Ein einzelner Kanal kommt theoretisch nur bis 44100Hz / 2 = 22050 Hz, praktisch vielleicht bis 20k |
Thomas Kuster

CH-9400 Rorschach, 17.05.2011, 07:24
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hallo Michi
wenn Du denkst, dass man für ein 38 kHz Signal einfach zwei 19 kHz Quellen zusammenmischen muss, liegst Du damit falsch.
Dein Plan wäre - richtige Umsetzung vorausgesetzt, wirklich recht aufwändig und für Elektronikanfänger sicher nicht zu empfehlen.
Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas |
Michi-
17.05.2011, 07:46
@ Thomas Kuster
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
» Hallo Michi
» wenn Du denkst, dass man für ein 38 kHz Signal einfach zwei 19 kHz Quellen
» zusammenmischen muss, liegst Du damit falsch.
» Dein Plan wäre - richtige Umsetzung vorausgesetzt, wirklich recht
» aufwändig und für Elektronikanfänger sicher nicht zu empfehlen.
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas
Oha, jetzt sehe ich das Problem! 
Beide Sterreo-Kanäle sind in Phase, oder? Dann wird das natürlich nichts. Mmhhh...
Wie wärs, wenn ich den zweiten Transistor durch einen PNP ersetze? Dann "spielt" eine LED die positiven, die andere die negativen Halbwellen, und das sollte dann eigentlich volle Frequenzverdopplung sein
Ein Anfänger bin ich nicht, nur eingerostet :P
Danke! |
x y
17.05.2011, 09:03
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
» "spielt" eine LED die positiven, die andere die negativen Halbwellen, und
» das sollte dann eigentlich volle Frequenzverdopplung sein
Das ist die soweit richtige Idee, aber du benötigst einen geeigneten Trafo um aus dem zweiten Kanal ausreichend Spannung in den Elko speichern zu können, und ein paar zehn uF reichen deutlich nicht. |
Hartwig
17.05.2011, 12:32
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
» Hallo und danke fürs antworten an euch!
Hallo,
»
» Das Signal ist maximal vielleicht 300µs lang, und natürlich nicht konstant
Also wenn es um eine standard Fernbedienung geht - da ist die Signalsequenz deutlich länger. Das gesamte "Telegramm" dürfte einige Zehntel Sekunden dauern. 300µs halte ich eher für die einzelne Impulslänge. Du mußt aber die Energie für das gesamte Telegram zur Verfügung stellen. Tastverhältnis 50% bei 400ms würde also grob 200ms Dauertastung entsprechen. Dies - wie gesagt - nur zur sehr groben Abschätzung der Größe des C`s. 47µ halte ich für deutlich zu wenig!
Grüße
Hartwig
» af "1". Zusätzlich gibts ja nur ein Signal, wenn ich gerade auf einen
» "Knopf" drücke, in der Zwischenzeit genug Zeit zum laden. Ich denke ich
» komme mit 47µF gut hin, was mit einem kleinen Tantal zu schaffen ist :P
»
» Dass die Klinkenbuchse nicht viel her gibt ist mir klar. Inzwischen weiß
» ich, dass ich da vielleicht ein paar mW raus bekomme, aber das sollte
» genug sein um den Kondensator nach dem anstecken zu laden.
»
» und x y, ich brauche beide Kanäle für Signale um auf die in der
» Infrarotechnik üblichen 38kHz zu kommen Ein einzelner Kanal kommt
» theoretisch nur bis 44100Hz / 2 = 22050 Hz, praktisch vielleicht bis 20k |
el-haber
17.05.2011, 12:49
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hi,
geniale Idee, aber mit einigen Macken.
Du kannst Energie im Kondensator aus der Wechselspannung des Audio-signals speichern, wenn nicht gleichzeitig die Treibertransistoren für die IR-LEDs einschalten!
Die Idee mit dem PNP und dem NPN-Transistor ist auch gut.
Allerdings bräuchten beide Transistoren jeweils einen passiven Hochpass vorgeschalten, der ab ca. 16kHz genügend Spannungshub an den Basen erzeugt, daß die IR-LED auch blinken.
Experimentiere hier mit einem Kondensator in Reihe zur Basis und einem Ableitwiderstand nach Masse (für NPN) bzw. nach +Ladungsspannung (für den PNP). Natürlich einigermaßen hochohmig.
Der Schutzwiderstand liegt dann vom Emitter jeweils zum Spannungspol und dient als zusätzliche frequenzabhängige Stromsteuerung für die IR-LEDs.
