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MobaPeter

31.12.2011,
18:41
 

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen (Schaltungstechnik)

Hallo,

als halbwissender in Sachen Elekronik komme ich nicht weiter.
Ich will eine Ampelschaltung aufbauen. Die Ampel soll wie üblich von rot über rot/gelb auf grün springen (im Sekundentakt), dann für ca. 20 s bei grün verbleiben, um dann über gelb zurück auf rot zu schalten. Dort wieder ca. 20 s verbleiben und von vorne.
Gesteuert werden Dioden, Betriebsspannung "Modelleisenbahn". Mir schwebt 12 V DC vor.


Meine Idee nach stundenlangen recherchen:
1. Taktgeber Periodendauer ca. 1 s mit NE555 aufbauen
2. mit Dekadenzähler 4017 und ein wenig Logik die Ampel durchtakten.
3. immer dann, wenn die lange Haltephase von ca. 20 s kommt, Takt unterbrechen.

1. und 2. bekomme ich hin. An der Realisierung von 3. scheiter ich ;-).

Meine Grundidee dazu ist, mit dem entsprechenden Signal aus dem 4017 (bei mir z.B. output 4) den Takt zu unterbrechen. Hierfür einen Transistor zum "Unterbrechen der Leitung" nehmen. Gleichzeitig eine Ausschalt- / Einschaltverzögerung starten und nach Ablauf mit diesem Signal den Transistor wieder durchschalten lassen.

Kann mir jemand bei der Konkretisierung helfen oder hat andere Ideen?

x y

31.12.2011,
18:50

@ MobaPeter

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» 1. Taktgeber Periodendauer ca. 1 s mit NE555 aufbauen
» 2. mit Dekadenzähler 4017 und ein wenig Logik die Ampel durchtakten.
» 3. immer dann, wenn die lange Haltephase von ca. 20 s kommt, Takt
» unterbrechen.

Andersrum, und nicht unterbrechen sondern in den kurzen Phasen beschleunigen. Gaht ganz einfach mit Diode und Widerstand vom jeweiligen Ausgang des 4017 zum Discharge des als AMV aufgebauten 555.

MobaPeter

01.01.2012,
00:44

@ x y

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» » 1. Taktgeber Periodendauer ca. 1 s mit NE555 aufbauen
» » 2. mit Dekadenzähler 4017 und ein wenig Logik die Ampel durchtakten.
» » 3. immer dann, wenn die lange Haltephase von ca. 20 s kommt, Takt
» » unterbrechen.
»
» Andersrum, und nicht unterbrechen sondern in den kurzen Phasen
» beschleunigen. Gaht ganz einfach mit Diode und Widerstand vom jeweiligen
» Ausgang des 4017 zum Discharge des als AMV aufgebauten 555.

Hört sich gut an! Vielen Dank für den Tipp :-)
Ich habe das mal skizziert und berechnet. Macht das so Sinn?
Ich will R1 und R3 jeweils aus einem Festwiderstand mit Poti in Reihe realisieren, um die Taktzeiten einstellen zu können.
Wenn am 4017 Q2 gesetzt wird, soll die Taktzeit lang sein, sonst kurz, daher der Inverter.

x y

01.01.2012,
01:27

@ MobaPeter

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» daher der Inverter.

Statt Inverter einen PNP Transistor nehmen, Diode brauchts dann nicht.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
02.01.2012,
01:21

@ x y

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

Schlag mich jetzt nicht. Aber das geht auch mit einem einzigen IC und den drei LEDs mit einem Vorwiderstand.
Und natürlich etwas Software. :-D
Du wolltest doch schon immer mal was mit Mikroprozessoren machen, oder?
Gruß
Bernd

x y

02.01.2012,
01:34

@ simi7

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» Du wolltest doch schon immer mal was mit Mikroprozessoren machen, oder?

Mit solcherlei hab ich bald 40 Jahre Erfahrung.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
02.01.2012,
08:23

@ x y

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» » Du wolltest doch schon immer mal was mit Mikroprozessoren machen, oder?
»
» Mit solcherlei hab ich bald 40 Jahre Erfahrung.

