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Hallo,

Eine NE555 (AMV) versogt meine Schrittmotorsteuerung (2Bit Zähler
kombiniert mit Logikbausteinen, an dessen Ausgängen sind die 4Spulen
meines Schrittmotors)
mit 1 bis 100Hz regelbar durch ein Poti zwischen Pin7 & 6 am NE555. Das
funktionier alles einwandfrei, nun möchte ich jedoch auf zwei
7-Segmente-Anzeigen die momentan am NE555 eingestellte Frequenz ablesen,
sodass man immer weis mit wieviel Schritte/s der Schrittmotor läuft.

Ich brauche eine Schaltung die mir 1 - 100Hz ---> 0.05 - 5V (0.05V pro
Hz) -wandelt. Falls zwei 7-Segmente-Anzeigen zu viel werden könnte ich
auch nur mit einer leben d.h 1-100hz wobei nur in 10ner Schritten von
1-9 gezählt wird.

Bis jetzt habe ich nur den 4511 IC(BCD) gefunden der ja ein 4bit eingang
in 7 Ausgänge für die Anzeige decodiert, dann brauch ich aber immernoch
etwas das mit 1-100Hz umwandelt in 4bit (0 - 9).

Das ganze soll mit +/- 5V betrieben werden, mehr habe ich nicht zur verfügung.

Hab da noch etwas mal gelesen das der NE555 selber Frequenz zu SPannung wandeln kann, das währe auch gut wenn sich da jemand auskennt dann könnte ich gleich meine 2 NE555 durch eine 556 ersetzen.

Ich habe hier etwas interessantes gefunden:

»

» Quelle: http://prof-gossner.eu/pdf/16-Spezielle%20Operationsverstaerker-Schaltungen.pdf (Seite:307)

Ich hatte nach genau sowas eigentlich gesucht, also eher was "einfaches" mit "wenigen" OPVs,FFs,Transistoren,logikbausteinen nur habe ich keine Ahnung wie bei der obrigen Schaltung ich die Bauteile dimensionieren sollte, jemand ne Idee?

» Ich habe hier etwas interessantes gefunden:
»
» »
»
» » Quelle:
» http://prof-gossner.eu/pdf/16-Spezielle%20Operationsverstaerker-Schaltungen.pdf
» (Seite:307)
»
» Ich hatte nach genau sowas eigentlich gesucht, also eher was "einfaches"
» mit "wenigen" OPVs,FFs,Transistoren,logikbausteinen nur habe ich keine
» Ahnung wie bei der obrigen Schaltung ich die Bauteile dimensionieren
» sollte, jemand ne Idee?

Wieso? Die Formeln zur Berechnung sind doch vollständig
dabei. Bei Deinen geringen Frequenzen mussst Du aller-
dings ziemlich lange warten, bis Du einen stabilen
Messwert hast. Du kannst ja auch ein Monoflop mit nach-
geschaltetem Tiefpass zur Umwandlung nehmen. Aber auch
da hst Du mehrere Sek. Wartezeit.
Gruss
Harald
sehr la

» Ich brauche eine Schaltung die mir 1 - 100Hz ---> 0.05 - 5V (0.05V pro Hz) -wandelt.

Und dann? Hast du eine Schaltung, die Volt in eine 7Segmentanzeige umsetzt?
Ja, das gibts. Kleine LCD Spannungsmodule mit 4stelliger LCD Anzeige.

» Bis jetzt habe ich nur den 4511 IC(BCD) gefunden der ja ein 4bit eingang
» in 7 Ausgänge für die Anzeige decodiert, dann brauch ich aber immernoch
» etwas das mit 1-100Hz umwandelt in 4bit (0 - 9).

Nach deinem Ansatz: "..immernoch etwas das mir 0,05V - 5V umwandelt in 4bit (0 - 9)."

Das war der analoge Ansatz. Jetzt der Digitale.

Du baust dir einen Rechteckgenerator (zur not mit 555, darf aber auch was besseres genaueres sein) Der läuft mit 2Hz, also 1s High und 1s Low.
Während der H-Zeit zählst du die Impulse in einem Zähler-IC, während der L-Zeit zeigst du sie an.
Einfache Frequenzzähler-Schaltungen findet man haufenweise auf entsprechenden Bastelseiten.
Gibt sogar komplette IC's oder Baugruppen dafür.

hws

» Hab da noch etwas mal gelesen das der NE555 selber Frequenz zu SPannung
» wandeln kann, das währe auch gut wenn sich da jemand auskennt dann könnte
» ich gleich meine 2 NE555 durch eine 556 ersetzen.