IR-Leds werden mit bis zu 1A gepulst! Die Burst- Signale sind aber extrem schmal - also nichts mit Audio.
Für die oben beschriebene Ladevariante sendet der i-Pod dann einen tiefen Ton (1kHz) zum Laden des Kondensators und gibt dann kurz das modulierte 19kHz gezwitscher aus.
Du brauchst Energie für ca. 12 Bursts mit jeweils zwischen 5 und 10 Impulsen Länge.
Cu
st |
Michi-
17.05.2011, 13:45
@ el-haber
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hallo!
» Also wenn es um eine standard Fernbedienung geht - da ist die
» Signalsequenz deutlich länger. Das gesamte "Telegramm" dürfte einige
» Zehntel Sekunden dauern. 300µs halte ich eher für die einzelne
» Impulslänge. Du mußt aber die Energie für das gesamte Telegram zur
» Verfügung stellen. Tastverhältnis 50% bei 400ms würde also grob 200ms
» Dauertastung entsprechen. Dies - wie gesagt - nur zur sehr groben
» Abschätzung der Größe des C`s. 47µ halte ich für deutlich zu wenig!
Mhhh. Wenn ich mir diese Seite angucke:
http://www.preferatele.com/docs/diverse/12/infra-red-remote-con14.php
Dann sind die Sequenzen 45-60ms lang, effektiv also 20-30ms. Wenn ich die LEDs nun, wie von el-haber beschrieben, mit ordentlich Schmackes pulsen will (1A) dann langen 47µF wirklich nicht mehr. Das stimmt...
Ich sollte erst einmal genaustens herausfinden, wie lang diese Signalsequenzen sind.
» Hi,
» geniale Idee, aber mit einigen Macken.
»
» Du kannst Energie im Kondensator aus der Wechselspannung des Audio-signals
» speichern, wenn nicht gleichzeitig die Treibertransistoren für die IR-LEDs
» einschalten!
Kein Problem, das ist der Sinn 
» Die Idee mit dem PNP und dem NPN-Transistor ist auch gut.
» Allerdings bräuchten beide Transistoren jeweils einen passiven Hochpass
» vorgeschalten, der ab ca. 16kHz genügend Spannungshub an den Basen
» erzeugt, daß die IR-LED auch blinken.
» Experimentiere hier mit einem Kondensator in Reihe zur Basis und einem
» Ableitwiderstand nach Masse (für NPN) bzw. nach +Ladungsspannung (für den
» PNP). Natürlich einigermaßen hochohmig.
Ah, Hochpass ist dass ganze. Ja, der ist geplant, hatte ihn nur zum Zeitpunkt der Zeichnung noch nicht eingeplant 
» Der Schutzwiderstand liegt dann vom Emitter jeweils zum Spannungspol und
» dient als zusätzliche frequenzabhängige Stromsteuerung für die IR-LEDs.
» IR-Leds werden mit bis zu 1A gepulst! Die Burst- Signale sind aber extrem
» schmal - also nichts mit Audio.
Definitiv. Deshalb die Speisung mit Zwischenspeicher. 1A könnte aber schon recht interessant werden. Um den Wert des Reihenwiderstands kümmere ich mich, wenn ich genau weiß, welche Ladeendspannung am Kondensator anliegt.
»
» Für die oben beschriebene Ladevariante sendet der i-Pod dann einen tiefen
» Ton (1kHz) zum Laden des Kondensators und gibt dann kurz das modulierte
» 19kHz gezwitscher aus.
» Du brauchst Energie für ca. 12 Bursts mit jeweils zwischen 5 und 10
» Impulsen Länge.
Was meinst du mit "Impulsen Länge"? Die Menge der Takte bei 38kHz, sprich 130 bis 260µs?
Das wären dann insgesamt bis zu 3.2ms pro Telegramm, das divergiert um mehr als eine Größenordnung mit dem, was ich auf obigem Link gelesen habe. Mhhh...
» Cu
» st
Danke!
Grüße |
el-.haber
18.05.2011, 08:45
@ Michi-
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hi,
ein IR-fernbedienungs-Telegramm besteht aus 10, 12 - bis 18 oder mehr Bits.
jedes Bit wird mit einer Reihe von 38kHz-Impulsen (also ca. 26µs langen Periodischen Signalen) erzeugt. Die üblichen Verstärker brauchen so zwischen 3 und 5 Perioden, um
1. das Signal zu erkennen
2. das gesendete Bit zu erkennen (Perioden-längen-Modulation)
Darüber hinaus gibt es für jede Codierung und jedes Gerät eine eigene Spezifikation über die genaue Dauer (Timing) und Taktfolge der Nachrichtenübertragung.
