SC-802 Radio umbau - Bordelektronik, Spannungsschwankungen, Spannungsregler und Schutzschaltungen

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Mobaron
Neuling

#1 erstellt: 22. Nov 2020, 20:22

Moin moin,

vor ein paar Wochen habe ich beschlossen mein altes Auto Radio umzubauen. Heißt, vorhandene Elektronik raus und durch neue ersetzen. Dadurch bleibt die Optik erhalten und ich habe in meinem 1996 Volvo 850 trotzdem Bluetooth etc. und hoffentlich besseren Sound. (Radio: SC-802)
Die meisten Komponenten für das Projekt habe ich inzwischen bestellt, die Logik wird auf 5v laufen und der Verstärker auf 12v.

Vorweg - mit Bordelektronik habe ich mich noch nie auseinander gesetzt, bin also ein ziemlicher Laie was das angeht.
Nachdem ich mich dann aber noch etwas mehr mit der Bordelektronik beschäftigt habe ist mir das erste mal richtig klar geworden dass die Bordnetzspannung alles andere als sauber ist.
Anscheinend können hier sogar Spannungen von - 100v bis +100v entstehen wenn ein Relais abfällt.

Normalerweise sollte man dann doch mehrere Schutzmaßnahmen in die Schaltungen integrieren wie z.B

- Überspannungsschutz
- ESD
- Überlastschutz - Bereits vorhanden durch Auto
Sicherungskasten?
- Festspannungsregler - mit Glättung/Siebung

An sich sind die aufgeführten Schaltungen so oder so erstmal nicht verkehrt denke ich, was mich aber an der ganzen Sache gewundert hat, ist dass das Originale Radio auf den Platinen keine dieser Schaltungen verbaut hat. Ist es möglich dass ein paar der aufgeführten Sachen bereits irgendwo im Auto verbaut sind oder befinden sich solche Schaltungen wenn immer in den jeweiligen Komponenten und ich habe sie einfach nur übersehen?
Um sicher zu gehen habe ich auch noch das Radio durchgemessen (Überprüft ob die Spannung im Original Radio wirklich nicht geregelt ist) und tatsächlich schwankt die Spannung auf den Platinen immer in Abhängigkeit von der Motor Drehzahl zwischen 12 und 14v.

Das hat mich jetzt doch ein bisschen verwirrt und ich frage mich ob diese Schwankungen von 1 bis 2 Volt (Ein Relais das abfällt bzw. Extreme Spannungsspitzen konnte ich noch nicht messen) für die Hardware am Ende doch garnicht sooo schlimm sind. Ich bin eigentlich davon ausgegangen dass sich diese Schwankungen u.a. Auch im Klang widerspiegeln sollten oder merkt man diese nicht solange noch gelättet und gesiebt wird?
Kennt sich einer hier damit genauer aus und könnte das ganze Thema Radio Bordelektronik ein bisschen genauer erläutern?
Über Google konnte ich mir die Frage bis jetzt leider nicht genau beantworten.

LG

Car-Hifi
Inventar

#2 erstellt: 22. Nov 2020, 22:05

Tach auch und herzlich willkommen im Hifi-Forum,

da hast Du ja ein ambitioniertes Projekt vor! Viel Erfolg wünsche ich Dir.

Ja, die Spannung in einem Auto kann extrem schwanken. Radios und Verstärker sind oft darauf ausgelegt, kurzzeitig mit 9V klar zu kommen. Im Augenblick des Motorstarts kann bei Kälte diese Spannung problemlos erreicht und sogar unterschritten werden. Bis 9V sollten die Geräte noch eingeschaltet bleiben, darunter sollten sie sich zumindest nicht aufhängen.

14,4 V stellen die Norm auf der anderen Seite dar. Allerdings sind selbst kurzzeitige Spitzen von 16 V keine Seltenheit und deshalb sollte Elektronik auch damit ohne Schaden klar kommen.

Spannungsspitzen von 100 V aus Relais lassen sich recht gut abfangen, wenn man in das Relais eine Kurzschluss-Diode verbaut - was durchaus üblich ist. Hinzu kommen Spulen und Kondensatoren zur Spannungsstabilisierung und als Filter.

Den ESD-Schutz brauchst Du nur bei der Herstellung und Reparatur der Baugruppen. Später kommt der Nutzer ja nicht mehr an die elektronischen Baugruppen, um eine elektrostatische Entladung zu fabrizieren.

