Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IC4017 Dekadenzähler letzten Stand "merken" nach Einschaltung


von Neuer-Hobby-Elektroniker (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe in den letzten paar Tagen etwas mit dem IC4017 (Dekadenzähler) 
experimentiert und auch schon eine Idee was anstellen (aus Spaß an der 
Freude).
Unsere Kaffeemaschine liefert ungefähr 10 bis 11 Tassen, bevor Sie 
gereinigt werden will und hat leider keine eigene Anzeige. Betrieben 
soll das mit einer Spannung von 9V.

Jetzt zu meiner eigentlichen ganz speziellen und vielleicht sehr doofen 
Frage. Idealerweise soll die Stromzufuhr ein- und ausschaltbar sein. Wer 
braucht schon eine 24/7 Anzeige?
Das Problem liegt logischerweise darin, dass wenn ich die Stromzufuhr 
kappe, der Zähler nach Zuführung von Strom wieder bei 0 anfängt zu 
zählen.

Gibt es dafür eine "analoge" Lösung ohne gleich einen Mikrocontroller zu 
verwenden? Irgend ein Baustein, der sich das "merken" kann?
Oder müsste man abgesehen von den LEDs den IC4017 immer unter strom 
halten?

Wo kann ich denn ablesen (in welcher Spalte) wie der Stromverbrauch des 
IC4017 ohne Verwendung von LED Beleuchtung ist?

Datenblatt: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001015441-da-01-en-IC_10_OUT_DECADE_CO_CD4017BE_PDIP_16_TID.pdf

Danke und Grüße
Ein neuer Hobby-Elektroniker

von Jörg R. (solar77)


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Das sollte der Wert aus der Tabelle auf Seite 3 in Zeile 1 sein:

quiescent current

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Gibt es dafür eine "analoge" Lösung ohne gleich einen Mikrocontroller zu
> verwenden? Irgend ein Baustein, der sich das "merken" kann?
Bistabile Relais...

Und da gab es noch die programmierbare Spannungsreferenz, die man dafür 
auch nehmen könnte: DS4303

: Bearbeitet durch Moderator
von Hp M. (nachtmix)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Wo kann ich denn ablesen (in welcher Spalte) wie der Stromverbrauch des
> IC4017 ohne Verwendung von LED Beleuchtung ist?

Es sind nur wenige µA, das kann ich dir auswendig sagen.
Die übrige Beschaltung kann jedoch deutlich mehr verbrauchen, aber für 
eine diesbezügliche Aussage müsste man den Schaltplan haben.

von René F. (Gast)


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Jetzt mal mit Kanonen auf Spatzen geschossen -> wenn man einen 
Mikrocontroller nimmt kann man den Wert ins EEPROM schreiben und hat ihn 
beim wiedereinschalten wieder, und bevor jetzt sowas kommt wie "mimimi 
maximale Anzahl Schreibzyklen mimimi"* ich denke der TO wird das nur als 
Einzelstück für sich bauen und wenn die Konstruktion ein paar Jahre hält 
ist gut, den Mikrocontroller kann er dann ja austauschen und für ein 
paar Cent im Jahr "Verschleiß" ist das meines Erachtens völlig in 
Ordnung.



*Es sind durchaus mehr Schreibzyklen möglich, nur das Flashgate entlädt 
sich schneller als spezifiziert, aber bei so so häufigen 
Wiederbeschreibungen sollte der Zählerstand erhalten bleiben

von Amateur (Gast)


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Ist der 4017 nicht vom Stamme der CMOS?
Keinen Reset beim Einschalten und eine Knopfzelle für den Status.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Also laut Datenblatt zieht der 4017er maximal 10µA bei 10V bei 25°C. Bei 
5V max 5µA und drunter vmtl noch weniger.

