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Animus(R)

19.06.2011,
18:29
 

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke (Schaltungstechnik)

Hallo,

ich besuche gerade die Jahrgangsstufe 9 eines Gymnasiums und wir haben im Info-Differenzierungsbereich gerade mit einer Projektarbeit begonnen . Mein Partner und ich wollen für das Projekt eine Tunnelbeleuchtung für eine Spielzeugauto mit einem NE555 zusammenstellen. Der NE555 wird als monostabile Kippstufe (Grundschaltung: http://www.dieelektronikerseite.de/Elements/NE555%20-%20Der%20Herr%20der%20Zeiten.htm Geplante Schaltung: http://s7.directupload.net/file/d/2560/mow2xhcs_png.htm ) geschaltet und als Auslöser wollten wir eine Lichtschranke nehmen.

Das Problem: Die Schaltung mit dem NE555 klappt, wenn man sie wie auf der Elektronikerseite zusammensteckt, mit dem Fototransistor aber klappt sie nicht. Laut der Simulation (Crocodile Clips 3) sollte sie aber funktionieren. Haben wir irgendwas nicht bedacht?

MfG,

Animus

x y

19.06.2011,
18:36

@ Animus

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

» Geplante Schaltung: http://s7.directupload.net/file/d/2560/mow2xhcs_png.htm

Der Transistor ist überflüssig.


» Haben wir irgendwas nicht bedacht?

Fototransistor ausreichend gegen Fremdlicht geschützt?

geralds(R)

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Wien, AT,
19.06.2011,
18:39
(editiert von geralds
am 19.06.2011 um 18:51)


@ Animus

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

---
Hi,

Ein oft verursachtes Problem bei 'offenen' Lichtschranken ist ein "Anwender"-Problem.

Der Fototransi ist im dauernden aktiven Zustand,
weil er durch das Umgebungslicht angeleuchtet wird.

Beim Monoflop mit dem 555er wäre der Pin 2 der Triggereingang - low aktiv.
Ist nun der Fototransi, wie inder Schaltung auf GND, und beleuchtet,
dann steuert er immer durch und triggert somit immer das Monoflop über den Pin 2.

> also mal den armen Fototransi aus der Sonne :-D nehmen,
und mit dem Oszi oder Multimeter schauen,
ob der Transi wieder sperrt.
- Der Pegel an Pin 2 geht auf high, in Richtung Versorgung.

PS:
der 2.Transi in der Schaltung ist eine Fleißaufgabe, nicht notwendig.
Außer du willst den Logik-Pegel negieren.

Edit:
Die Schaltungsfunktion mit dem 2.Transi scheint als Logik-Inverter gewollt zu sein.
d.h. das Licht ist dauernd auf dem Fototransi.
Wenn er verdunkelt wird, dann sperrt er und schaltet den 2.Transi durch.
Der steuert danach nun den Triggereingang.

--> Also, wenn das (Umgebungs)Licht weg geht, wird die Schaltung aktiv.

--
Ein zweiter Fehler wäre, wenn der Kollektor und Emitter
vom Fototransi vertauscht werden.
Vielleicht hast diesen Fehler auch.


Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
19.06.2011,
20:53

@ Animus

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

Hallo Animus,

XY und Geralds haben schon fast alles zu Deinem Problem gesagt. Eine Sache fehlt noch. Wenn man mit dem bipolaren NE555 arbeitet, ist es wichtig, dass man in der Nähe des IC zwischen den Speiseanschluessen ein Elko im 10µF-Bereich schaltet. Auch 100 µF dürfen es sein. Ein Elko mit 100 µF / 10 VDC ist sehr klein. 10 VDC genügt für den Anschluss einer 9V-Block-Batterie.

Ganz korrekt ist es, parallel dazu, und das wirklich ganz nah bei den IC-Speiseanschlüssen zusätzlich noch ein 100nF-Keramik-Kondensator zu schalten.

Warum, wieso und weshalb und noch Vieles mehr, erfährst Du im folgenden Elektronik-Minikurs, wo der alte bipolare NE555 mit dem modernen CMOS LMC555 oder TLC555 verglichen wird:
"LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar)"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Animus(R)

19.06.2011,
21:19

@ geralds

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

Hallo,

danke für die Antworten.

» Edit:
» Die Schaltungsfunktion mit dem 2.Transi scheint als Logik-Inverter gewollt zu sein.
» d.h. das Licht ist dauernd auf dem Fototransi.
» Wenn er verdunkelt wird, dann sperrt er und schaltet den 2.Transi durch.
» Der steuert danach nun den Triggereingang.
»
» --> Also, wenn das (Umgebungs)Licht weg geht, wird die Schaltung aktiv.

Der 2. Transi ist als Inverter gedacht. Die Idee ist nämlich, dass am Anfang des Holztunnels eine IR-Diode den Fototransisor beleuchtet und dass wenn der Strahl unterbrochen wird (Auto fährt durch) der NE555 ausgelöst wird.

»
» --
» Ein zweiter Fehler wäre, wenn der Kollektor und Emitter
» vom Fototransi vertauscht werden.
» Vielleicht hast diesen Fehler auch.

Ich habe ihn wie eine LED angeschlossen, mit der flachen Seite nach Minus.
Ich hab mal ein Bild von dem Aufbau auf dem Steckbrett hochgeladen ( http://s7.directupload.net/file/d/2560/jo7quj5o_jpg.htm ).

