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Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung

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Offline Mr. Lime

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Grüß euch!

Bei der Guitar Summit in Mannheim habe ich einen Verstärker von Crosaudio angespeilt, der via Touchscreen 8 verschiedene Verstärkermodelle abrufen und einstellen konnte. Der Signalweg war dabei vollständig Röhrentechnik.
Interessant fand ich dabei die Wiederabrufbarkeit der gespeicherten Einstellungen und darum bin ich am überlegen, wie im DIY-Bereich eine einfache Steuerschaltung die analogen Potentiometer ersetzen könnte.

Meine erste Überlegung war, mit einem Arduino Vactrols zu regeln, allerdings scheinen die Lichtwiderstände relativ teuer und viele raten davon ab, da die Wärme im Preampgehäuse zu Schwankungen führen kann.
Empfohlen werden gerne motorisierte Potentiometer, die ich persönlich als unelegante, teure Lösung empfinde.
Digitalpotentiometer sind in Bezug auf die maximale Spannung sehr limitiert, weshalb sie sich als Klangregelung in einem High-Gain-Preamp kaum eignen.

Letzte Überlegung ist eine R2R-Leiter bzw, Attentuator-Relais, welches Widerstände in Stufen schaltet und ein Poti emuliert.
Ein Arduino Nano + ein paar 8-Bit Shiftregister +  Display könnten doch ein brauchbarer Ausgangspunkt sein.
Pro Poti ein Shiftregister mit 8 Widerständen. Am Frontpanel verrichten analoge Potis ihren Dienst und dienen als analoger Input für den Arduino Nano (8 analoge Inputs, 14 Outputs),

Fällt euch eine elegantere Lösung?
Bis auf den Mesa Triaxis, ADA MP-1/2 Preamp nutzen kaum irgendwelche Verstärker so eine Steruerung. Weshalb setzt sich das nicht durch?

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Offline roseblood11

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #1 am: 30.10.2023 00:50 »
Im Musikding-Forum hat jemand an was ähnlichem für größere analoge Multieffekte gearbeitet. Bin da aber nicht mehr aktiv, keine Ahnung, was draus geworden ist.

Interessant dürften zB auch die Pläne des Digitech 2112 sein.

Als DIY bleibt es halt eine sehr aufwändige Speziallösung.

Universeller wäre sowas wie ein erweiterter „Whizzer“ von Neil Young, als Baukasten: Ein Gerät, mit dem man jedem vorhandenen Verstärker zu Presets verhelfen kann, weil einfach die vorhandenen Potis von Motoren gedreht werden. Ritter Amplification in Dresden war da mal dran.
« Letzte Änderung: 30.10.2023 00:52 von roseblood11 »

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Offline Mr. Lime

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #2 am: 1.11.2023 19:19 »
Hi roseblood11,

danke für die Tipps!
Das Digitech 2112 sieht für mein Vorhaben recht komplex aus, aber die Threads im Musikding-Forum gehen schon mal sehr stark in die richtige Richtung.  :topjob:
Wurde aus diesem damaligen Community Projekt je ein erwerbbarer Bausatz? Die Idee das Ganze als universelles Modul mit SD Karten zum einfachen Parameterkonfigurieren klang schon mal vielversprechend,


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Offline roseblood11

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #3 am: 1.11.2023 19:50 »
Ein Bausatz sicher nicht, ich habe es aber nicht weiter verfolgt.

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Offline Stahlröhre

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #4 am: 1.11.2023 22:07 »
Hallo, neben MP1, Triaxis und JMP-1 gabs damals noch von Hughes & Kettner den Access Preamp und von Rocktron den Piranha. Beides Röhrenpreamps mit digitalen Presetspeicher, wobei der Access mit digital Potis arbeitet. Für den Rocktron habe ich leider Schaltbild, daher weiss ich nicht welche Technik dort genutzt wird.

LDR's sind sicherlich eine Option, die sich einfach Implementieren lässt, nur sind die Vactrols glaub ich nicht RoHS konform, wodurch die in den letzten Jahren immer mehr zu "Unobtainium" werden. Einige Modelle aus der Serie brauchen auch mehrere 100ms um ihren Endwiderstandswert zu erreichen, das könnte dann stören.

Zur Frage, warum sich diese Preset Technik nicht durchgesetzt hat: Ich meine bis auf den ADA kamen all diese Preamps erst Anfang der 90er auf den Markt, also nachdem der ganze Rack-Hype schon seinen Zenit gehabt hatte. Wohlmöglich war der Markt zu dem Zeitpunkt zu einem gewissen Maße mit Vorstufen gesättigt und wer unbedingt Presets wollte hatte wahrscheinlich bereits einen MP1. Als dann kurze Zeit später Grunge und Nu-Metal kamen waren die komplizierten Racks auch schon wieder out und einfache Rigs mit Bodentreter plötzlich wieder beliebt.