Dann wirst du mir ja zustimmen.
Der Tip war für den MobaPeter.
@MobaPeter
Falls du damit noch nichts am Hut hattest, es ist nicht so schlimm, wie man anfänglich denkt, aber es bieten sich ungeahnte Möglichkeiten.
Besonders was Flexibilität und Miniaturisierung betrifft.

MobaPeter

02.01.2012,
12:51

@ simi7

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» @MobaPeter
» Falls du damit noch nichts am Hut hattest, es ist nicht so schlimm, wie
» man anfänglich denkt, aber es bieten sich ungeahnte Möglichkeiten.
» Besonders was Flexibilität und Miniaturisierung betrifft.

Hallo simi7,

progammieren kann ich sicher besser als elektrische Schaltungen entwerfen :-).
Was ist denn ein guter Einstieg, um in das Thema Microcontroller reinzukommen. Oder kannst Du mir einfach einen empfehlen?

@alle
übrigens habe ich jetzt meine Schaltung entworfen.
Zum Zweck der Schaltung:
Gesteuert wird die Ampel einer Kreuzung eines Faller-Car-Systems
(für alle die das Car-System nicht kennen: das sind Autos mit HO-Maßstab, die autark entlang einer Schleife im Boden fahren.
Mit Elektromagneten können die Autos über einen eingebauten Reed gestoppt werden.
Weiche kann man durch umstellen der Schleife über Servos realisieren).

Die Kreuzung hat 3 Ampeln und verschiedene Abbiegemöglichkeiten (s.u.).

Die Schaltung soll können:
- LED der 3 Ampeln steuern: Umschalten von grün auf rot und zurück im Sekundentakt, Grün- bzw. Rotphase ca. 20 s.
- Die Stopp-Stellen über Relais entsprechend der Ampelphasen schalten
- Bei Abzweigung 1 auf "Abbiegen" die Ampel 2 auf rot setzen.

Rein von der Logik müsste meine Schaltung gehen. Ob auch elektrotechnisch einwandfrei bin ich mir als Anfänger nicht sicher...
Ein paar Fragen dazu habe ich
- reicht der Strom der NOR-Gatter, um über R3 und Poti 3 den C3 zu laden?
- brauche ich zwischen 4 und 8 beim NE555 (IC2) ein C?
- ist C4 am NE555 richtig dimensioniert oder besser 10n?
- sind die Vorwiderstände der Transistoren mit 4k7 in Ordnung (4k7, da ich davon noch einige habe und es einigermaßen passen sollte).
- statt Relais Transistoren? Die Spulen liegen noch nicht 100 % fest. Ich habe eine ins Auge gefasst, die 150 mA bei 12 V zieht.

Noch ein paar Anmerkungen zur Schaltung:
- kann an Wechselstrom oder Gleichstrom angeschlossen werden (im Modellbau sinnvoll)
- der Betrieb der Dioden und des ULN2004 etc. über die mit der Diode 1 halb geglättete Wechselspannung habe ich aus einer anderen Schaltung abgeguckt. Das funktioniert so!




olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2012,
13:56
(editiert von olit
am 02.01.2012 um 15:03)


@ MobaPeter

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

Die Funktionalität der Schaltung habe ich nicht untersucht. Nur die groben Auffälligkeiten.
Der ULN2004 ist für die Ansteuerungen von Relais geeignet und hat die Freilaufdioden (Die du vergessen hattest) integriert.


edit.:
Die Freilaufdiode am Kollektor vom BC517 habe ich umsonst eingezeichnet. Die kannst du weglassen, da der ULN2004 ja schon eine integriert hat.