Du fragst nach den Festspannungsreglern. Ja, die hast Du in modernen Radios. Aber nicht für die Baugruppen wie die Verstärker-ICs. Die sind für die schwankende Spannung ab Werk ausgelegt. Andere Schaltungen wie Tuner, DSP. Display-Ansteuerung usw. arbeiten mit 5 oder 3,3 V und haben entsprechende Regler auf der Leiterplatte.

Wenn sich die Spannungsschwankungen im Klang bemerkbar machen, dann hat der Hersteller was falsch gemacht. In der maximalen Lautstärke gibt es natürlich Unterschiede - aus 12 V resultiert natürlich eine andere Leistung als aus 14,4 V. Allerdings bezweifle ich, dass man den Unterschied von 2-3 Watt während der Fahrt wirklich wahrnimmt.

Ich hoffe, ich konnte anfänglich ein paar Fragen klären.

Mobaron
Neuling

#3 erstellt: 23. Nov 2020, 02:23

Vielen Dank für die nette Begrüßung und die Schnelle Antwort.

Das ist sehr gut zu wissen! Beim durchforsten von Foren meine ich immer mal wieder davon gelesen zu haben das Spannungsspitzen ICs zerstören. Kommt dann aber natürlich auch auf die Schaltung an, der geplante Klasse AB Audio IC TDA7850 verträgt wohl eine Eingangsspannung von 8 - 18v - (sollte dann ja gut passen) und hat anscheinend auch einige Schutzschaltungen Integriert.
Jetzt weiß ich aufjedenfall bescheid, Danke.
Wird den Umbau um einiges leichter machen.
Spulen und Kondensatoren für die Stabilisierung und Filterung sind auch bereits auf dem Board vorhanden, das sollte also auch so passen.
Bin mal gespannt wie der TDA7850 Klingt, abgesehen davon ob man die paar Watt unterschied beim Fahren hört. Der alte IC und der TDA haben ungefähr, laut Volvo Handbuch, die selbe THD bei 25w.

Heißt das, Kurzschlussdioden werden häufig standardmäßig in Relais verbaut oder muss man sich wenn selbst um die Dämpfung der Spulen kümmern?
Das werde ich aufjedenfall nochmal überprüfen, sonst kann man ja anscheinend auch auf eine Zener-Diode zurückgreifen oder auf ein RC-Glied.

Die Knöpfe und Funktionen vom Radio werden dann von einem ATMega328 gesteuert an dem auch der FM Tuner und der Original I2C Display MC + Display hängt. Bei dem sind die Eingangsspannungsgrenzen bei 6 - 20v. Sollte also auch kein Problem sein.

Wenn das Projekt funktioniert und es hier noch jemanden mit ähnlichen Plänen gibt, stelle ich gerne meine Aufzeichnungen mitsamt Code, Anschlussplan und eine für das SC-802 Display geschriebene I2C Bibliothek zur Verfügung oder schreibe noch eine Anleitung

Car-Hifi
Inventar

#4 erstellt: 23. Nov 2020, 11:22

Mobaron (Beitrag #3) schrieb:

Der alte IC und der TDA haben ungefähr, laut Volvo Handbuch, die selbe THD bei 25w.

Das liegt einfach an den physikalischen Gesetzen. Die maximale Leistung wird durch die Spannung und den Widerstand (hier die Impedanz) bestimmt. Bei den selben 14,4 V und 4 Ω kann man einfach nicht mehr Leistung heraus holen. Ja, man könnte ein Netzteil einbauen und zum Beispiel 40 W liefern. Allerdings sollte man nicht vergessen, dass Class-AB- Verstärker nur einen Wirkungsgrad von 50-60% besitzen, der Rest wird in Wärme gewandelt. Wenn also ein Verstärker-IC wirklich 160 W abgeben würde, würde er im engen Radioschacht 160 W Wärme erzeugen. (Es gibt einige Radios, die geben wirklich 40 bis 45 W pro Kanal ab - mit Class-D-Verstärkern.)

Heißt das, Kurzschlussdioden werden häufig standardmäßig in Relais verbaut

Ja.

sonst kann man ja anscheinend auch auf eine Zener-Diode zurückgreifen oder auf ein RC-Glied.

japanische Radios der letzten 5-10 Jahren habe ich nicht mehr geöffnet. Aber Blaupunkt und Becker hatten stets große Spulen und Kondensatoren, also LC-Glieder am Eingang.