Der Marshall JMP-1 hat eigentlich ein ganz interessantes EQ konzept, leider sind die Stufen sehr grob und die Verzerrung wird zu einem Teil mit Halbleitern erzeugt, was so manchen potentiellen Käufer abschreckt (wie schon bei der JCM900 Serie). Die Triaxis baut soundmäßig auf den Marks bzw. teils dem Rectifier auf. Klanglich denke ich da dann an Metallica oder Petrucci und weniger an die Marshall Hot-Rod Sounds der 80er Jahre.
Gruß,
Max

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Offline haebbe58

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #5 am: 2.11.2023 08:13 »
Soldano hat z.B. in einem seinerr Preamps Motor-Potis eingesetzt. Yamaha hat das auch gemacht, allerdings in einem rein digitalen Preamp (DG-1000), letzter ist übrigens nach wie vor astrein und mein einziger übrig gebliebener Lieblings-Digital-Amp/Modeller, aber das ist hier ja nicht das Thema.
 
Die Technologie der Motorpotis/-Fader finde ich jedoch sehr interessant, weil man ja nie den analogen Signalpfad verlassen muss. Ob es allerdings noch eine vernünftige Auswahl an Motorpotis gibt, vor allem auch hochohmige (z.B. 250 kOhm bis 1 MOhm), ist eher fraglich. Die Steuerungen/Speicherungen dafür sollten jedoch kein Hexenwerk sein, das sind bewährte Schrittmotoren ...

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Offline Mr. Lime

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #6 am: 2.11.2023 14:39 »
Danke für eure Anteilnahme zu dem Thema.

Die Schrittmotorenmethode finde ich veraltet und unnötig teuer. Die Umschaltzeit wäre sicherlich auch nicht besser als bei LDRs, wobei mich 1 Sekunde nicht schrecken würde. Bei LDRs wäre der Signalweg ebenfalls stets analog und von der digitalen Steuerung entkoppelt.

Mesa Boogie hat in den Mark-Series-Modellen unzählige Vactrols verbaut, nutzt die aber ausschließlich für die Kanalschaltung und nicht für die Potentiometer selbst.
Bei all dem Overengineering, das die Mesa-Leute betreiben, hätte eine abspeicherbare EQ-Einstellung sicher nicht geschadet.

Mit einem Teensy Microcontroller dürften ausreichend Pins samt analogen Eingängen vorhanden sein, um mit relativ wenig Hardware-Aufwand so ein Vorhaben zu realisieren.

Hat jemand Erfahrungen, welche Vactrols oder LDRs sich für den Ersatz von 1Meg, 500k und 25k Potis am besten eignen?

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Offline Stahlröhre

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #7 am: 2.11.2023 16:03 »
Die Vorstufe mit den Motorpotis war der X99 den Soldano zusammen mit Tim Caswell entwickelt hatte. Laut Mike entstand die Idee für den Verstärker, als er das erste mal eine Studioconsole mit Faderautomation sah. Caswell war bei dem Projekt dann für die Umsetzung der Motorsteuerung zuständig. Die Potis drehen sich beim X99 recht schnell, sodass die Umblendzeit im Rahmen bleibt. Insgesamt war die Kiste aber schon damals zu "nischig" und aufwendig, sodass nur eine geringe Stückzahl (ca.150-200) gebaut wurden.

Zum Schalten von Funktionen sind die LDR's sehr praktisch, weil sie keine Schaltgeräusche verursachen, desshalb hat Mesa die gerne verwendet. Die neueren Produkte (so ab 2000) nutzen Relais zum Schalten.

Ja der einzelne EQ bei der Mark Serie schränkt die Flexibilität stark ein, dass Mesa an solchen Stellen oft nicht zu Ende denkt ist kein Geheimnis. Beim Mark V gabs imerhin ein stufenloses Preset mit hinterlegter V-Kurve. Die Triaxis hatte sowas auch, nannte sich da Dynamic Voice. Man kann die Bänder aber nicht einzeln steuern, dass war für viele immer ein Kritikpunkt an der Triaxis. Beim JP-2C gabs es dann auch mal zwei EQ's, beim neuen Mark VII dagegen wieder nur einen - muss man nicht verstehen.