» Wenn man mit dem bipolaren NE555 arbeitet, ist es wichtig, dass man in der Nähe des IC zwischen den Speiseanschluessen ein Elko im 10µF-Bereich schaltet. Auch 100 µF dürfen es sein. Ein Elko mit 100 µF / 10 VDC ist sehr klein. 10 VDC genügt für den Anschluss einer 9V-Block-Batterie.

Also muss ich zwischen dem 1. und dem 8. Pin einen 10µF / 10V Elko schalten?

MfG,

Animus

x y

19.06.2011,
21:57

@ Animus

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

» Der 2. Transi ist als Inverter gedacht.

Klar, aber den brauchts nicht, er kann sogar kontraproduktiv sein. Schalte den Fototransistor zwischen Vcc und Trigger, und noch einen passenden Widerstand zwischen Trigger und GND.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
19.06.2011,
23:20

@ x y

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

» » Der 2. Transi ist als Inverter gedacht.
»
» Klar, aber den brauchts nicht, er kann sogar kontraproduktiv sein. Schalte
» den Fototransistor zwischen Vcc und Trigger, und noch einen passenden
» Widerstand zwischen Trigger und GND.

Es hilft oft wenn man einen Blick ins Innenleben eines IC wirft, wenn die Schaltung nicht all zu detaillliert kompliziert dargestellt wird. Beim 555 ist das ja nicht der Fall. Es gibt ein RS-Fliplop und zwei Komparatoren und die Verschaltung zeigt, dass es eine Schmitt-Triggerfunktion ist.

Und das heisst nichts anderes, dass im Prinzip eine beliebig langsame Flanke an Pin 2 und 6 problemlos anliegen darf.

Wenn an Pin 2 mit einem steilflankigen Impuls getriggert wird, dann kann man das so machen. Notwenig ist das aber keineswegs, natürlich unter Berücksichtigung was man mit dem 555er genau beabsichtigt...

Hier als Beispiel der LMC555 im Einsatz als Schmitt-Trigger mit fixer Hysterese:


Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/st555.htm
(Das Diagrammm gilt ohne Einsatz von C1!)

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
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https://tinyurl.com/fumtu5z9

geralds(R)

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Wien, AT,
19.06.2011,
23:34
(editiert von geralds
am 20.06.2011 um 01:44)


@ Animus

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

---
Warum lädst die Bilder nicht hier direkt hoch?
geht doch eh ganz leicht..




Also, einmal so zum Spielen:
Die beiden Transistufen mache niederohmiger.
Ich kenne zwar nicht deinen Fototransi, jedoch arbeitet er genauso wie ein BC547
(die Werte aus dem Datenblatt nehmen), nur halt mit Photonen angeregt.

Der Reset vom Timer kann direkt auf die Versorgung gelegt werden.
Der Koll._R vom 2. Transi kann (sollte) kleiner sein. ~~ 10k ... 27k.
Dieser Transi kann der BC547 sein.

Für den Fototransi_Koll stelle einen I mit so ein paar mA (< 5 mA reicht) ein,
nicht wenige µA, also viel kleiner als 220k machen.
--> Datenblatt, Verstärkung durch Fotostrom, Dunkelstrom, etc...

Den Basis_R vom zweiten Tr. kannst auch einiges kleiner machen,
so dass viele hdt µA übrig bleiben, der den Koll genügend durchschaltet.

Musst halt etwas rechnen, weil die Werte sage ich dir mal hier nicht :-D --- Hausaufgabe.

Den Elko 1000µ/10V kannst verkleinern (max 100µ/10V), dafür den R oben
von 10k auf über 100k, oder ein Trim-poti 250k mit 1k Vorteiler auf plus in Serie
(Schutz vor Kurzschluss bei Elko_Timing entladen).

// So, nun probiere mal mit zweiten Transi, dann ohne diesen, mit den selben angepassten Werten. //

Im Übrigen:
Der zweite Transi als Schalter muss ja nicht unbedingt ein npn sein,
kann auch anders ausgeführt sein. - zB pnp Lösung
--> Schaltet sicherer.

Oder machst es wie xy vorschlug:



Ja, ein Elko mit so 100µ/25 (egal nur nie unter 9V)
an Pin 1 und 8 und ein 100n keramisch Kondi helfen als Stützkondis.

Gerald
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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

Animus(R)

22.06.2011,
19:43

@ geralds

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

Hallo,
danke für alle Antworten. Ich weiß jetzt meinen Fehler: Der Fototransi war vertauscht:-D . Ich habe die Schaltung jetzt nach xy's Vorschlag aufgebaut und ohne 47k Widerstand vor Reset, und es funktioniert. Vielen Dank!

MfG,

Animus

PS: Der Elko und der keramische Kondensator, müssen alle beide verwendet werden, und wenn ja, parallel oder in reihe?
Sry wenn ich es nicht ganz verstanden habe.:lol3:

geralds(R)

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Wien, AT,
22.06.2011,
22:27
(editiert von geralds
am 22.06.2011 um 22:28)


@ Animus

NE555 - monostabile Kippstufe mit Lichtschranke

Alles klar,

gerne geschehen.

»
» PS: Der Elko und der keramische Kondensator, müssen alle beide verwendet
» werden, und wenn ja, parallel oder in reihe?
» Sry wenn ich es nicht ganz verstanden habe.:lol3:

-- parallel werden sie geschaltet.

Der 100n ker. kommt ganz nahe zum IC an die Versorgungsanschlüße 1 u. 8.
Der 100µ Elko kommt zur Anschlussklemme, zu den Versorgungspins.

Der Print soll so klein als möglich gemacht werden.

grüße
Gerald
---

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