Ich schreibe zum Ganzen jetzt nur was Grundsätzliches, weil ich keine Zeit habe umfassend auf Dein Anliegen einzugehen.

Mit jedem Monoflop hast Du die Möglichkeit zu einem Frequenz/Spannungs-Wandler, wenn Du am Ausgang ein Tiefpassfilter (TP-Filter) hinzu schaltest. Dieses TP-Filter mittelt entsprechend dem Tastgrad die HIGH- und LOW-Spannung zu einer Mittelwertspannung. Der Tastgrad ist abhängig von der Eingangsfrequenz in Funktion der Impulsbreite des Monoflops. Je höher die Zeitkonstante, bzw, je niedriger die Grenzfrequenz, des TP-Filter, um so kleiner ist die Rippelspannung der gemittelten Spannung.

Vor- und Nachteil: Je niedriger die Rippelspannung, um so länger dauert die Einschwingzeit. Und das heisst, dass der Zeitkonstante eine Grenze gesetzt ist durch die Geschwindigkeit der Frequenzänderung. Frag mich hier nicht nach einer Berechnungsformel...
Berechnung hin oder her, auf das empirische Testen wird man bei sowas kaum ganz verzichten können...

Weiterer Nachteil bei diesem Verfahren: Je nach Frequenzgenauigkeit die man messen will, muss man sehr genau auf HIGH- und LOW-Spannungswerte und auf die Flankensteilheiten bei kleiner Impulsbreite achten.

Wenn es es nicht so auf die Genauigkeit ankommt, ist diese einfache Methode allerdings durchaus angebracht. Ich habe diese Methode auch schon mal in einem grösseren Projekt angewendet:



Quelle dieses Frequenz/Spannungs-Wandler ist folgender Elektronik-Minikurs:

"Steuerbares und steiles Tiefpassfilter in SC- und Analog-Technik und mit grossem Frequenzbereich"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf3.htm
Siehe Kapitel "Einfacher Frequenz/Spannung-Wandler mit Monoflop".

--
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

» Bei Deinen geringen Frequenzen mussst Du aller-
» dings ziemlich lange warten, bis Du einen stabilen
» Messwert hast. Du kannst ja auch ein Monoflop mit nach-
» geschaltetem Tiefpass zur Umwandlung nehmen. Aber auch
» da hst Du mehrere Sek. Wartezeit.
» Gruss
» Harald

So ist es. Ich habe dazu soeben etwas geschrieben:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=155030&page=0&category=all&order=time

--
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

» Ich hatte nach genau sowas eigentlich gesucht, also eher was "einfaches"
» mit "wenigen" OPVs,FFs,Transistoren,logikbausteinen nur habe ich keine
» Ahnung wie bei der obrigen Schaltung ich die Bauteile dimensionieren
» sollte, jemand ne Idee?





edit
Da fehlen noch die Stützkondensatoren der Betriebsspannung!

Wenn es sehr genau werden soll, wird ein Offsetabgleich beim OP günstig sein. Vorraussetzung ist sowieso eine stabile +/- 15V Spannung.

Jetzt habe ich noch mal in dein Eröffnungsposting geschaut. Bei einer Betriebsspannung von +/-5V ist die Ausgangsspannung bei 100 Hz rund 2,5V.
Wenn du C1 auf 47nF erhöhst kommst du auf rund 3,5V. Aber 5V ist wohl illusorisch.

»
»

Zunächst ein Dank an alle!
Ich würde jedoch mit der Idee von "hws" weiterarbeiten.


» Das war der analoge Ansatz. Jetzt der Digitale.
»
» Du baust dir einen Rechteckgenerator (zur not mit 555, darf aber auch was
» besseres genaueres sein) Der läuft mit 2Hz, also 1s High und 1s Low.
» Während der H-Zeit zählst du die Impulse in einem Zähler-IC, während der
» L-Zeit zeigst du sie an.
» Einfache Frequenzzähler-Schaltungen findet man haufenweise auf
» entsprechenden Bastelseiten.
» Gibt sogar komplette IC's oder Baugruppen dafür.
»
» hws

kleiner Denkfehler: für 1sHigh/Low Zeit brauchst du 0.5Hz, bei 2Hz hätte man 0.25s High/Low.