Per Batterie (3.7 oder 4.5 oder 9 oder oder oder solange >=3V) würde der 
schon eine Zeit laufen. Interessant wäre, wie man die Peripherie 
"abklemmt" :)

von Jörg R. (solar77)


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Mampf F. schrieb:
> Also laut Datenblatt zieht der 4017er maximal 10µA bei 10V bei 25°C. Bei
> 5V max 5µA und drunter vmtl noch weniger.
>
> Per Batterie (3.7 oder 4.5 oder 9 oder oder oder solange >=3V) würde der
> schon eine Zeit laufen. Interessant wäre, wie man die Peripherie
> "abklemmt" :)

Je nachdem wie lang überbrückt werden muss reicht evtl. auch ein 
Goldcap.

von hp-freund (Gast)


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Mampf F. schrieb:
> Interessant wäre, wie man die Peripherie
> "abklemmt" :)

74hc125 als 3-state LED Treiber dahinter?

von Jörg R. (solar77)


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@TO

- bist Du noch dabei?

- kannst Du mal einige Details liefern?
  - woher kommen die Zählimpulse, aus der Maschine oder manuell?
  - welche Zeit muss max. überbrückt werden?


Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Betrieben soll das mit einer Spannung von 9V.

Kommen die 9 Volt aus der Kaffeemaschine?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Gibt es dafür eine "analoge" Lösung ohne gleich einen Mikrocontroller zu
> verwenden? Irgend ein Baustein, der sich das "merken" kann?

Klar! Minimalste Stromaufnahme UND 24/7 Anzeige: Ein Dodekaeder.

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Wuerfel_w12.jpg

Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Ein neuer Hobby-Elektroniker

Okay - das bleibt dabei auf der Strecke - dann eben eine 
Fallblattanzeige (aus einem alten Radiowecker z.B.)

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Split-flap_display.jpg


Gruß

Jobst

von Andreas S. (igel1)


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Ein "Impulszähler" könnte eine Lösung für Dich sein.
Gibts mechanisch mit Rücksetzknopf für ca. 10-20 €.

Z.B.
http://www.mercateo.com/kw/impulsz(e4)hler/impulszaehler.html

Viele Grüsse

Igel1

: Bearbeitet durch User
von Icke ®. (49636b65)


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René F. schrieb:
> bevor jetzt sowas kommt wie "mimimi
> maximale Anzahl Schreibzyklen mimimi"* ich denke der TO wird das nur als
> Einzelstück für sich bauen und wenn die Konstruktion ein paar Jahre hält
> ist gut, den Mikrocontroller kann er dann ja austauschen und für ein
> paar Cent im Jahr "Verschleiß" ist das meines Erachtens völlig in
> Ordnung.

Der TO bekäme wohl eher einen Herzkasper wegen Koffeinüberdosis bevor 
die spezifizierte Zyklenzahl erreicht wird. Wenn man dann noch ein 
primitives "Wearleveling" einbaut, überlebt der µC todsicher die 
Maschine.

von Manfred (Gast)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Unsere Kaffeemaschine liefert ungefähr 10 bis 11 Tassen, bevor Sie
> gereinigt werden will und hat leider keine eigene Anzeige.
Ein paar Nullen vergessen - 11 Tassen ist wohl ein dummer Witz.

Das Bauelement der Wahl heißt Impulszähler, und zwar mechanisch. Leider 
nicht ganz billig.

Bastler kaufen sich von Pollin einen Schrittzähler und ersetzen den 
Schüttelkontakt durch ein Relais.

http://www.pollin.de/shop/dt/NjUxNzMxOTk-/Freizeit_Buero_Modellbau/Koerperpflege_Gesundheit/Koerperpflege_Gesundheit/Schrittzaehler_PremiumBlue_SZ_2.html

von Jobst Q. (joquis)


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von René F. (Gast)


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Icke ®. schrieb:
> René F. schrieb:
>> bevor jetzt sowas kommt wie "mimimi
>> maximale Anzahl Schreibzyklen mimimi"* ich denke der TO wird das nur als
>> Einzelstück für sich bauen und wenn die Konstruktion ein paar Jahre hält
>> ist gut, den Mikrocontroller kann er dann ja austauschen und für ein
>> paar Cent im Jahr "Verschleiß" ist das meines Erachtens völlig in
>> Ordnung.
>
> Der TO bekäme wohl eher einen Herzkasper wegen Koffeinüberdosis bevor
> die spezifizierte Zyklenzahl erreicht wird. Wenn man dann noch ein
> primitives "Wearleveling" einbaut, überlebt der µC todsicher die
> Maschine.

