Frequenz abfragen

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raa
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Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 13.11.2017 18:15:15

Hallo,

eigentlich banal: :wink:

Ich suche nur einen bash - Befehl, der mir die Frequenz eines periodischen Signals ausgibt, das über die Soundkarte (analog) eingespeist wird.

Danke im voraus.

BenutzerGa4gooPh

Re: Frequenz abfragen

Beitrag von BenutzerGa4gooPh » 13.11.2017 18:56:57

Nur ein analoges, harmonisches Signal (Sinus, Cosinus) hat eine einzige Frequenz. Musst du wohl eine Diskrete (Spezialfall Fast-) Fourier-Transformation bemuehen, wenn dass Signal digital vorliegt. https://de.m.wikipedia.org/wiki/Diskret ... sformation
Kann man leicht selbst programmieren: http://www.iti.fh-flensburg.de/lang/alg ... ft/fft.htm
Vielleicht fertig in irgendeinem Paket: https://packages.debian.org/search?keyw ... ection=all

Ein analoges Signal ist im Rechner nicht zu finden, nur ausserhalb (zwischen Mikrofon und Soundkarte oder zwischen Soundkarte und Lautsprecher/Kopfhoerer).

Zum Verstaendnis/Kontrolle Programm kannst du ein numerisches Mathematikprogramm verwenden

Edit: Nach deiner Soundkarte (A/D-Wandler) im Rechner: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Analog-Digital-Umsetzer
(Sample+Hold, Quantifizierung, nix analog, nix harmonisch mehr :wink: )
Zuletzt geändert von BenutzerGa4gooPh am 13.11.2017 19:11:08, insgesamt 5-mal geändert.

raa
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 13.11.2017 19:04:15

Jana66 hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 18:56:57
Nur ein analoges, harmonisches Signal (Sinus, Cosinus) hat eine einzige Frequenz.
Ja doch, und ein solches speise ich analog ein. (Von einem Funktionsgenerator erzeugt.) Ich brauche einfach einen Befehl, mit dem ich die Frequenz abfragen kann.

Korrektur: Die Information über die Frequenz, die ja nach der Digitalisierung irgendwo zu finden sein muss.

Das muss doch ohne FFT und so gehen. Andersrum geht's doch auch. :wink:

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von pferdefreund » 13.11.2017 19:13:36

.. und das wird vom Soundchip digitalisiert - und dann ist doch fft usw angesagt - wobei noch zu beachten ist, in welchem Format (Samplerate, Mono, Stereo usw.) das Signal vorliegt.

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MSfree
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von MSfree » 13.11.2017 19:13:59

raa hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 19:04:15
Das muss doch ohne FFT und so gehen. Andersrum geht's doch auch. :wink:
Aus einer Frequenz mittels Sinusfunktion ein diskretes (Digital)signal zu erzeugen, ist einfach.
Die Umkehrung, also aus diskreten Intensitätswerten, die die Soundkarte liefert, eine Frequenz zu berechnen, erfordert nunmal eine Fouriertransformation.

Du könntest die Meßwerte ja nach Octave pipen und dort mit einem kleinen Programm die Frequenz ermitteln.

raa
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 13.11.2017 19:26:22

Ach du dickes Ei. :wink: Ich will eigentlich nur eine Gleichspannung überwachen, zu diesem Zweck eben die Frequenz des Funktionsgenerators damit steuern. Genauigkeit ist Nebensache, ich will nur wissen, wann die Spannung abfällt. Und das geht sehr langsam, das ist das Problem. Sonst hätte ich's schon mit einem Differenzierer gelöst. :wink:

BenutzerGa4gooPh

Re: Frequenz abfragen

Beitrag von BenutzerGa4gooPh » 13.11.2017 19:59:05

raa hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 19:26:22
Ach du dickes Ei.
In einem meiner Links steht unten ein fertiges Script. Kannste anpassen. :wink:

Edit: https://www.nayuki.io/page/free-small-f ... -languages
oder Google "linux FFT script"

raa
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 13.11.2017 21:24:22

Nee, also danke, gut gemeint, aber das Problem löse ich dann doch lieber auf Lötkolbenebene. :wink:

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 13.11.2017 21:29:43

Jana66 hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 19:59:05
oder Google "linux FFT script"
Ups, was ist denn das? (Ein Suchergebnis):
https://github.com/kspaff/simpleFFT/blo ... cript.bash

BenutzerGa4gooPh

Re: Frequenz abfragen

Beitrag von BenutzerGa4gooPh » 13.11.2017 21:38:07

raa hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 21:29:43
Ups, was ist denn das? (Ein Suchergebnis):
https://github.com/kspaff/simpleFFT/blo ... cript.bash
Da fehlt wohl noch was ... :wink:
Jana66 hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 18:56:57
Vielleicht fertig in irgendeinem Paket
https://packages.debian.org/search?keyw ... ection=all
Zum Schluss musst du in einer Zahlenfolge (FFT) das Maximum suchen und aus dessen Stelle n in der Zahlenfolge die (Haupt-) Frequenz berechnen.

