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Bernd-007

20.07.2012,
09:12
 

Flip Flop und Timer (Schaltungstechnik)

So hier jetzt das ganze mit Beschreibung un Schaltung:

Ich möchte Euch bitten, mal die Schaltung anzusehen um mir ein paar Hilfestellungen zu geben.

Was soll die Schaltung tun?

Die Schaltung soll eine LED Konstantstromquelle über Spannung steuern. Die Steuerspannung entsteht am Emitter des Q2.
Die KSQ ist hier nicht dargestellt.
Das Ganze ist für eine Aquariumbeleuchtung.

Hier aber erstmal eine kurze Beschreibung:
Der Q1 Transitor treibt ein Relais an, das schaltet die seperate Stromversorgung für die LED.

Mit einem Wochentimer programmiere ich die Einschaltzeiten (und Ausschaltzeiten).
Ich verwende nur die Elektronik des Zeitschalters, am Ausgang ist ein Pegelwandler -
der Timer läuft nur mit 1,5V - mit einem NPN-Transitor und einem Widerstand, der im eingeschalteten Zustand
am Kollektor Low ist. Der Transistor liegt an den 12V.

Der Taster J1 simuliert diesen Wochentimer.

Damit wird der CD4017 angesteuert, dieser übernimmt die Steuerung des CD4029.


Der 5Hz Generator (am CD4029) simuliert eine Timerschaltung mit dem CMOS 555, dieser arbeitet später als
Multivibrator mit ca. 8min Periode. Der ganze Anstieg bzw. Abfall der Steuerspannung dauert also ca. 120min.

Der CD 4029 wandelt die binären Signale über das R2R Netzwerk in die eigentliche Steuerspannung
die von 0 bis 10V in 15/16 Stufen früh "hochläuft" jetzt stehenbleiben muss und abends "runterläuft" und dann
wieder stehenbleiben muss.
Die eigentliche Schaltung will ich mit ca. 12V betreiben bzw. so, dass am Ausgang max. die 10V anliegen.

Um 8.00 schaltet der Wochentimer das erste Mal, der Anschluß "0" des 4017 geht auf Low.

Am Anschluss "0" des 4017 kommt ein "L" und schaltet das Relais, gleichzeitig wird das FlipFlop geschaltet
und das Pin 1 des 4029 geht "L". Das Hochzählen beginnt.
Sobald Carry Out des 4029 "fertig" ist soll das FFlop ein Reset bekommen.
Der 4029 soll jetzt mit max. Steuerspannung für die KSQ stehenbleiben.
Das ist in der Schaltung noch nicht dargestellt, eben weil es nicht funktioniert.
In meiner Simulation kommt offenbar kein H/L am Ausgang 7 des 4029.

Danach wird der 4017 bis zur 5 hochgezählt, denn dort kommt am Pin 5 ein "L" das wird dafür verwendet um den
4029 rückwärts zählen zu lassen.

Zugleich läuft die Ausgangsspannung auf Null und am Ende sollte am Carry Out ein "H/L" bekommt,
jetzt soll der 4029 wieder angehalten werden.

Um ca. 20.00 kommt der letzte Impuls am 4017 (vom Wochentimer) und das Relais soll abfallen.
Damit wird die Stromversorgung von der LED Beleuchtung ausgeschaltet.

Der kritische Punkt meiner Schaltung ist das FFlop selbst, kann ich es 2fach ansteuern?
Ich brauche folgende Zustände:
1. Setzen - über Pin2 vom 4017 - funktioniert
2. Reset - über Pin 7 4029 - funktioniert nicht
3. erneutes Setzen - wie kann ich das gleiche FF nochmal setzen? Wahrscheinlich brauche ich noch eines.
4. Reset - über Pin 7 4029 - funktioniert nicht

Hierzu hatte ich schonmal 2 Fragen im Forum gestellt, beide bzgl. der FlipFlops.

