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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Anfänger IC SN74LS00 und Glühlämpchen


Autor: Peter Schmidt (Gast)
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Hallo erstmal...

Ich als absoluter Anfänger würde gerne eine Logikschaltung aufbauen. In 
der Schule hatten wir hierfür extra Boards aber ich würd das ganze gerne 
zu Hause in Ruhe nachvollziehen. Meine Idee (Bild) ist dabei möglichst 
kostengünstige Teile zu benutzen. Als Stromquelle dachte ich an ein 
ausrangiertes PC-Netzteil, als IC zum Bau eines Flip-Flops wollte ich 
den 74LS00 nehmen und wie man im Bild sehen kann als Anzeigemöglichkeit 
ob EINS oder NULL eine 5 V Glühlampe mit 40 mA.
Nun meine Frage geht das überhaupt mit besagtem IC, der Glühlampe und 
dem PC Netzteil oder ist der Strom durch das Glühlämpchen nicht zu groß 
?
Wie regel ich den Strom vom PC-Netzteil überhaupt ?

Leider hab ich keine Antworten auf meine Fragen gefunden (ähnlich 
Aufbauten waren meistens mit LEDs realisiert und viel komplizierter).

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,
ja der Strom ist für den IC zu groß. Schau mal in den Datenblättern 
nach. Das steht in der Regel als Iol(also 0V) und Ioh(5V) da. Am besten 
nimmst du Low current LEDs mit entsprechneden Vorwiederständen.
Das mit dem PC Netzteil ist zwar eine vieleicht funktionierende Idee hat 
jedoch nachteile.
- Zum einen brauchen PC-Netzteile oft eine Grundlast
- Zum anderen haben sie in der Regel keine Richtige Strombegrenzung bzw 
nur so eine Notfallmäßige die dann bei 10A+ anspringt. Und da ist es für 
die Schaltung schon längst zu spät. Man könnte jedoch auch eine größere 
Glühlampe dazwischen Schalten. (z.B. eine vom Auto) diese würde den 
Strom dan wenigstens einigermaßen begrenzen. Hat aber auch wieder den 
Nachteil des Spannungsfall.
Gruß
Peter

Autor: Harald (Gast)
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Sehr gut geeignete Netzteile befinden sich in fast jedem Haushalt in 
Form diverser Ladegeräte für MP3-Player, Handy etc. Das ist immer der 
Fall wenn man das Gerät alternativ über den USB-Port laden könnte (siehe 
auch Typenschild). Die liefern meist so max. 500mA und sind i.d.R. 
kurzschlussfest.

Das ist 1000x besser als ein PC-Netzteil, da kann es im Kurzschlusssfall 
dann ordentlich knallen und rauchen.

Autor: Peter Schmidt (Gast)
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Leider hab ich kein passendes Ladegerät gefunden....alles von 3,3 - 15 V 
aber kein 5 V. Wie ist das denn eigentlich wenn ich vom ATX stecker den 
standby nutze. Da ist bei mir, soweit ich das richtig sehe, ein 
maximaler Ausgangsstrom von 0,72 A an 5V dran und und zusätzlich müsste 
da glaub ich nichts am Netzteil hängen (Last), oder ?

Das mit der LED habe ich mal ausprobiert. Lowcurrent mit 1,6kOhm 
Vorwiderstand funktioniert sehr gut, zumindest bei der Simulation.

Das zweite Problem was ich habe, ist das bei meinem JK-FlipFlop beim 
Start der Simulation undefinierte Spannungen an der Diode 
anliegen(890mV;1mA).
Danach ist meine LED nicht mehr funktionsfähig. Wenn ich allerdings 
einen Schalter vor die LED baue, den JK dann mit einem RESET auf NULL 
setze und dann erst die LED per Schalter aktiviere funktioniert alles 
hervorragend.
Warum ist das so ? Kann es ein Fehler der Simulation sein ?
Wird mir die LED auch in der Realität kaputt gehen ?

Vielen Dank übrigens für die schnellen Antworten gestern.

Gruß

Peter

Autor: Ulrich (Gast)
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Das sieht mehr nach einem Fehler in der Simulation aus. Vermutlich auch 
nicht bei der LED, sondern eher mit der simulation des Flipflops.
Die echten LEDs haben keine Probleme mit zu wenig Strom und gehen da 
nicht kaput. Mit dem Vorwiderstand und nur 5 V als Versorgung sind die 
LEDS kaum kaput zu kriegen.

Der Standbyausgang sollte schon wenslich besser sein als der 
hauptausgang des PC Netzteils. Eine alternative Spannungsversorgung wäre 
3 batterien (4,5 V).

Autor: Jörn Paschedag (jonnyp)
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LSxx Bausteine können im allgemeinen maximal 8mA ziehen, aber nur 200µA 
(das ist gar nichts)liefern. Das bedeutet ein bischen umdenken.
Weg von der Reihe IC-Ausgang - Widerstand - LED - nach Gnd, hin zu
5V - Widerstand - LED - IC-Ausgang der dann auf Gnd schaltet.
Wenn dich diese Denkweise stört, dann häng hinter deine Schaltungen 
einfach einen Inverter und dann erst die LED. Zu beachten ist außerdem, 
das offene Eingange als logisch Hi "gesehen" werden. Um keine zufälligen 
Ergebnisse zu erhalten, sollten immer alle Eingänge beschaltet sein.
http://focus.ti.com/lit/ug/scyd013b/scyd013b.pdf

Vergiss ein PC-Netzteil, leg dir etwas zu mit 5V und ca. 1 Ampere, das 
sollte für den Anfang reichen. Viel Spass beim basteln.