Edit: Link korrigiert.
Zuletzt geändert von BenutzerGa4gooPh am 13.11.2017 21:55:58, insgesamt 2-mal geändert.

TuxPeter
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von TuxPeter » 13.11.2017 21:50:29

Wie groß ist denn die Frequenzvarianz?
Ich habe es gerade mal mit Debianjaaa und Audacity getestet, dass man damit ein paar % Frequenzabweichung sehr deutlich sehen kann - ohne weiteres Zubehör. Habe einen 400 Hz-Sinuston benutzt, Je nach voliegender Wave-Form wäre ein Durchlauf eines Tiefpass sicherlich sinnvoll.

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 13.11.2017 22:03:52

TuxPeter hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 21:50:29
Wie groß ist denn die Frequenzvarianz?
Das kann ich in weiten Grenzen variieren. :wink: (Der Generator ist einer mit dem "klassischen" 2206 - Sinus / Dreieck / Rechteck.) Und ich brauche nur eine "Reaktion", wenn die Spannung absinkt (Ladung eines NiMH - Akkus). :wink:
TuxPeter hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 21:50:29
Je nach voliegender Wave-Form wäre ein Durchlauf eines Tiefpass sicherlich sinnvoll.
Viel zu kompliziert also. Wohl auch kein Thema mehr für das Forum hier, entschuldigt bitte die Störung. :wink:

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von cosmac » 14.11.2017 11:09:26

Das ist doch eine typische Aufgabe für die Kommandozeile. Man muss arecord überreden, die Daten im S8 Format zu liefern, also 8 Bit signed. Den Zeichenstrom trennt man nach kleiner/größer 127, damit hat man die positiven und negativen Halbwellen (sed?). Dann muss man nur die Nulldurchgänge zählen (wc?) und mit der Abtastrate verrechnen (das kann die bash selbst).
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BenutzerGa4gooPh

Re: Frequenz abfragen

Beitrag von BenutzerGa4gooPh » 14.11.2017 12:23:07

raa hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
13.11.2017 22:03:52
Und ich brauche nur eine "Reaktion", wenn die Spannung absinkt (Ladung eines NiMH - Akkus). :wink:
Da fällt mir doch glatt ein Schmitt-Trigger ein, aktuelle Spannung unter Last (*) mit Vergleich zu einer Referenzspannung, z. B. einfach aus Ladespannung abgeleitet - jedoch mit sinnvoller Hysterese. Der Klassiker NE555 hat Hysterese 1/3 vs 2/3 VCC.
Die Hysterese des IC ist der Anwendung anzupassen: https://circuitdigest.com/electronic-ci ... it-diagram
Gibt jede Menge weitere Bastelanleitungen/Schaltpläne dafür. Früher selbst damit gebastelt (Pulsbreitenmodulation sowie Überstromsicherung, Referenzspannung Spannungsabfall über leitender Diode (Flussspannung Si-Diode ~ 0,7 .. 0,75 V) vs. Spannungsabfall über niederohmigen Widerstand vor Verbraucher), habe noch einige 555er in der Bastelkiste. Beides Klassiker eben. :mrgreen:
...entschuldigt bitte die Störung. :wink:
War nicht so schlimm - können manche besser. :wink: :mrgreen:

(*) Die Leerlaufspannung eines Akkus sagt nicht allzu viel - außer bei schädlicher Tiefentladung. Zu spät, "mögen" Akkus gar nicht.

Edit:
Ich kann mir gerade nicht vorstellen, warum man für Akkus Funktionsgeneratoren benötigt. Wiedererweckung für billige NiMHs? Früher hatte ich mal ein Labornetzteil mit Konstantspannungsregelung und Strombergenzung für die Autobatterie. Das alte Labornetzteil vom Uni-Ausverkauf wurde mir irgendwann zu unhandlich dafür.