Außerdem bereitet mir der erste Einschaltzustand Probleme, wie erreiche ich, das der 4017 beim Einschalten auf
Stop steht und gleichzeitig über Pin 6 ein Reset bekommt.
Wichtig ist, das der 4017 beim Start ein Reset bekommt, momentan bekommt er nach meiner Ansicht beim Start kein Reset,
weil ja die "O7" Pin 6 schon ein "L" hat.

Die LED dienen nur als Zustandsanzeige, ebenso die Hex Anzeige.
das Anhalten des 4029, nach dem Zustand "15" scheint mir ein Problem zu sein.

Ich hoffe, alles verständlich geschrieben zu haben.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
20.07.2012,
10:10

@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung

Was hältst von der Idee, dass du das 4029 mit einen getriggerten Monoflop taktest?

Das bietet sich an, weil die Zeiten extrem lange sind.
Dann musst vergleichen, auf welchen Zählwert du bist,
sodass automatisch wieder runtergezählt werden kann.

Power-On Reset nicht vergessen, dann bleiben alle Zähler auf null.
Manueller Reset wäre nciht schlecht.
Reset durch Bedingungen, geht über Vergleich eines Istzustandes mit Soll, oder bei Erreichen des Zustandes.

Man müßte sich hier etwas genauer in deine Gedanken
reinversetzen, weil es komplexer ist.
Ein Detailplan MIT den Zubehör, Aktoren, Sensoren kann helfen leichter mitzudenken.

Bitte den Plan kleiner machen, dann ists leichter am Bildschirm.

Logische Reihenfolge bei der Beschreibung tut gut, kann man leichter folgen.

Grüße
Gerald

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

Bernd-007

20.07.2012,
12:18

@ geralds

Aquariumlichtsteuerung

Hallo Gerald, ich danke Dir für Deine Bemerkungen.

» Was hältst von der Idee, dass du das 4029 mit einen getriggerten Monoflop taktest?

Versteh ich nicht, dafür nehme ich den CMOS 555, da sind die 8min kein Problem.

» Das bietet sich an, weil die Zeiten extrem lange sind.
» Dann musst vergleichen, auf welchen Zählwert du bist,
» sodass automatisch wieder runtergezählt werden kann.
»
» Power-On Reset nicht vergessen, dann bleiben alle Zähler auf null.

Genau, aber wie mache ich den, wenn zusätzlich noch ein def. Reset vom 4017 kommt?

» Reset durch Bedingungen, geht über Vergleich eines Istzustandes mit Soll,
» oder bei Erreichen des Zustandes.

Richtig, aber wie sieht das als Schaltung aus?
Die Zustände der Schaltung habe ich in der Beschreibung.

» Man müßte sich hier etwas genauer in deine Gedanken
» reinversetzen, weil es komplexer ist.
» Ein Detailplan MIT den Zubehör, Aktoren, Sensoren kann helfen leichter» mitzudenken.

Aber dann wird der Plan ja noch größer...
Ich bau den Eingangsbereich und den 555 Schaltungsteil mal mit rein.

»
» Bitte den Plan kleiner machen, dann ists leichter am Bildschirm.

Das hatte ich schon, aber dann erkennt man nicht so viel, bzw. ist die Schrift sehr schlecht lesbar.

Kannst Du denn nicht mit der (-) Taste das Bild kleiner machen?

»
» Logische Reihenfolge bei der Beschreibung tut gut, kann man leichter folgen.

Steht in der Beschreibung

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
20.07.2012,
12:37
(editiert von geralds
am 20.07.2012 um 12:41)


@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung

hier kopiere das Bild in deinen Thread hinein.


Einfach das Bild mit rechter Maustaste auf Eigenschaften klicken,
dann den Namen kopieren und als Text dein Bild überschreiben.

--
Im Betriebsystem hast vielleicht ein paar Tools - Paint

Da kannst die Bilder in verschiedenen Bild-Typen speichern.