» - brauche ich zwischen 4 und 8 beim NE555 (IC2) ein C?
Ja! Größer / gleich 100nF

» - Reicht der Strom der NOR-Gatter, um über R3 und Poti 3 den C3 zu laden?
Nicht wirklich, kann aber funktionieren.
Bei 12V bringt er vielleicht 2mA und 10V am Ausgang. Da die Gegenspannung von C3 die Sache begünstigt mag es klappen. Nur berechnen kann man das nicht mehr genau.

» - ist C4 am NE555 richtig dimensioniert oder besser 10n?
Größer / gleich 10nF

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2012,
16:05

@ MobaPeter

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» - reicht der Strom der NOR-Gatter, um über R3 und Poti 3 den C3 zu laden?

Ja! Es funktioniert besser als ich erwartet habe!

MobaPeter

02.01.2012,
17:15

@ olit

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

» » - reicht der Strom der NOR-Gatter, um über R3 und Poti 3 den C3 zu
» laden?
»
» Ja! Es funktioniert besser als ich erwartet habe!

Super! Vielen Dank olit.

Noch drei Nachfragen:
- gehen als Dioden 1N 4148? Davon habe ich noch einige.
- Bitte kurz für mich als Anfänger (ich möchte ja dazulernen):
wieso brauche ich die zwei Transistoren BC548 und BC517 in der von dir eingezeichneten Treiberstufe? Schafft ein PNP die Verstärkung nicht?
- falls der Strom des NOR-Gatters doch nicht reicht, dann so? Ist das der passende Transistor?
Vorteil: wäre evt. betriebssicherer und ich spare einen NOR (wer weiss, ob ich den nicht doch noch anders verwenden will, wenn sich die Logik ändert).

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.01.2012,
18:17
(editiert von olit
am 02.01.2012 um 18:35)


@ MobaPeter

Taktsignal für bestimmte Zeit unterbrechen

»
» Noch drei Nachfragen:
» - gehen als Dioden 1N 4148? Davon habe ich noch einige.
Ja.

» - Bitte kurz für mich als Anfänger (ich möchte ja dazulernen):
» wieso brauche ich die zwei Transistoren BC548 und BC517 in der von dir
» eingezeichneten Treiberstufe? Schafft ein PNP die Verstärkung nicht?
Es würde auch mit deinem PNP BC327 funktionieren. Aber der Basiswiderstand aus 4,7kOhm plus 10kOhm ist etwas zu groß um den Transistor aufzusteuern. Denn den zweiten BC327 am Relais habe ich ja rausgeschmissen. Außerdem würde der Basiswiderstand, 4,7kOhm plus 10kOhm, Einen Spannungsteiler für die LEDs bilden, sodass sie zu glimmen anfangen könnten. Wenn du auf deiner Kollektorschaltung bestehst, musst du den 10kOhm Widerstand gegen einen 1kOhm Widerstand tauschen.
Es ist aber unüblich, Lasten die nur Ein- und Ausgeschaltet werden sollen in den Emitterzweig zu legen (Kollektorschaltung). Normalerweise wendet man die Emitterschaltung an (Last im Kollektorzweig). Das hat den Vorteil, dass der Schalttransistor in die Sättigung getrieben werden kann (Geringe Kollektor-Emitterspannung rund 100mV). Bei der Kollektorschaltung ist die Spannung am Emitter zum einen die 0,7V Basisemitterspannung plus dem Spannungsfall am Emitterwiderstand, hervorgerufen durch den Steuerstrom, den der Transistor benötigt.
(Und bei deiner Uhrsprungsvariante waren ja sogar zwei Kollektorschaltungen hintereinander geschaltet. Da wird es ja wirklich sehr Fragwürdig!)


» - falls der Strom des NOR-Gatters doch nicht reicht, dann so? Ist das der
» passende Transistor?
Ja, aber es reicht auch ein BC558 mit einem Ic max von 100mA (Der BC327 kann 500mA)
Den Basiswiderstand kannst du größer 10kOhm wählen.

» Vorteil: wäre evt. betriebssicherer und ich spare einen NOR (wer weiss, ob
» ich den nicht doch noch anders verwenden will, wenn sich die Logik
» ändert).
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