TuxPeter
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von TuxPeter » 14.11.2017 16:59:35

Wenn ich das richtig verstanden habe, will raa die Ladekurve von NiMH aufzeichnen. Ob dann auch eine Reaktion erfolgen soll (z.B. abschalten nach Volladung) weiß ich nicht.
Ich würde dafür einen Arduino nehmen und die Spannung direkt, vielleicht mit Zeitstempel, per USB auslesen und aufzeichnen.

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 14.11.2017 21:31:03

Also mal ein bisschen OT: :wink: Ich hab' einen einzigen NiMH - Akku hier, der so alle Schaltjahre mal zu laden ist, und einen Haufen Bauelemente und Gerätchen, die sich so im Laufe von ein paar Bastlerjahrzehnten angesammelt haben (darunter eben auch mein PC mit Debian drauf), und damit will ich auskommen. Im Moment ist es so, dass ich den Akku mit einer Konstantstromquelle lade - da kann ich mir ungefähr ausrechnen, wann er voll sein muss, und wenn's aufs Ende zugeht, eben immer mal ein Auge auf die Spannung werfen muss - typische Ladekurve (für 1 Zelle):

https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 012511.gif

Einen Absolutwert als Kriterium zu nehmen, hat keinen Sinn, weil der stark schwanken kann. Abzuschalten ist nach dem "Buckel", wenn die Spannung anfängt, wieder abzusinken (alles, was dann noch 'reingepumpt wird, wird zu Wärme - das kann je nach Ladestrom schon fatale Folgen haben). :wink: Hab' wie gesagt erst überlegt, einen als Differenzierer geschalteten OV zu nehmen, aber dafür ändert sich die Spannung zu langsam. (Käufliche Ladegeräte schalten wohl thermisch ab - das gefällt mir aber nicht so.)

Und der PC frisst nun keine Gleichspannung, aber wozu habe ich meinen Funktionsgenerator, wo man die Frequenz mit einer Gleichspannung steuert - die Frequenz so alle Minute mal abzufragen und einen Piep auszugeben, wenn sie absinkt, sollte eigentlich kein Problem sein. Dachte ich. Bis gestern. :wink:

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von TuxPeter » 15.11.2017 07:48:42

Gut, dann probiere das doch mal mit dem Debianjaaa (=Jack and Alsa Audio Analyzer). Ist ein Real-Time-Analyzer.

Den Funktionsgenerator auf sagen wir mal 400 Hz, das zu analysierende Frequenzband im jaaa vielleicht auf 380 bis 420 Hz. Ein bisschen mit der Bandbreite und der Amplitude spielen. Evtl. geht es mit höheren Frequenzen besser, man kann das vorher leicht mit dem Tongenerator von Audacity ausprobieren. Natürlich solltest du Sinus nehmen, damit du das Maximum im Oberwellen-Nebel leichter erkennst.

Habe das gerade mal mit 440 Hz getestet - man sieht auch Abweichungen von unter 1 % deutlich.

Schöner sind natürlich die statischen Frequenz-Analysen von Audacity, das geht aber naturgemäß immer erst im Nachhinein, wenn es für deinen Akku also zu spät ist.

Ne automatische Endabschaltung ist da natürlich nicht drin. Wenn du aber gerne lötest - Akku-Lade-Chips gibt es für Cent-Beträge.

BenutzerGa4gooPh

Re: Frequenz abfragen

Beitrag von BenutzerGa4gooPh » 15.11.2017 08:15:48

TuxPeter hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
15.11.2017 07:48:42
Gut, dann probiere das doch mal mit dem jaaa (=Jack and Alsa Audio Analyzer). Ist ein Real-Time-Analyzer.
Dann muss raa doch die Haupt/Mittenfrequenz (kleine Störungen des harmonischen Signals wird es auf dem Übertragungsweg geben) ständig aufzeichnen oder beobachten, um das Sinken der Ladespannung an sinkender Frequenz ("Buckel überschritten") zu erkennen. Wäre mit FFT übrigens auch der Fall und Debianjaaa tut wohl nichts anderes - nach dem Bild zu urteilen: https://screenshots.debian.net/package/jaaa

Eigentlich sollte man die Ladespannungskurve im PC/Microcontroller/Raspi aufzeichnen, vereinfacht die Auswerterei bzw. Reaktion, wenn Akku voll.
Der Funktionsgenerator ist ja nur ein Umweg für die Messung der Ladespannung mit PC.