Auf der MS Download-Seite hast Tools wie Picture-Resize.
Diese kannst direkt aus dem Explorer verwenden.

Einen ganzen Schaltplan kannst ja auch in logische Funktionsgruppen teilen,
die dann händisch wieder zusammengefügt werden können.

Ich kopiere die Bilder vom Multisim grundsätzlich ins Paint hinein.
Dann speichere ich es für dieses Forum im passenden Format
zum Hochtransportieren.

Danach können wir über das technische plaudern.

Grüße
Gerald

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

Bernd-007

20.07.2012,
13:00

@ geralds

Aquariumlichtsteuerung

So, jetzt ist es kleiner und der 555 ist mit drauf, sowie die Ansteuerung für den 4017.

Ich hoffe es passt jetzt.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
20.07.2012,
13:09

@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung

» So, jetzt ist es kleiner und der 555 ist mit drauf, sowie die Ansteuerung
» für den 4017.
»
» Ich hoffe es passt jetzt.
»
»

---
danke für das Bild. passt sehr gut.

kannst noch bitte nochmals dein Anliegen logisch beschreiben.

vielen Dank
---

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

Bernd-007

20.07.2012,
13:33

@ geralds

Aquariumlichtsteuerung

Hallo Gerald,
habe die Beschreibung nochmal überarbeitet und den Gesamtschaltplan in 2 Teile zerlegt.

Die Schaltung soll eine LED Konstantstromquelle über Spannung steuern. Die Steuerspannung entsteht am Emitter des Q2.
Die KSQ ist hier nicht dargestellt.

Hier aber erstmal eine kurze Beschreibung:
Der Q1 Transitor treibt ein Relais an, das schaltet die seperate Stromversorgung für die LED.

Mit einem Wochentimer programmiere ich die Einschaltzeiten (und Ausschaltzeiten).

der Timer läuft nur mit 1,5V - mit einem NPN-Transitor und einem Widerstand, der im eingeschalteten Zustand
am Kollektor Low ist. Der Transistor liegt an den 12V.

Der Taster J1 simuliert diesen Wochentimer.

Damit wird der CD4017 angesteuert, dieser übernimmt die Steuerung des CD4029.

Um 8.00 gibt der Wochentimer sein 1. Signal
der 4017 geht am Pin 3 auf L, das Relais zieht an, die Stromversorgung für die LED geht an.

Der 4029 fängt jetzt an Up zu zählen, die Spannung am Q2 steigt treppenförmig an.

Der Vorgang des Hochzählen dauert ca. 120min.
Beim Zustand "15" muss der 4029 angehalten werden und seinen letzten Zustand behalten, das könnte über Pin 5 auf H
realisiert werden.

Als Signal dafür wollte ich den Carry Out des 4029 verwenden, er gibt beiM Zustand 15 eine H/L Flanke
In meiner Simulation kommt offenbar kein H/L am Ausgang 7 des 4029.

Als nächstes schaltet der Wochentimer noch 4 weitere Male ein und aus, um am Pin 12 des 4017 ein L zu erhalten,
Pin 12 übernimmt das Up/Down Zählen des 4029.

Die nächste Einschaltzeit um 18.00 am Wochentimer soll den 4029 von "15" auf "0" zählen lassen.

Demnach sinkt die Ausgangsspannung am Q2 treppenförmig auf 0V.

Beim Zustand "0" muss der 4029 wieder angehalten werden.

Um ca. 20.00 kommt der letzte Impuls vom Wochentimer, dieser schalten den 4017 auf "6" was zugleich ein Reset des 4017
auslöst und das Relais abfallen lässt.
(die genaue Zeit muss ich dann noch festlegen, damit der 4029 auch auf 0 ist zu diesem Zeitpunkt)


Der kritische Punkt meiner Schaltung ist das FFlop selbst, kann ich es 2fach ansteuern?
Ich brauche folgende Zustände:
1. Setzen - über Pin2 vom 4017 - funktioniert
2. Reset - über Pin 7 4029 - funktioniert nicht
3. erneutes Setzen - wie kann ich das gleiche FF nochmal setzen? Wahrscheinlich brauche ich noch eines.
4. Reset - über Pin 7 4029 - funktioniert nicht

Hierzu hatte ich schonmal 2 Fragen im Forum gestellt, beide bzgl. der FlipFlops.