Passende LDR's zu bekommen wird wohl nicht ganz einfach sein, weil sie Cadmium und Blei enthalten und dadurch nicht der RoHS Richtlinie entsprechen. Bei den typischen Elektronikversendern gibt es da nur noch ein sehr begrenztes Angebot. Desshalb würde ich von der LDR Lösung eher Abstand nehmen.
Gruß,
Max

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Offline haebbe58

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #8 am: 2.11.2023 16:29 »


Die Schrittmotorenmethode finde ich veraltet und unnötig teuer.
Veraltet?  Naja, die Röhrenschaltungen mit digitalen Potis zu steuern, ist ja auch anachronistisch, oder? Uralte Technologie gekoppelt mit moderner? Ist wohl alles relativ ...

Unnötig teuer? Kommt drauf an, Alps Motor-Potis sind natürlich schon recht teuer, aber auch schon ab 12 Euro erhältlich, Bourns auch... und es gibt ja auch andere Anbieter.

Für mich haben Motopotis denn unschlagbaren Vorteil, dass man stets auf einen Blick sieht, was eingestellt ist. Das ist bei allen anderen Speichertechnologien nicht der Fall...  außer man hat für jeden Regler ein Display oder einen LED-Kranz.  Aber auch dann wird es schnell unübersichtlich und schaltungstechnoisch doch sehr aufwändig, anfällig  und damit auch nicht unbedingt billiger.

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Offline Helmholtz

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #9 am: 2.11.2023 16:59 »
Vielleicht verstehe ich die geplante Anwendung ja nicht richtig, aber LDRs (Vactrols) sind für präzise Widerstandssteuerung nicht geeignet.
Die Widerstandskennlinientoleranzen sind riesig (bis zu einem Faktor 10).
Außerdem sind LDRs nichtlinear (Halbleiter), erzeugen also Verzerrungen.
Dazu kommen Memory-Effekt und Temperaturabhängigkeit. 

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Offline Stahlröhre

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #10 am: 2.11.2023 21:22 »
Die Triaxis nutzt eine Mesa Mark basiert Schaltung mit LDR's, die die normalerweise vorhandenen Potis simulieren. Ich teile aber die Bedenken von Helmholtz. Es wird schon einen Grund geben, warum die meisten Hersteller den Weg der digitalen Potis gegangen sind. Wenn ich mich entscheiden müsste würde ich wohl auch diesen Weg einschlagen. Die motorisierte Potilösung ist eine Geschmacksfrage ob sie gefällt oder nicht, audiotechnisch sicherlich die puristischste Lösung. Da es aber ohnehin um einen digital steuerbaren Preamp geht verstehe ich die Abneigung gegen etwas (mehr) Sand im Gerät nicht. Die ganzen Bodentreter und sonstigen Effektgeräte sind doch auch alle mit Halbleitern bestückt, solange die eigentliche Verzerrung, sowie Klangformung mit Röhrenstufen passiert sollte es doch gut klingen.
Gruß,
Max

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Offline carlitz

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #11 am: 3.11.2023 12:53 »
Beim Triaxis werden Optokoppler mit zwei (2) Lichtempfindlichen Widerständen genutzt.

Dadurch kann über die Rückkopplung im Regelkreis der Alterung und Veränderung entgegen gewirkt werden.

Problem: Diese doppelten Opto's sind immer schlechter zu bekommen. Natürlich hat Mesa wieder ein Patent darauf.

Leider habe ich auch nach langem Suchen keine digital einstellbaren Widerstände gefunden, welche z.B 100V Spannung vetragen.

Ich denke, dass der Markt dafür einfach zu klein ist und wer braucht schon Röhrenamps, wo die digitalen Pendants immer besser werden  :devil:
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Offline carlitz

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #12 am: 3.11.2023 12:55 »
Nachtrag:

In den angehängten Plänen des Triaxis fehlt die Schaltung der LED Anzeige.

Hat wohl einer bei Mesa vergessen
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Offline Piero the Guitarero

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #13 am: 3.11.2023 15:04 »
Das Thema "programmierbarer Röhrenamp" kommt hier ja immer mal wieder hoch.
Zuletzt beim Hook Wizard. Anstatt dort zu antworten, weil
dort liest eh keiner mehr mit, binde ich die mir zuletzt zugelaufenen Bilder hier ein.