Ach, ich bin davon ausgegangen das auch täglich round about 10 Tassen 
getrunken werden, muss der TO ja nicht alleine machen ;) und die 
maximale Anzahl an Schreibzyklen bei 10 000 liegt (hatte 
fälschlicherweise den Wert des Flashs im Kopf) da wäre die Anzahl nach 3 
Jahren schon erreicht gewesen, gebe dir aber Recht bei 100 000 
Schreibzyklen sind das fast 30 Jahre also Wear Leveling ist auch nicht 
mal nötig.

von Neuer-Hobby-Elektroniker (Gast)


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Hallo zusammen,

danke für die zahlreichen Antworten und interessanten Lösungsansätze! 
:-)

Zusammenfassend sind bis jetzt folgende Lösungsansätze eingegangen 
(hoffe, habe nichts vergessen):

1. Bistabile Relais
2. DS4303
3. Auf Dauer den IC 4017 unter Strom halten ohne Stromabnahme der LEDs 
(nur wenige µA) (Ggf. u.a. IC-Strom aufrechterhalten durch Knopfzelle)
4. Mikrocontroller und 8-Pin I²C-EEPROM
5. Keinen Reset beim Einschalten und eine Knopfzelle für den Status
6. Stromerhaltung durch Goldcap
7. Alternative zu LED-Anzeige: Fallblattanzeige
8. Alternative zu LED-Anzeige: Impulszähler
9. Schrittzähler umbauen (@Jobst Quis  Unschlagbarer Preis! Danke für 
den Tipp! Wird auf jeden Fall einen Verwendungszweck geben (Raspberry 
PI, Adruino))

Ich schulde euch noch ein paar Antworten.

Ich verwende eine 9V Block-Batterie und beabsichtige vorerst einen 
Taster manuell zu tätigen. Man könnte später die Idee weiter spinnen, 
dass man eine Art Geräusch-Erkennung einbaut und automatisch 
weiterschaltet, sobald die Maschine anfängt die Bohnen zu mahlen.

Die Vorschläge klingen alle sehr interessant, würde es vorziehen mich 
vorerst aus meinem mickrigen Re­per­toire zu bedienen. Ein Goldcap 
klingt auch sehr spannend, den ich natürlich nicht in meiner Sammlung 
habe. :)

Die durchschnittliche Überbrückungszeit läge allerhöchstens bei knapp 24 
Stunden.

Ich bin gerade darum bemüht meinen ersten Schaltplan von meinem 
aktuellen Ist-Zustand vom Bread-Board-Aufbau zu zeichnen. Werde diesen 
dann bei Bedarf demnächst nachreichen ohne Gewähr auf Richtigkeit. ;)

@Hp Jörg R. (solar77) & M. (nachtmix)
Über welchen Zeitraum erstreckt sich die Angabe 10µA bei 10V (0-25°)? 
Ist von einer Sekunde die Rede? Ich vermute ja, weil ich sonst 10µAh 
erwartet hätte.

Bei einem konstanten Ruhestrom ohne Verwendung anderer Peripherien, wäre 
die Lebensdauer der Batterie, sofern die Formel annähernd realistisch 
ist bei 4 Jahren?!

