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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Binärschloss


Autor: Christoph Zell (no47)
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Hallo!

Ich bin ziemlich neu in dem Bereich Microcontroller, und leider ist auch 
gleich mein erster Versuch nach mehreren Tagen immernoch nicht geglückt.

Ich habe vier an/aus Schalter, um einen Code einzustellen und vier 
an/aus Schalter um den Code einzugeben. Die zusammengehörenden Schlater 
sind je mit einem xnor (4077) gekoppelt. Je 2 Ausgänge mit einem AND 
(4081) und davon die beiden Ausgänge wieder in ein AND Gatter. Das 
daraus resultierende Signal geht in einen Inverter (4069). Das daraus 
resultierende Signal wiederum geht in ein kleines Lämpchen. So leuchtet 
die Lampe, wenn das Schloss geschlossen ist und erlischt, sobald die 
Schlaterstellungen A mit den Schalterstellungen B übereinstimmen. Das 
ganze ist an eine 9V Blockbatterie angeschlossen. Allerdings leuchtet 
die Birne durchgängig und nur schwach. Woran könnte das liegen?

Im Anhang hab ich eine Skizze das ganzen angehängt (schnell mit Paint 
gemalt, also bitte keine Kommentare zum Aussehen). Ich hoffe man kann 
alles gt erkennen!

Danke schonmals!

Autor: Jochen Müller (taschenbuch)
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Christoph,

Auf die Schnelle als erstes, ohne die Schaltung zu analysieren:
- Keine Leitung vergessen, besonders die Versorgung?
- Spannung mal im laufenden Betrieb gemessen? Bricht die zusammen?
- Wieviel mA zieht die Lampe, ist das nicht viel zuviel für den armen 
Inverter?
-werden ICs warm? Dann ist etwas verpolt, z.B. ein Eingang und ein 
Ausgang verwechselt.

-Haben die Schalter PullUPs/DOWNs, oder hängen die Eingänge bei offenem 
Schalter in der Luft und schwingen dann? Dies ist meine 
wahrscheinlichste Vermutung.

Jochen Müller

Autor: Oliver Döring (odbs)
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So, wie Du es gezeichnet hast, ist die Versorgung aller Logik-IC's in 
Reihe geschaltet... Das ist nicht sooo gut. Parallel ist besser. Mehr 
habe ich mir nicht angeschaut.

Abblock-Kondensatoren nicht vergessen, unbenutzte Eingänge alle auf 
Masse, auf Polung der ICs achten (ist aus deiner Zeichung nicht 
ersichtlich).

Detaillierter habe ich mir das noch nicht angeschaut.

Autor: Warren Spector (jcdenton)
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man kann in paint auch text eingeben...

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Hey Christoph,

also deine Zeichnung enthält eine Menge Fehler:

1. Eingänge von den Tastern am XNOR hängen ungetrückt voll in der Luft.
2. Betriebsspannung vollkommen falsch --> jedes VCC muss an 9V und jedes 
GND an den negativen Anschluss des 9V-Blocks.
3. Nicht verwendete Gatter sind offen
4. Die Lampe übersteigt sicher den maximalen Ausgangsstrom des Inverters

Lösung:

zu 1.: PullUp's verwenden
zu 2.: Betriebsspannung Parallel und mit C gegen Masse
zu 3.: Ungenutzte Gatter --> Eingänge auf Masse und Ausgang offen
zu 4.: LowCurrent LED oder Transistor als Schalter für Lampe

Hab dir mal ne Zeichnung gemacht.

Die Taster A könnten durch Schalter ersetzt werden und durch Tasten B 
erfolgt die Eingabe.

Ein richtiges Binärschloss ist es aber nicht, denn du musst eine 
bestimmte Kombination drücken. Eine serielle Eingabe (also Nummernpad 
und Tasten nacheinander) wäre sinnvoller. Geht ganz easy mit FSM.

Gruß Alexander

Autor: Christoph Zell (no47)
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Hallo,

Danke erstmal für die schnellen Antworten!

Ich habe allerdings noch ein paar Fragen dazu:

Was sind PullUPs? Meinst du damit Widerstände?
Warum muss ich die Eingänge der Gatter mit dem Minuspol verbinden? 
werden dadurch die Eingänge abgeschaltet?
Was ist das C = 100 nF?

Sind die Gatter jetzt schon wieder Schrott oder könnten sie meine 
kläglichen Versuche überlebt haben? Ich frage das nur, weil ich mir 
nicht schon wieder die Mühe mit dem Verdrahten machen will um nachher 
festzustellen, dass die Gatter doch kaputt sind... Oder kann ich das 
irgendwie schnell testen?

Auf der Lampe steht 7V 0,3A

Danke nochmals für die schnellen Antworten!

Autor: Guido Körber (Gast)
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Pull Up = Widerstand der eine Leitung auf High Pegel, also 
Versorungsspannung zieht.

Eingänge die einfach in der Luft hängen haben einen undefinierten 
Spannungspegel, der durch Störungen aus der Umgebung beeinflusst wird, 
als Schaltzustand nach Luftfeuchtigkeit u.ä. nur nie vorhersehbar.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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>Warum muss ich die Eingänge der Gatter mit dem Minuspol verbinden?

Weil alle Eingänge einen definierten Zustand haben und somit die 
Ausgänge nicht schwingen können. Du könntest die unbenutzten Eingänge 
auch auf VCC legen.

>Was ist das C = 100 nF
Das ist ein Stützkondensator und soll die Versorgungsspannung 
stabilisieren. Wird einfach zwischen VCC und GND nahe dem IC 
angeschlossen.


>Sind die Gatter jetzt schon wieder Schrott oder könnten sie meine
kläglichen Versuche überlebt haben?

Du hast wahrscheinlich Glück, da deine IC's keine Versorgungsspannung 
besaßen (Masse fehlte), sind diese inaktiv. Kannst du aber leicht 
herausfinden, in dem du mit den Taster spielst und die einzelnen 
Ausgänge (XNOR,AND und anschließend INVERTER) ansiehst.

>Auf der Lampe steht 7V 0,3A

Da würdest du den Inverter am Ende grillen.
Erstens arbeitest du mit 9V d.h. dein Ausgangspegel ist auch ca. 9V. Bei 
deiner Lampe fließen bei 7V 300mA. Bei 9V würden schon 386mA fließen und 
die Lampe zerstören.
Zweitens, wenn du ins Datenblatt siehst, findest du einen 
Maximalausgangsstrom von 2,25mA. Alles was darüber liegt, verkraftet der 
IC nicht mehr.

Daher entweder eine Low-Current LED nehmen oder einen Transistor(als 
Schalter) ansteuern,an dem dann enteder eine LED oder Lampe ist.

Gruß Alexander

Autor: No47 (Gast)
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Und was wären das dann für Widerstände?
Also wieviel Ohm und wieviel V?

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