Galvanische Trennung RasPi und Audio-Amp

[websocke]

Hallo zusammen,

ich bin dabei, ein Alexa-Projekt zu bauen und habe mittlerweile alle Notwendigen Hardware-Komponenten zusammen und die Software eingerichtet, sodass alles funktioniert.

Bislang wird der RasPi 2 mit einem 2A 5V Netzteil versorgt und ein Audio-Amp für den Ton ebenfalls mit einem solchen Netzteil. Die beiden sind nur durch den 3,5mm-Klinkenausgang des RasPi miteinander verbunden.

So sieht es aus:
Netzteil -> RasPi 2
Netzteil -> DC/DC-Stepdown-Wandler (auf ca. 2,9V) -> Amp -> Lautsprecher (6 Ohm, 1W)

Mein Ziel ist es, dass beide Komponenten mit der gleichen Stromquelle versorgt werden.
ABER: wenn ich beide zusammen an ein Netzteil hänge, kann man hören, wie die CPU arbeitet.

Ich möchte beide Komponenten mit einem Netzteil versorgen, aber sie zwischendrin galvanisch trennen...
...wie schaffe ich das? Ist das überhaupt möglich?

Gruß
der websocke

[mline]

...Die beiden sind nur durch den 3,5mm-Klinkenausgang des RasPi miteinander verbunden.
...
ABER: wenn ich beide zusammen an ein Netzteil hänge, kann man hören, wie die CPU arbeitet.

Hast du da vielleicht einen normalen 3poligen Klinkenstecker verwendet?
Falls ja, hast du vermutlich das analoge Videosignal auf GND weil das eigentlich eine 4polige Klinkenbuchse ist.
Die Beschaltung ist wie folgt:
Spitze: Audio links
1. Ring: Audio rechts
2. Ring: GND
3. Ring: Video

Falls du tatsächlich einen 3poligen Stecker verwendest würde ich das erstmal ändern und sehen ob das Problem weiterhin besteht

[websocke]

Danke für die Antwort!

Daran habe ich gar nicht gedacht, aber tatsächlich nutze ich einen 3-poligen Klinkenstecker. Das Signal, welches der Amp braucht, ist nur Mono, darum würden theoretisch 2 Pole ausreichen...
Wenn ich das richtig sehe, brauche ich nach deiner Anleitung aber einen 4-poligen Stecker, da auch beim Mono-Stecker das Video-Signal auf der Masse habe (?)

Könnte ich einen Klinke-Chinch-Adapter nutzen, bei dem die 4 Pole der Klinke in 3-Fach-Chich aufgetrennt werden? So könnte ich mir einfach einen der 2 Audio-Kanäle für den Amp nehmen.

[smartifahrer]

Beschreib mal den Ton "hören, wie die CPU arbeitet". Ist es ein hoher ton oder eher ein tiefer. Wenn es ein tiefer (Brummen) ist ist eine sogenante Brumschleife entstanden. Auserdem ist die Audioqualität an der Klinke nicht gut und ist auch nicht für HIFI Anwendungen gedacht. Besser ist die Ausgabe über HDMI oder über eine USB-Soundkarte (gibts für wenige Euros).
https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 005041.htm

Galvanisch trennen brauchst du die nicht. Du darft nur keine Verbindung zu Erde Herstellen, auch nicht über eine Person die das Geghäuse anfasst. Eine galvanische Trennung kanst du ansonsten mit einem NF-Übertrager erreichen (ein spezieller Trafo).

@mline: müsste bei einem 3poligen Klinkenstecker das Videosignal nicht auf GND gezogen werden. Die Pins GND und VIDEO werden ja Kurzgeschlossen.

[websocke]

Ich werde weitere Tests zu Hause später machen, wenn notwendig, aber ich beschreibe es mal.

Das Geräusch setzt sich zusammen aus einem Rauschen und einem hohen "Zischen", welches immer dann zu hören ist, wenn die grüne LED am RasPi flackert, also immer dann, wenn irgendeine Last drauf ist.
Wie ein Brummen klingt es jedoch nicht.

Die Qualität des Audiosignals spielt für mich keine sehr große Rolle, da es ja mit den getrennten Netzteilen ganz gut funktioniert.
Eine USB-Soundkarte habe ich bereits getestet, aber ich bekomme ALSA nicht damit eingerichtet, und leider will der Alexa Wakewordagent ALSA haben...
(lustigerweise funktioniert der Eingang an der USB-Soundkarte, jedoch nicht der Ausgang)

Das ganze komplett über eine USB-Soundkarte zu betreiben, wäre mir viel lieber, aber daran bin ich gescheitert...

Was mline meinte ist wohl, dass das Videosignal des Pi mit auf GND geht, denn mein Stecker hat 3 Pole (1 - links, 2 - rechts, 3 - GND). Da GND auf dem Stecker das Video-Signal mit GND des Pi verbindet, entsteht vielleicht dadurch das Störsignal...
Wenn ich GND und Video-Signal voneinander trenne, sollte es doch nicht mehr auftreten (hoffe ich).

[smartifahrer]

Die grüne LED flackert wenn auf die SD-Karte zugegriffen wird. Zisch-Geräuche kenn ich von Netzteilen. Könnte also vom DC/DC-Wandler stammen.