Quelle: 
http://www.digikey.de/de/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-battery-life
Formel: Batterielebensdauer = Batterie-Kapazität in mA pro Stunde / 
Laststrom in mA * 0,70(Sternchen)
Sternchen: Der Faktor 0,7 berücksichtigt die externen Faktoren, die die 
Batterielaufzeit beeinflussen können.
Batterie: 9V Batterie mit ~500 mAh

Batterielebensdauer = (500mAh / 0,01 mA) * 0,7
Batterielebensdauer = 35000 geschätze Stunden = 1458 Tage = 3,99 Jahre

Ist das realistisch? Denkfehler? Müsste man die 0,01mA = 10µAh auf eine 
Stunde umrechnen? Ich bin mir bewusst, dass diese Angabe lediglich 
darauf beruht, das die Batterie mit dem IC an Plus und Minus verbunden 
ist und sonst mit nichts anderem.

Mir reicht es vollkommen aus, wenn die LED nach dem weiterschalten für 
ein paar Sekunden aufleuchtet (z.B. durch Kondensator ausglimmt). Ggf. 
zusätzlich ein Taster, der bei Bedarf die LED kurz aufleuchten lässt 
ohne weiterzuschalten (Kondensator Aufladung).

Der Tagesbedarf dürfte ganz übertrieben großzügig maximal ungefähr so 
aussehen:
1x 24h 0,01 mA Ruhestrom
3x 3 Sekunden lang max. 30mA (Weiterschalten und Anzeige)
2x 3 Sekunden lang max. 30mA (Anzeige)

Sofern ich die Batterie nicht alle 3 Monate wechseln muss, könnte man 
die Batterie einfach 24/7 am selbst gebastelten Zähler nuckeln lassen.
Ich tue mir gerade trotz bekannter Formeln schwer auszurechnen, wie 
lange die Batterie ungefähr mit den Angaben durchhalten würde.

Die Bedienung soll so sein:
- Ein master Switch (On/Off) "direkt" an der Batterie (Falls man den 
Zähler beabsichtigt länger nicht zu benutzen, Urlaub o.ä.)
- Ein Taster -> Reset (Pin 15, Reset)
- Ein Taster -> Weiterschalten und LED kurz aufleuchten lassen (Pin 14 
Clock)
- Ein Taster -> LED kurz aufleuchten lassen

Werde am Wochenende mal herumexperimentieren meine geplante 
Taster-Schaltung am Breadboard aufzubauen. Das kurze aufleuchten der LED 
würde ich mittels kurzfristiger Kondensatorladung und Entladung durch 
die LED anstreben.
Theoretisch müsste man die Spannung aufteilen, sodass der IC und die 
LEDs eigene kleine Schaltkreise sind? Der IC unter Dauerstrom und der 
Schaltkreis der LEDs nur Strom, bei Tasterdruck.

Danke und Grüße
Ein neuer Hobby-Elektroniker

von Harald W. (wilhelms)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:

> 3. Auf Dauer den IC 4017 unter Strom halten ohne Stromabnahme der LEDs
> (nur wenige µA) (Ggf. u.a. IC-Strom aufrechterhalten durch Knopfzelle)

Das dürfte die einfachste Lösung sein. Eine solche 3V-Knopfzelle
wird sicherlich viele Jahre halten. Beim Entwurf der Schaltung
muss man allerdings darauf achten, das das 4017-IC nicht zusätz-
lich an den Ausgängen belastet wird.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Über welchen Zeitraum erstreckt sich die Angabe 10µA bei 10V (0-25°)?
> Ist von einer Sekunde die Rede? Ich vermute ja, weil ich sonst 10µAh
> erwartet hätte.

Nein, der Strom fließt einfach. Es gibt da kein Einheit µA/s.
Der Strom fließt solange Du das IC versorgst. Die dann "verbrauchte" 
Ladung (=Batterie-Kapazität) ist dann dieser Strom * dieser Zeit.

> Formel: Batterielebensdauer = Batterie-Kapazität in mA pro Stunde /

Da machst Du einen Fehler: Batterie-Kapazität wird angegeben in mA * 
Stunde (* = multiplizieret, nicht pro = dividiert). Da ist vermutlich 
auch die Ursache für das obige Missverständnis.
Allerdings ist Deine weitere Rechnung dann richtig.

von Jörg R. (solar77)


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Hallo,

wenn ich das aus deinem Beitrag 
Beitrag "Re: IC4017 Dekadenzähler letzten Stand "merken" nach Einschaltung" richtig verstehe 
ist der Zähler autark, hat also keine Verbindung zur Kaffeemaschine.