Autor: Pierre D. (kamikaze)
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Vielen Dank für deine Antwort. Hab meine komplette Schaltung jetzt zum 
laufen bekommen.
Am Ausgang Widerstand,low current led (2mA),GND.
An den Eingängen mit einem Umschalter
- High als Verbindung Plus-Pol-Eingang
- Low als Verbindug GND-Eingang
da ich ich festgestellt hatte das an den Eingängen sonst bei ungefähr 
1,26 Volt Eingangsspannung nicht auf LOW erkannt wurde (ich denke so wie 
du gemeint hast halt logisch HIGH).
Das mit dem ausgedienten Netzteil funktioniert allerdings ganz 
hervorragend, denn es hat wie bereits beschrieben am Stand-By exakt 5 V 
bei max 0,72 A Strom. Und da es der Standby-Anschluss ist (lila) muss 
ich auch keine Last am Rest vom Netzteil haben. Bin sehr froh das es so 
funktioniert hat, denn ich hab dadurch einige Kosten gespart.
Der erste selbstgebaute RS-FlipFlop war auf jeden Fall ein Erfolg.
Ich hoffe es hält auch weiterhin, da ich mir nicht sicher war ob ich auf 
die Eingänge 5 V legen darf, denn laut Datenblatt steht da Input Voltage 
2,.. V. Aber ich denke mal das ist die Schwellspannung ab der geschaltet 
wird.

Autor: Jörn Paschedag (jonnyp)
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Freut mich, das alles funktioniert. Eine goldene Regel ist diese:
Die Eingangsspannungen DÜRFEN nie höher sein als die 
Versorgungsspannungen,
die Ausgangsspannungen KÖNNEN nie höher sein als die 
Versorgungspannungen.
Das ist ja das Gute an den Logikfamilien, das man sich darüber keinen 
Kopf machen muss. Ausgang auf nächsten Eingang - passt.
Du kannst also bedenkenlos die 5 Volt oder auch Gnd auf die Eingänge 
legen.
Geht man mal von den Standart TTL's aus (74xx), so ist der maximale Lo 
Pegel bei 0,8V, der minimale Hi Pegel bei 2,4V. Misst man also eine 
Spannung  in der "verbotenen Zone" zwischen 0,8 un 2,4 Volt, so ist 
etwas faul.

Andere Spezialbausteine (Schmittrigger) oder Logikfamilien haben andere 
Bereiche, daher ist es immer gut ein Datenblatt zu Rate zu ziehen (Ich 
habe ca. 5000!)
Aus dem kleinen Lo-Bereich von 0-0,8V und dem größerem Hi-Bereich
von 2,4 - 5,0 Volt erkennst du auch schon, das es sehr schwer ist einen 
"Pull-down" zu etablieren, wärend ein "Pull-up" ganz einfach ist.
TTL können mehr Last "ziehen" als "schieben", auch sind die meisten 
Enable-Eingänge aktiv low.
Ich wünsche dir weiterhin viel Spass beim experimentieren.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Peter Schmidt schrieb:
> Hallo erstmal...
>
> Ich als absoluter Anfänger würde gerne eine Logikschaltung aufbauen. In
> der Schule hatten wir hierfür extra Boards aber ich würd das ganze gerne
> zu Hause in Ruhe nachvollziehen. Meine Idee (Bild) ist dabei möglichst
> kostengünstige Teile zu benutzen. Als Stromquelle dachte ich an ein
> ausrangiertes PC-Netzteil

Wie immer an der Stelle: Sehr schlecht fuer Anfaenger geeignet, alleine 
wegen der hohen Stroeme. Ein PC-Netzteil liefert ohne Probleme 20A und 
mehr auf der 5V-Schiene.

>, als IC zum Bau eines Flip-Flops wollte ich
> den 74LS00 nehmen und wie man im Bild sehen kann als Anzeigemöglichkeit
> ob EINS oder NULL eine 5 V Glühlampe mit 40 mA.

Ob bei so einer Gluehlampe 40mA wirklich reichen ist fraglich. Davon 
abgesehen wurde ja schon gesagt dass das fuer den IC zuviel ist. 
Brauchst also einen Transistor oder eine LED.

> Wie regel ich den Strom vom PC-Netzteil überhaupt ?

Wenn Du TTL-ICs verwendest ist ein PC-Nezteil ebenfalls schlecht 
geeignet weil die Spannungen ohne Last meistens nicht genau sind. Das 
gleich mal so.  Wenn Du wirklich ein PC-Netzeteil verwenden willst 
wuerde ich an eine passende Sicherung denken und 5V aus der 12V-Schiene 
herunterregeln, z.B. mit einem Linearregler wie dem 7805. Das hat auch 
den Vorteil, dass Dir die Schaltung nicht gleich ins Gesicht fliegt bei 
einem Kurzschluss. Zusaetzliche Sicherung waere auch eine Idee.

Oder Du machst es gleich richtig und kaufst Dir ein geregeltes 
Steckernetzteil mit ein paar hundert Milliampere.

> Leider hab ich keine Antworten auf meine Fragen gefunden (ähnlich
> Aufbauten waren meistens mit LEDs realisiert und viel komplizierter).

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