Ich bin jetzt soweit das ich einen 7bit Zähler(4024 IC) habe dessen Clk hängt an einem UND-Gatter mit 2 eingängen:

Eingang 1: Rechteckgenerator mit 0.5Hz für die oben gennante 1s High/Low Zeiten.
Eingang 2: Meine zumessende Freq. 1 - 100Hz

»

"" Ich benütze zur Simulation: "NI Multisim 11.0 von National Instruments" das ganze mit Camtasia Studios aufgenommen und als .gif herausgegeben ""

WICHTIG: diese Simulation läuft nicht in Echtzeit ab!, in meiner Simulation vergehen so ca. 0.15s pro 1s Echtzeit, also nicht verwirren lassen. Das gif wird nur 1mal abgespielt, wers nochmal sehen will muss die Seite neu laden.

Wie iht sehen könnt funktioniert das Prinzip an sich:
Solange U7 für 1Sekunde lang "1" gibt, zählt der Zähler die Freq. von U4. Sobald U7 auf "0" wechselt kann man seinen Wer für 1s sehen.

Das einzige problem wenn U7 wieder auf "1" springt zählt mein zähler von der zuvorigen Zahl weiter in diesem Fall von 10 ... bis 20... d.h. nach jeder "1" Phase des U7 muss der Zähler reseted werden, d.h. aber auch das mein ergebnis verloren geht, also brauche ich da so ne art Speicher der mir das Bit muster von dem Zähler speichert bis zum nächsten ergebnis. Ich persönlich hatte bisjetzt garnichts mit Speicherbausteinen am Hut, kennt da jemand eine gute Lösung?


Das ganze nochmal mit 25Hz. Da ich von 0 bis 100Hz zählen möchte ist der 4024IC mit seinen 7bit genau richtig der kann ja 2 hoch 7 = 128 Zustände haben.
»
diesmal läuft das ganze mit x2 der Geschwindigkeit des ersten gifs ab.

» » Ich brauche eine Schaltung die mir 1 - 100Hz ---> 0.05 - 5V (0.05V pro
» Hz) -wandelt.
»
» Und dann? Hast du eine Schaltung, die Volt in eine 7Segmentanzeige
» umsetzt?
» Ja, das gibts. Kleine LCD Spannungsmodule mit 4stelliger LCD Anzeige.
»
» » Bis jetzt habe ich nur den 4511 IC(BCD) gefunden der ja ein 4bit
» eingang
» » in 7 Ausgänge für die Anzeige decodiert, dann brauch ich aber immernoch
» » etwas das mit 1-100Hz umwandelt in 4bit (0 - 9).
»
» Nach deinem Ansatz: "..immernoch etwas das mir 0,05V - 5V umwandelt in
» 4bit (0 - 9)."
»
» Das war der analoge Ansatz. Jetzt der Digitale.
»
» Du baust dir einen Rechteckgenerator (zur not mit 555, darf aber auch was
» besseres genaueres sein) Der läuft mit 2Hz, also 1s High und 1s Low.
» Während der H-Zeit zählst du die Impulse in einem Zähler-IC, während der
» L-Zeit zeigst du sie an.
» Einfache Frequenzzähler-Schaltungen findet man haufenweise auf
» entsprechenden Bastelseiten.
» Gibt sogar komplette IC's oder Baugruppen dafür.
»
» hws

Bei so niedrigen Frequenzen wäre es genauer wenn man die Periodenzeit misst und dann den Reziprokwert anzeigt. Ein µC wäre dann allerdings schon ganz sinnvoll.

Ich presentiere meinen digitalen Frequenzmesser

»
(Das "Video" spielt wieder nur 1x ab, das es zu keinen verwirrungen kommt wann es anfängt/aufhört, wer noch nicht hat oder nochmal will --> F5, Seite aktualisieren)


Nachteile:

-die momentangeschwindigkeit wird 1s zeitverzögert angezeigt.
-Ich habe keine Ahnung was passiert wenn man die Freuqenz während der einsekündigen zählphase verändert, aber sicherlich nichts gutes und kein richtiges Ergebnis
-Das Ergebnis ist (nach der 1sekündiger Zählphase) für nur 1sekunde sichtbar, dannach dauert es wieder 1sekunde bis das neue Ergebnis ersichtlich wird. D.h selbst bei gleichbleibender Frequenz sieht man das Ergebnis nicht dauerhaft angezeigt.