Daher habe ich folgenden Lösungsansatz:

CD4017 zum zählen und für die Leds. CD4538 als Monoflop um die 
Einschaltdauer der Led automatisch auf x-Sekunden zu begrenzen.

Es muss nichts ein oder ausgeschaltet werden. Mit dem Taster zum 
hochzählen wird gleichzeit das Monoflop (4538) gestartet. Nach drücken 
des Tasters zählt der 4017 eins hoch und gleichzeitig wird über den 4538 
die entsprechende Led für x-Sekunden eingeschaltet. Danach ist alles 
wieder im Standby und wartet auf den nächsten Tastendruck. Die 
Stromaufnahme liegt im uA Bereich. Für die Dauer von x-Sekunden steigt 
sie auf wenige mA. Einer modernen Led reicht 1 mA um hell genug zu 
leuchten. Als Stromversorgung würde ich 2 Knopfzellen CR2450 oder CR2477 
nehmen. Die haben um die 500 mAh bzw. 950mAh. Alternativ würde ich eine 
3,6 Volt Lithium-Zelle nehmen.

http://www.reichelt.de/Lithium-Batterien/LS-14500CNR/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=135660&GROUPID=1028&artnr=LS+14500CNR&SEARCH=Saft

Vorteil dieser Batterie ist das sie die Spannung fast bis zum Schluss 
konstant hält.


Eine Möglichkeit wäre auch mit einer LCD oder LED 7-Segment Anzeige zu 
arbeiten. Im Prinzip wie oben, nur halt andere IC's. 4511 (LED) als 
Treiber und ein entsprechender Zähler.

Beispiel für eine LCD-Anzeige:

http://www.reichelt.de/Hintergrund-gruen/LCD-2-0-13/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=10179&GROUPID=3005&artnr=LCD+2%2C0-13&SEARCH=%252A

Auch hierfür gibt es Treiber. Die Anzeige wäre vermutlich sogar 
permanent möglich.

: Bearbeitet durch User
von Neuer-Hobby-Elektroniker (Gast)


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@Jörg R.

Der IC 4538 klingt, wonach ich suche. Allerdings bin ich damit ein wenig 
überfordert. In einem anderem Experiment hatte ich den NE555 verwendet. 
Wenn ich das richtig verstanden habe, ist der 4538 quasi das Selbe, nur 
das er genauer ist, mehr Ausgänge hat und weniger Strom verbraucht? Den 
IC müsste ich mir zunächst zulegen. Kann man dafür nicht auch den NE555 
verwenden oder habe ich einen Denkfehler?

Angenommen ich hätte den IC 4538 und würde ihn verwenden wollen, wäre 
dann der folgende Schaltplan, was ich suche? Anstatt der LED wäre das 
mein Impuls um den Takt am 4017 weiter zu schalten bzw. die LED ohne 
Weiterschaltung für X Sekunden aufleuchten zu lassen?

http://www.electroschematics.com/5628/precision-monostable/

Schaltplan: 
http://www.electroschematics.com/wp-content/uploads/2010/04/cd4538-monostable-multivibrator.jpg

von Joe F. (easylife)


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Wie wäre es denn, das hier neben die Kaffeemaschine zu schrauben?
Hat doch viel mehr Charme.

Gibt's z.B. bei Conrad für 12 EUR.
100813 - 62

von Jörg R. (solar77)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Angenommen ich hätte den IC 4538 und würde ihn verwenden wollen, wäre
> dann der folgende Schaltplan, was ich suche?

Hallo,

die verlinkte Schaltung macht keinen Sinn. Die Eingänge 4 und 5 liegen 
auf Low und haben daher keine Funktion. Der Taster schließt bei 
Betätigung die Versorgungsspannung kurz, verursacht also einen 
Kurzschluss.