Beim Soldano X99 ging ich von sonder angefertigten Potis aus, weil Stereo und mit komischen Werten.
Vorne im 10k für die Midiabfrage, und hintendran der übliche Wert für die Schaltung, z,B, 25k linear
für Middle oder 1Meg für Gain. Tatsächlich sind die Borns Potis aus Mexico aber steckbar. Man steckt sich
seinen gewünschten Wert zusammen. (Anhang Bild 1)

Und beim von mir erwähnten Masotti Monster hat man sich das mit dem Stereopoti erspart. Was allerding mehr
mechanisches Handwerken erfordert. Da sitzt auf einer Aluplatte der Schrittmotor (vermutlich Vexta), das Poti für
die Röhrenschaltung und ein kleines Minipoti für die Digitalabfrage zusammen. Miteinander verbunden über Zahnräder
die wahrscheinlich aus einem 3D Drucker stammen. (Anhang Bild 2)

Zum Triaxis hat Larry damals mal geschrieben:
Zitat von: OneStone

PS: Zum Switching im Triaxis: Es gibt Leute, die haben den Sinn von "Multiplexing" nicht verstanden  ::) Aber es funktioniert ja...

Zugegeben, ein böser Spruch! Aber:

Es gibt Geräte, die funktionieren, "weil"... - und es gibt Geräte, die funktionieren "trotzdem"... solange sie eben funktionieren  ;D

Ich versuche soeben, mir vorzustellen, wie das vitale Signal in meinen Amps an verschiedenen Stellen 40.000 Mal pro Sekunde (oder noch öfter) in Scheibchen zerhackt wird, um dann anschliessend per entsprechend schmäler zurechtgestutzter Scheibchen wieder zusammengefügt zu werden... und schon habe ich Gänsehaut! Wenn ich mich jetzt nicht spontan mit etwas Senkrechtem ablenke, kommen bestimmt noch Pickel dazu  :o

und

Ich weiss schon, weil habe da irgendwann vor Urzeiten tatsächlich mal 'nen Blick reingeworfen. Du hast nur etwas missverständlich formuliert und korrekter schreiben sollen: "Die Potis sind alle jeweils durch zwei LED dirigierte Fotowiderstände ersetzt, wobei je eine LED mit einem Fotowiderstand in einem licht- & luftdichtem Gehäuse gegenüber angebracht sind. Gängige Typen hiervon sind die VacTec Vactrol VTL5C1 (Fender) und VTL5C9 (Mesa/Bucklig). Der VTL5C9 zeichnet sich durch einen geringeren Hellwiderstand von < 100 Ohm gegenüber dem VTL5C1 (ca. 250...300 Ohm) aus, erfordert allerdings eine Handvoll mehr mA wegen der anderen LED. Angesteuert werden diese (Vielzahl an) VTLs durch eine höherfrequente, getaktete Gleichspannung, wodurch mein oben flapsig erwähntes "Scheibchenschneiden" entsteht.

Im Prinzip haben wir simplifiziert formuliert nix anderes, als einen ganz schnellen und (zumeist  ;D) kontrollierten Wackelkontakt, der nur deswegen nicht knackt und brazzt, weil er nicht direkt im Signalweg stattfindet, sondern auf die (Steuer-) LED einwirkt und vom (relativ dazu) träge reagierenden (im Signalweg befindlichen) Fotowiderstand nicht als schnelles An/Aus, sondern als veränderter Widerstandswert umgesetzt wird.

Habe ich was vergessen? Ach ja - diese Armada an Sandkäfern im vorderen Bereich des Triaxis verursachen die Taktung der VTLs - quasi den Wackelkontakt auf die LEDs  ;)

Ja, und genau diese zahllosen VTLs sind es, die früher oder später in jedem Triaxis (gleichwohl wie in jedem anderem Mezza/Brutus Produkt) abkacken. Eigentlich nur der Fotowiderstand davon, aber der ist ja fest mit dem Gehäuse vergossen/verklebt. Beim Triaxis äussert sich das dann so, dass irgendwann z.B. der Treble, oder Gain, oder... nimmer ganz auf oder nimmer ganz zu macht. Darauf könnte man sich ja noch einstellen (Settings nachprogrammieren) - nur wenn irgendwann mal mehr Treble, ein andermal aber weniger Treble, oder, oder... trotz unveränderter Programmierung da ist, ja dann wird's echt nervig mit diesen Teilen  8)

Wie viele VTLs haben wir im Triaxis, als Doppeldecker und Tripledecker verbaut? 28 Stück, 32 Stück? Ich weiss es nimmer, aber egal - fröhliches Suchen  :devil:


Gruß Piero
staatlich geprüfter Preamp tester! ;)

Ja - auch ich liebe dieses Forum ;)

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Offline carlitz

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Re: Digital-Potentiometer-Alternative und Steuerung
« Antwort #14 am: 3.11.2023 19:03 »
Danke für die Bilder und die Kommentare von Larry, denen ich nicht komplett zustimme.

Das Signal wird im Triaxis nicht in den LDR's "zerhackt", da diese über eine Gleichspannung (besser Gleichstrom) gesteuert werden.

Das machen die analogen Komperatoren, welche die LED's im LDR antreiben.
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