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von TuxPeter » 15.11.2017 09:28:19

Jana66 hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
15.11.2017 08:15:48
Eigentlich sollte man die Ladespannungskurve im PC/Microcontroller/Raspi aufzeichnen.
Genau. Ein Arduino Nano kostet beim Chinamann so um die 2 Euro, oder weniger. Kann dann z.B. mit dem A/D-Wandlereingang mit 10 bit Auflösung die Spannung überwachen. Eine Software, die den Lade-Buckel erkennt, dürfte auch ungeübte Programmierer kaum überfordern, zumal die Arduino-Software top-einfach zu bedienen ist und unzählige Anwendungsbeispiele im Netz zu finden sind. Mit einem Relais über Treibertransistor oder auch direkt mit Fet oder bipolarem Transistor wäre dann die Ladespannung auch gleich wieder auszuschalten, Und mit dem PC kannst du inzwischen was Vernünftiges machen. Oder bei Bedarf die jeweilige Ladekurve per USB an den PC schicken und so den Kapazitätsverlust des Akkus minutiös protokollieren.

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 15.11.2017 20:27:08

TuxPeter hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
15.11.2017 09:28:19
Mit einem Relais über Treibertransistor oder auch direkt mit Fet oder bipolarem Transistor wäre dann die Ladespannung auch gleich wieder auszuschalten,
Oder so. :wink: Das ist meine Konstantstromquelle - zum Einschalten muss also die Basis vom Transi an Masse ("Low" - Pegel) gelegt werden:

http://hkraus.eu/300mA.jpg

(Die 15V kommmen aus einem stabilisierten Netzteil - und Netzteile kann man bekanntlich nie genug haben.) :wink:

Zur Beschaltung eines linearen Spannungsreglers als Konstantstromquelle - wer's nicht glaubt, hier das Prinzip:

http://www.netzmafia.de/skripten/hardwa ... LM317.html

(Runterscrollen zu "Stromquelle".) Ach ja - der Akku hat 6 Zellen, also die Spannungen * 6 nehmen:

https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 012511.gif

Sorry, das bringt's noch nicht ganz - die bislang höchste gemessene Ladeschlussspannung war 10,8V. Aber so ungefähr stimmt die Kurve schon. :wink:

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von SirArthur » 17.11.2017 14:22:47

Ich denke, in einem Thread wie diesem sollte Baudline nicht unerwähnt bleiben - die Mutter aller Analyzer.

http://baudline.com/

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 17.11.2017 17:58:42

SirArthur hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
17.11.2017 14:22:47
Ich denke, in einem Thread wie diesem sollte Baudline nicht unerwähnt bleiben
Könnte es aber, ohne Informationsverlust. (Verlust anwendungsbereiter Informationen, meine ich.) :wink:

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von detix » 18.11.2017 12:58:07

Ein ähnliches Vorhaben hatte ich mal mit einem Arduino und Debiangnuplot umgesetzt.
Es hat nur leider nicht funktioniert, da NiMh Akkus nach Volladen keinen großen Spannungseinbruch zeigten, ist also nicht vergleichbar mit dem Verhalten von NiCd.
Wikipedia [1] schreibt nur wenig dazu, o-Zitat:
Das Absinken der Spannung ist bei NiCd-Akkus deutlich ausgeprägt.
Bei NiMH wird das Absinken der Spannung nach einem Maximum jedoch nur bei ausreichend hohen Ladeströmen beobachtet.
und dafür reichten bei meinem Versuch nicht einmal 1xC Ladestrom, mehr wollte ich dem armen Akku nicht zumuten!
[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Ladeverfahren
Gruß an alle Debianer, und immer daran denken:
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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von raa » 26.11.2017 20:53:54

Bei NiMH wird das Absinken der Spannung nach einem Maximum jedoch nur bei ausreichend hohen Ladeströmen beobachtet.
Das ist Quatsch. Beobachten kann man die schon, geht nur eben seeeeeehr langsam (größenordnungsmäßig ein paar mV/min).

Etwa so wie der "aufsteigende Ast" des "Buckels" - Beispiel (der hatte nach Herstellerangaben 300mAh, geladen hab' ich ihn mit 40mA):

http://hkraus.eu/fünfte-ladung.xls

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Re: Frequenz abfragen

Beitrag von detix » 17.12.2017 17:35:57

raa hat geschrieben:Das ist Quatsch...
Nun ists schon 3 Wochen her, wo ich meinen Quatsch ‒ untermauert durch einen Link ‒ erzählt habe.
Wie siehts denn nun aus? Konntest du die Physik/Chemie dieser Zellen überlisten?
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