Außerdem bereitet mir der erste Einschaltzustand Probleme, wie erreiche ich, das der 4017 beim Einschalten auf
Stop steht und gleichzeitig über Pin 6 ein Reset bekommt.
Wichtig ist, das der 4017 beim Start ein Reset bekommt, momentan bekommt er nach meiner Ansicht beim Start kein Reset,
weil ja die "O7" Pin 6 schon ein "L" hat.

Die LED dienen nur als Zustandsanzeige, ebenso die Hex Anzeige.
das Anhalten des 4029, nach dem Zustand "15" scheint mir ein Problem zu sein.

Passt jetzt besser?




Bernd-007

20.07.2012,
13:39

@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung- 2.Teil

» Hallo Gerald,

Hier der 2. Teil mit dem 4029 und dem 555.

Elko_Scotty(R)

Homepage E-Mail

20.07.2012,
13:53

@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung- 2.Teil

Hi,
was mich mal interesieren würde ist was im Endeffekt das Licht machen soll.

--
Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert.

Bernd-007

20.07.2012,
14:17

@ Elko_Scotty

Aquariumlichtsteuerung- 2.Teil

» Hi,
» was mich mal interesieren würde ist was im Endeffekt das Licht machen
» soll.

Der CD 4029 wandelt die binären Signale über das R2R Netzwerk in die eigentliche Steuerspannung
die von 0 bis 10V in 15/16 Stufen früh "hochläuft" jetzt stehenbleiben muss und abends "runterläuft" ...

steht aber in der Beschreibung drin...

Früh langsam hell werden und abends langsam dunkel werden.

Gerd(R)

20.07.2012,
15:29

@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung- 2.Teil

» » Hallo Gerald,
»
» Hier der 2. Teil mit dem 4029 und dem 555.
»
»

willst du eigentlich Q2 oder R4 heizen? ;-)

Wenn ich das richtig verstanden habe: Dein elend langer Text versucht uns klar zu machen, daß du früh das licht langsam hochdimmen und abends wieder langsam runterdimmen willst?

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

Gerd(R)

20.07.2012,
15:30

@ Bernd-007

Aquariumlichtsteuerung- 2.Teil

» » Hi,
» » was mich mal interesieren würde ist was im Endeffekt das Licht machen
» » soll.
»
» Der CD 4029 wandelt die binären Signale über das R2R Netzwerk in die
» eigentliche Steuerspannung
» die von 0 bis 10V in 15/16 Stufen früh "hochläuft" jetzt stehenbleiben
» muss und abends "runterläuft" ...
»
» steht aber in der Beschreibung drin...
»
» Früh langsam hell werden und abends langsam dunkel werden.

Und wo ist da jetzt das Leuchtmittel versteckt?

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
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I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
20.07.2012,
15:36

@ Gerd

Aquariumlichtsteuerung- 2.Teil

---
» Und wo ist da jetzt das Leuchtmittel versteckt? :-P

Ich weiß, wo es ist. Das musst du dir dazu denken :wink:

Grüße
Gerald
---

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

geralds(R)

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Wien, AT,
20.07.2012,
15:59
(editiert von geralds
am 20.07.2012 um 16:01)


@ Bernd-007

Vorschlag: Zeitsteuerung mit Tagestimer

Hi,

Mal so quer vorerst:

Was hältst von einem Tagestimer, den du sekundenweise,
ok, minutenweise ginge zur Not auch, programmierst?

Der würde dann am open Kollektor-Ausgang alle 450 Sekunden ( 7,5 Minuten)
in den betreffenden 2 Stunden einen kurzen Sekunden-Takt ausgeben.