Vorteile:

Das was die Schaltung kann reicht mir "eigentlich" schon aus

trotzdem wer noch ne Verbesserungsidee hat, oder einfach eine andere, ähnlich "einfache" Lösung hat, bitte sagen...

Das ganze ohne µC, da mir dazu einfach bei µC das
Wissen und die Mittel fehlen.

Denkanstoss:

erhöhe die Arbeitsfrequenz um den Faktor 100 (oder 1000). Die Torzeit des Frequenzmessers dann auf 10 (oder 1) Millisekunde verringern. Diese "Hochfrequenz" durch 100 (oder 1000) teilen und Deiner bisherigen Schaltung zuführen. Dadurch erreichst Du dass die Anzeige bezogen auf die menschliche Wahrnehmung trägheitslos reagiert.

Uwe

Nachtrag:

hatte eben nicht zuende gedacht. Die Anzeige kann bei geringen Frequenzvariationen flimmern. Faktor 10 oder 20 wäre wohl besser.

» Denkanstoss:
»
» erhöhe die Arbeitsfrequenz um den Faktor 100 (oder 1000). Die Torzeit des
» Frequenzmessers dann auf 10 (oder 1) Millisekunde verringern. Diese
» "Hochfrequenz" durch 100 (oder 1000) teilen und Deiner bisherigen
» Schaltung zuführen. Dadurch erreichst Du dass die Anzeige bezogen auf die
» menschliche Wahrnehmung trägheitslos reagiert.
»
» Uwe

Kann dir leider nicht folgen...

Torzeit des Frquenzmesser auf 10ms währen doch 50Hz an U5?, T = 1/Hz = 1/50Hz = 0.02s , bei 50% Tastgrad sind das 10ms H-Zeit & 10ms L-Zeit,
damit komme ich noch klar, beim rest bin ich mir überhaupt nicht sicher.

» Ich presentiere meinen digitalen Frequenzmesser

Gehts um eine "Spielerei" oder soll der Schrittmotor gemessen werden? Da gibts Frequenzen bis 100Hz.
Nimm U3 und U4 und die Anzeige 2mal.
Statt des U2 zwei BCD Zähler hintereinander.

» -die momentangeschwindigkeit wird 1s zeitverzögert angezeigt.

Ja, lässt sich auch so einfach nicht ändern. Was willst du anzeigen? Anzahl der Schritte pro Sekunde? Umdrehungen der Achse pro Minute? (letzteres wäre Impulse geteilt durch Schrittanzahl mal 60s)

» -Ich habe keine Ahnung was passiert wenn man die Freuqenz während der
» einsekündigen zählphase verändert, aber sicherlich nichts gutes und kein
» richtiges Ergebnis

Warum nicht? Ne halbe Sekunde 5Hz und die andere halbe Sekunde 7Hz ergibt 6Hz Anzeige ..

» -Das Ergebnis ist (nach der 1sekündiger Zählphase) für nur 1sekunde
» sichtbar, dannach dauert es wieder 1sekunde bis das neue Ergebnis
» ersichtlich wird. D.h selbst bei gleichbleibender Frequenz sieht man das
» Ergebnis nicht dauerhaft angezeigt.

ja, das ließe sich durch einen Speicher zwischen U4 und U3 beheben.

» Vorteile:

» Das was die Schaltung kann reicht mir "eigentlich" schon aus

0-99Hz einstellig angezeigt als 0..9? Nee, nicht wirklich


hws

» » Denkanstoss:
» »
» » erhöhe die Arbeitsfrequenz um den Faktor 100 (oder 1000). Die Torzeit
» des
» » Frequenzmessers dann auf 10 (oder 1) Millisekunde verringern. Diese
» » "Hochfrequenz" durch 100 (oder 1000) teilen und Deiner bisherigen
» » Schaltung zuführen. Dadurch erreichst Du dass die Anzeige bezogen auf
» die
» » menschliche Wahrnehmung trägheitslos reagiert.
» »
» » Uwe
»
» Kann dir leider nicht folgen...
»

Noch mal langsam und schrittweise zum mitdenken:

Die minimale frequenz mit der Dein Schrittmotor laufen soll ist zu niedrig für den Frequenzzähler. Also gibst Du dem Frequenzzähler eben eine höhere Frequenz damit er schneller reagieren kann. Diese (an sich) zu hohe Frequenz teilst Du dann runter.

Klar geworden?