Eingang 4 bzw. 12 triggert von Low nach High
Eingang 5 bzw. 11 triggert von High nach Low

Du benötigst jeweils nur einen der Eingänge. Beachte bitte das nicht 
benutzte Eingänge (auch die Reseteingange) nicht offen bleiben dürfen.
Benutzte Eingänge die im Normlfall offen sind (Tastereingang) sollten 
über einen entsprechenden Widerstand abgeschlossen werden.

Beim 555 weiß ich jetzt nicht was er an Strom aufnimmt, aber vermutlich 
deutlich mehr als der 4538. Wobei, das müsste ich jetzt selbst 
nachschauen, gibt es den 555 auch als CMOS-Variante.

Der 4538 hat einen entscheidenden Vorteil. Er beinhaltet 2 Monostabile 
Kippstufen. Mit einer kannst Du den Zählimpuls auslösen und mit der 
anderen die Led nach x Sekunden wieder ausgehen lassen. Die Zweite Stufe 
wird also durch die erste ausgelöst.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/HEF4538B.pdf

Gruß
Jörg

: Bearbeitet durch User
von Neuer-Hobby-Elektroniker (Gast)


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Hallo Jörg,

ich habe mal einen Schaltplan hochgeladen. Rechts in rot ist mein 
aktueller Zustand. Komme aber nicht klar, wie ich den Rest verbinden 
muss. Zusätzlich habe ich den Schaltplan 4017_4538.sch anbei.

Abgesehen von diesem IC, habe ich mich mit der Materie beschäftigt 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Monostabile_Kippstufe). "Komplizierter" 
wird es, weil es gleich zwei sind in einem IC. Soweit die Theorie, die 
ja logisch klingt. Aber so richtig ist der Groschen noch nicht gefallen.

Ich müsste in der Schaltung nun 3 Taster besitzen. Einer soll den 4017 
resetten (S4 fehlt im Plan). Der andere eins weiter schalten, dass in 
meinem Plan der S2 wäre. Und S3 (ebenfalls nicht im Plan) der die LED 
ohne Weiterschaltung aufleuchten lässt.

S2 müsste also zum IC 4538 umgebogen werden um den 1. trigger 
auszulösen. An welche zwei PINs müsste der Taster S2?

Wenn ich das richtig verstanden habe, müsste für den 1. Trigger, an PIN 
1 ein Kondensator und an PIN 2 für den 2. Trigger? Jeweils 0 V?

An welche Pins müssten die Widerstände?

Kann mir vielleicht jemand anhand meinem Schaltplan zeigen, wie das 
verkabelt werden müsste? Vielleicht verstehe ich das ganze dann besser.

Danke und Grüße
Hobby-Elektroniker

von Jörg R. (solar77)


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Hallo,

auf die schnelle erst mal nur eine kurze Antwort...

Auf Seite 5 des von mir verlinkten Datenblatts siehst Du in Fig. 5 die 
Beschaltung des Monoflops sowie die Formel zur Zeitberechnung.

Der 4017 bekommt seinen Zählimpuls von einen der Monopflops des 4538. 
Damit ist dann auch gleichzeitig der Taster entprellt. So wie Du den 
Taster derzeit angeschlossen hast würde der 4017 unkontrolliert 
"zählen". Das andere Monoflop bestimmt die Einschaltzeit der Led.

Für die Leds reicht ein Vorwiderstand da immer nur eine Led leuchtet.
Die 3 Taster kannst Du so machen, theoretisch reicht einer.

Rest folgt....

Gruß Jörg

: Bearbeitet durch User
von Neuer-Hobby-Elektroniker (Gast)


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Hallo Jörg,

> So wie Du den Taster derzeit angeschlossen hast würde der 4017 unkontrolliert
> "zählen"

weil kein Kondensator zum entprellen angeschlossen ist (oder ein 
Widerstand fehlt)? Auf meinem Breadboard steckt einer drin, weiß aber 
grad nicht mit wie viel nF.