[websocke]

Die grüne LED flackert wenn auf die SD-Karte zugegriffen wird. Zisch-Geräuche kenn ich von Netzteilen. Könnte also vom DC/DC-Wandler stammen.

Ok, aber warum kommt das Geräusch dann nicht, wenn alles galvanisch getrennt wird?
Das Geräusch ist eigentlich permanent da, dazu kommt dann eben nur noch dieses hohe Zischen, immer wenn die grüne LED blinkt.

Ich werde das ganze später mal mit dem 4-poligen Klinkenstecker testen, falls nicht noch jemand eine andere Idee hat.

[websocke]

Ich habe es jetzt mal mit einem 4-poligen Klinkenstecker versucht, dieser endet in 3 Chinch-Ausgängen: weiß, rot, gelb.
Leider ohne Erfolg, das Rauschen hört nicht auf und ist sogar auf weiß und rot zu hören (vermutlich weil der Verstärker Mono ist und dennoch einen 3-polien Stecker hat.

Wie kann ich weiter machen?

Das mit dem NF-Übertrager ist mir noch zu hoch, gibts hier Tipps, was ich einbauen kann oder wie ich sowas verwende?

[mline]

...Leider ohne Erfolg, das Rauschen hört nicht auf und ist sogar auf weiß und rot zu hören...

Wie schon geschrieben ist der 4te Ring nicht Ground sondern Video. Somit passt dieser Anschluss nicht zu den üblichen Anschlüssen.

0815 4polig Klinke auf Cinch:
Spitze: Video
1. Ring: Links
2. Ring: Rechts
3. Ring: GND

Raspberry Pi:
Spitze: Audio links
1. Ring: Audio rechts
2. Ring: GND
3. Ring: Video

Wenn du also ein 0815 Kabel da rein steckst hast du bei allen Steckern an GND eigentlich Video anliegen.

[smartifahrer]

Beim 3-Poligen Klinkestecker ist der 3. Pol so groß wie beim 4-Poligen 3+4 zusammen somit wird der Video Pol über Pol 3 auf GND verbunden.
Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Klinkenstecker

[websocke]

Ok, das habe ich nun verstanden, da hatte ich einen Denkfehler...

Ich kann also so ein Kabel benutzen, wenn ich selbst bestimme, welche Adern ich nutzen möchte, also auftrennen und Adern aussuchen ODER die Spitze von weiss/rot mit der Spitze von gelb verbinden, dann sollte ich doch den 1. Ring und GND vom RasPi bekommen... (?)

Ich kann aber auch einfach die Buchse vom RasPi einfach abbauen und Löte mir was eigenes dran...

Wenn das wirklich so einfach ist und mein GND-Pol das Problem ist, dann sollte man es doch so lösen können...

[smartifahrer]

Buchse vom RasPi einfach abbauen

Wenn du reskieren wilst den Raspi zu schrotten, nur zu. Einfacher wäre es auf der Rückseite an die Pins der Buchse Vorsichtig deine Kabel anzulöten. Für kurze Kabellängen braucht du auch kein geschirmtes Kabel. Wobei ich daran zweifle das dann die Störung weg ist.

[websocke]

Jetzt habe ich es geschafft.
Ich habe die Buchse nicht abgebaut, da mir die Lötstellen etwas zu klein waren und alles ziemlich eng gebaut ist, aber stattdessen konnte ich direkt auf die Buchse zwei Adern auflöten, welche zur Masse und zur Spitze führen (die Kontakte lassen sich von oben auf der Buchse leicht verzinnen).

Es sind immer noch leichte Störgeräusche zu hören, jedoch nur minimal und es klingt ganz genau so, als würde man den Klinkenstecker einstecken und 2 Netzteile für die Stromversorgung verwenden.

Ich gebe zu, besser wäre hier die Lösung mit dem Klinkenstecker in der USB-Soundkarte, aber leider bin ich wohl zu blöd, dass richtig zu konfigurieren...

[mline]

Ok, dann eben USB Audio.

Dass der Eingang deines USB-Audio-Devices funktioniert wenn du es anschliesst, deutet darauf hin, dass das Gerät korrekt erkannt wird, aber der interne Sound der Raspberry Pi eine höhere Priorität hat.
Ich schätze es reicht, wenn du in der Datei /boot/config.txt den internen Sound durch auskommentieren des Device Tree Overlays deaktivierst.

In einer jungfräulichen config.txt sind das die letzten Zeilen und sollten dann so aussehen:

Code: Select all

# Enable audio (loads snd_bcm2835)
#dtparam=audio=on

Danach müsste das USB Audiodevice das einzige Audiodevice sein (wie das mit HDMI Sound aussieht weiß ich grad ehrlich gesagt nicht)

[websocke]

Das kann ich wirklich nochmal testen, vielleicht geht es ja so noch besser...

Ich habe auch schon versucht, in den Audio-Einstellungen per GUI direkt den USB-Adapter aus Ausgang zu wählen, leider ohne Erfolg, Analog ging, HDMI gint (mit leichter Verzögerung), aber Ausgabe via USB nicht...

Bei Gelegenheit zeige ich euch mal meine Konfig der Soundkarten, könnte aber dauern ^^

Danke erstmal für den Tipp!