Und zwar brauchst so einen Timer, der die 12 Stundenzeit
anzeigt und die LED AM, bzw. und oder PM hat.

Weil ich annehme, dass du die Leuchte ja jeden Tag so
steuern willst, dann brauchst ja keinen Wochentimer.

-- So, falls ja, - mit Tagestimer:

Dann würde ich diesen Timer bei AM - diese LED würde den 4029 auf dem up_Eingang für Hochzählen freigeben.
Nachmittags erlischt diese LED für das spätere Runterzählen.

-- Zeiten:
In der Früh - ab 6:00 gibt der Timer den 1. Takt aus. Wie beim Wecker.
Gleichzeitig ist die AM LED an. - Dieser LED Zustand steuert für hochzählen.
takt, takt,,,,, takt die 15.te und es ist 15 x 450 Sekunden.
Damit hast mal die volle Beleuchtung.

Am Abend -- ab 18:00 gibt der Timer wieder alle 450 Sekunden einen Takt aus.
Den ersten punkt 18:00, wie beim Wecker; die 15 Stk binnen 2 Stunden.

Aber nun ist ja schon die AM LED seit 12:00 ausgegangen - sie leuchtet nicht - ist low beim 4029, der nun automatisch mit dem ersten neuen Takt runter zählt.
takt, takt, ,,,, takt die 15.te und es ist null.

Dann am folgenden Tag, ab 00:00 kommt ja wieder automatisch die AM LED,
sodass mit 6:00 der Hochzählvorgang automatisch erneut losgeht.

----
Damit sparst schon eine Menge Spielereien mit dem 4017er und 555er.
Diese beiden Käfer brauchst nicht mehr.

Der Tagestimer ist beim Conrad erhältlich, denke ich mal.

--- Die Ein-Ausschaltung der Stromversorgung für die Leuchte geht auch denkbar einfach:
Ein JK-FF als Takt gesteuertes-FF, welches mit dem jeweiligen 1.Takt (morgens) bzw. letzten Takt (abends) umschaltet.

Das ander später - weil ich noch deine Antwort abwarte.

Grüße
Gerald

---

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

Gerd(R)

20.07.2012,
16:10
(editiert von Gerd
am 20.07.2012 um 16:16)


@ geralds

Vorschlag: Zeitsteuerung mit Tagestimer

» Hi,
»
» Mal so quer vorerst:
»
» Was hältst von einem Tagestimer, den du sekundenweise,
» ok, minutenweise ginge zur Not auch, programmierst?
»
» Der würde dann am open Kollektor-Ausgang alle 450 Sekunden ( 7,5 Minuten)
»
» in den betreffenden 2 Stunden einen kurzen Sekunden-Takt ausgeben.
»
» Und zwar brauchst so einen Timer, der die 12 Stundenzeit
» anzeigt und die LED AM, bzw. und oder PM hat.
»
» Weil ich annehme, dass du die Leuchte ja jeden Tag so
» steuern willst, dann brauchst ja keinen Wochentimer.
»
» -- So, falls ja, - mit Tagestimer:
»
» Dann würde ich diesen Timer bei AM - diese LED würde den 4029 auf dem
» up_Eingang für Hochzählen freigeben.
» Nachmittags erlischt diese LED für das spätere Runterzählen.
»
» -- Zeiten:
» In der Früh - ab 6:00 gibt der Timer den 1. Takt aus. Wie beim Wecker.
» Gleichzeitig ist die AM LED an. - Dieser LED Zustand steuert für
» hochzählen.
» takt, takt,,,,, takt die 15.te und es ist 15 x 450 Sekunden.
» Damit hast mal die volle Beleuchtung.
»
» Am Abend -- ab 18:00 gibt der Timer wieder alle 450 Sekunden einen Takt
» aus.
» Den ersten punkt 18:00, wie beim Wecker; die 15 Stk binnen 2 Stunden.
»
» Aber nun ist ja schon die AM LED seit 12:00 ausgegangen - sie leuchtet
» nicht - ist low beim 4029, der nun automatisch mit dem ersten neuen Takt
» runter zählt.
» takt, takt, ,,,, takt die 15.te und es ist null.
»
» Dann am folgenden Tag, ab 00:00 kommt ja wieder automatisch die AM LED,
» sodass mit 6:00 der Hochzählvorgang automatisch erneut losgeht.
»
» ----
» Damit sparst schon eine Menge Spielereien mit dem 4017er und 555er.
» Diese beiden Käfer brauchst nicht mehr.
»
» Der Tagestimer ist beim Conrad erhältlich, denke ich mal.
»
» --- Die Ein-Ausschaltung der Stromversorgung für die Leuchte geht auch
» denkbar einfach:
» Ein JK-FF als Takt gesteuertes-FF, welches mit dem jeweiligen 1.Takt
» (morgens) bzw. letzten Takt (abends) umschaltet.
»
» Das ander später - weil ich noch deine Antwort abwarte.
»
» Grüße
» Gerald
»
» ---