Damit du das weiter oben gesagte besser verstehst:
Vor jeder Übertragung wird ein niederfrequentes Signal gesendet, mit dem der Kondensator (z.B. ein Goldcap) aufgeladen wird. Die Treibertransistoren für die IR-LEDs werden von diesem Signal noch nicht angesteuert - das unterdrückt der Hochpass!
Erst danach kommen die Nachrichtenimpulse, die aber aufgrund der entladung des Kondensators zum Ende der Nachricht hin immer "breiter" werden.
Die 1A-Impulse bewegen sich bei IR-Dioden im 100ns-Bereich!!! (würden hier aber nur unnötig viel Energie verschlucken.)
CU
st |
Michi-
18.05.2011, 19:56
@ el-.haber
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Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
Hallo,
Ich komme mit Recherchen! 
Zuallererst, ich habe mir mal Lirc angeguckt, ein sehr umfangreiches Linux Programm. Die meisten Signale dort sind ca. 30-70ms lang, mit einem Duty Cycle von ungefähr genau 50%. Das soll unser Ausgangswert sein.
Die von mir auserkorenen LEDs
http://www.reichelt.de/index.html?;ACTION=7;LA=28;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME=A500%252FLD271%2523OSR.pdf
pulsen auch noch locker mit 3.5A, und das bis 10 µs. Ich denke aber, dass 1A es auch noch tun :D
Für diese Leistung brauche ich dann doch mehr Zwischenspeicher. 68.000µF aus einem Goldcap sollten problemlos für Recht und Ordnung sorgen.
Dann habe ich mal den Kopfhörerausgang noch einmal etwas genauer durchgemessen. An einem 270 Ohm Widerstand bekomme ich aus einem Kanal bei 4kHz Rechteck ca. 2.5mAac. Das sind gute 600mW, 1.2W wenn wir beide Kanäle hernehmen. Nicht schäbig!
Jetzt aber das Problem. Frei nach dem Motte, wer viel misst, misst viel Mist, stellen sich die 2.7Vdc, die ich zuvor gemessen habe, als falsch heraus. Es gibt keinen DC offset, auch nicht im Leerlauf. Das, was rauskommt, sind ca. 700mV, wenn ein Signal anliegt.
Selbst wenn ich hier die LEDs direkt dranhänge, reicht das immer noch lange nicht. Die LED hätte gerne 1.9V, wenn man mit 1A pulsen will.
Gut, jetzt steigt das ganze zwar an Komplexität, aber ich wäre immer noch gewillt, einen mikroskopischen Trafo zu nutzen, um die benötigte Spannung zu erreichen.
Lohnt sich das? Gibt es bei den geringen Leistungen irgendwas zu beachten? Was nehme ich dafür her?
Es sollte es ja eine schöne, kompakte Schaltung werden. Aber das eigentliche Ziel für mich ist, Spaß daran zu haben, mal wieder etwas zu bauen. Also: to hell with size!  |
x y
18.05.2011, 20:37
@ Michi-
|
Parasitäre Energiegewinn aus Klinkenbuchse |
» Gut, jetzt steigt das ganze zwar an Komplexität, aber ich wäre immer noch
» gewillt, einen mikroskopischen Trafo zu nutzen, um die benötigte Spannung
» zu erreichen.
» Lohnt sich das? Gibt es bei den geringen Leistungen irgendwas zu beachten?
» Was nehme ich dafür her?
Ferritkern und Kupferlackdraht. |
geralds

Wien, AT, 18.05.2011, 22:02 (editiert von geralds am 18.05.2011 um 22:04)
@ Michi-
|
Schaltungsvorschlag - Teilschaltung als Gedankenanregung |
Hi,
Hier eine Anregung, Schaltregeler ab so 1V für eine LED:

Ist zum Überlegen, wie du einen Schwinger
für deine Klinke machen kannst.
zB, wie kommt man noch weiter runter..
... wie kann das Audiosignal
so genutzt werden, dass der Schwinger anspringt.
,,,, zB passendere Wahl der Transi's
Grüße
Gerald
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
x y
18.05.2011, 22:17
@ geralds
|
Schaltungsvorschlag - Teilschaltung als Gedankenanregung |
» Hier eine Anregung, Schaltregeler ab so 1V für eine LED:
Erstmal müsste er 1V DC haben. |