Hallo,

prinzipiell mag ich auch solche IC-Gräber, und hab auf diese Weise schon einiges "verbrochen", bis hin zu Steuerungen für selbstgebaute Vorrichtungen wie z.B. einen Sprühfluxer für meine Wellenlötanlage. Der Vorteil solcher Schaltungen ist, daß man jeden Teil auf seine Funktion hin testen kann und dann einfach weiterlötet, bis die nächste Stufe auch so funktioniert, wie sie soll. Und das einfach am Basteltisch, ohne daß dafür ein Computer eingeschaltet werden muß.
Aber man kann die ganze Löterei auch durch Programmiererei ersetzen. Dauert auch so lange, verursacht aber weniger Flußmitteldämpfe ;-)

Hier würde ich mich doch eher zu einem kleinen Prozessor hinreißen lassen, der den ganzen Quatsch perfekt erledigt. So ein kleiner ATTiny im SO8-Gehäuse mit PWM-Ausgang erledigt das perfekt. Spart einen Haufen Bauteile und auch den Wochentimer, und wird wohl nicht größer als eine Briefmarke, inclusive Leistungs-FET für das immer noch unbekannte Leuchtmittel.

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
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I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

geralds(R)

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Wien, AT,
20.07.2012,
16:18
(editiert von geralds
am 20.07.2012 um 16:19)


@ Gerd

Vorschlag: Zeitsteuerung mit Tagestimer

---»
» Hallo,
»
» prinzipiell mag ich auch solche IC-Gräber, und hab auf diese Weise schon
» einiges "verbrochen".
»
» Aber hier würde ich mit doch eher zu einem kleinen Prozessor hinreißen
» lassen, der den ganzen Quatsch perfekt erledigt. So ein kleiner ATTiny im
» SO8-Gehäuse mit PWM-Ausgang erledigt das perfekt. Spart einen Haufen
» Bauteile und auch den Wochentimer, und wird wohl nicht größer als eine
» Briefmarke, inclusive Leistungs-FET für das immer noch unbekannte
» Leuchtmittel.

--
Ja, den Controller wollte ich ihm noch nicht antun, weil ich
mich zu erinnern glaube, dass der TE keinen Controller programmieren kann.

Sonst hätte ich ihm den PIC10F322 angeboten. Ist 6 pinnig.

Allerdings -- das Wichtigste bräuchten wir schon - eine Echtzeituhr in Form eines ICs.
Weil alles doch in Echtzeit abläuft.

Hier wäre ein Hochzählen per Software nicht sehr
effektiv, ungenau im Laufe der Zeit, Tage.

Daher - ein Echtzeittimer kostet wirklich nix mehr.
Weil ein Selbstbau bereits hier viel zu teuer wäre, unsinnig.

Den Rest - ok, zum Basteln, ja.

Grüße
Gerald
---

--
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