Was ist denn im Schaltplan Fig 5. denn nA und nB?

nQ1(Pin 10?) und nQ2(Pin 8?) wären die integrierte Transistoren am IC 
für die 0V Leitung, damit die LED nicht dauerhaft brennt? Wie ist denn 
nQ1 im "Grundzustand" offen oder geschlossen?

Ich tue mir ein wenig schwer, da FIG 5. keine beispielhafte Pin-Nummern 
darstellen und kann es mir nur grob zusammenreimen durch FIG 3.

Hatte den NE555 Timer einmal erfolgreich nachgebaut und erst danach 
sukzessive richtig erkunden können und immer mehr verstanden. Und einen 
zuvor in den Himmel geschickt.

Danke und Grüße
Hobby-Elektroniker

von Jörg R. (solar77)


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Hallo,

so, nun hatte ich etwas Zeit und habe die Schaltung mal aufgebaut und 
aufgezeichnet (KiCAD, mein erster Versuch mit der SW). Ich hoffe das 
Schaltbild ist korrekt.

Mit Ta1 wird "eine Tasse" hochgezählt. Durch drücken von Ta1 geht 
Ausgang Q (Pin 6, U1A) für ca. 1 Sekunde auf H und lässt den 74HC4017 um 
Eins hochzählen. Gleichzeitig wird U1B über Pin 12 (CLK+) getriggert und 
lässt die entsprechende Led für ca. 5 Sek. aufleuchten.

Um nur den Status abzufragen, ohne zu zählen, kann Ta2 gedrückt werden.

Die Schaltung basiert auf 74HC4538 und 74HC4017.

Die Stromaufnahme beträgt im Ruhezustand ca. 40uA bzw. 0,04mA. Für die 
Dauer bei der die Led leuchtet beträgt die Stromaufnahme in der 
aktuellen Schaltung ca. 1mA.

Die von mir verwendeten Leds sind klare grüne mit 10 mm Durchmesser. Die 
wären auch bei 0,5 mA schon recht hell.

Als Stromversorgung habe ich eine 3,6 Volt Zelle mit einer Kapazität von 
1,2 Ah von Saft genommen. Damit sollte die Schaltung lange laufen, ca. 3 
Jahre wären es mit der 1,2 Ah Zelle - wenn die Schaltung nur im Leerlauf 
wäre. Mit eingeschalteter Led müsste man es ausrechnen. Dazu müsste man 
aber wissen wieviele Tassen am Tag getrunken werden. Die Zellen gibt es 
auch z.B. mit 2,6 Ah. Vorteil dieser Zellen ist das sie die Spannung 
nahezu bis zum Schluß konstant halten. Die Leds werden im laufe der 
Batterielebensdauer also nicht dunkler.

Die Pins für die Stromversorgung der IC's und die Batterie sind nicht 
auf dem Schaltplan eingezeichnet.

Ich hoffe ich konnte Dir helfen.

: Bearbeitet durch User
von Neuer-Hobby-Elektroniker (Gast)


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​Hallo Jörg,

WOW! Ich bin sprachlos. Das sieht genial aus! Das nenne ich mal 1A 
kompetente Hilfe! Vielen Dank für Deine Mühe! Das ist ja ein richtiges 
Tutorial geworden! :)

Ich würde die Schaltung gerne sofort nachbauen, allerdings fehlt mir 
noch der passende IC CD4538. Die Bilder zusammen mit dem Schaltplan sind 
sehr hilfreich, leicht verständlich und nachvollziehbar.

Interessehalber würde mich noch interessieren, wie denn Deine Schaltung 
ohne die Taster reagiert? Ich vermute mal, immer wenn die Sekunden 
verstrichen sind, springt es "eins weiter" wie, wenn man die ganze Zeit 
die Taster gedrückt lassen würde?

Meine Hausaufgaben sind als nächstes den IC zu organisieren, die 
Schaltung nachzubauen und anschließend die Taster an PIN 5 und PIN 11 
dazwischen zu stecken.

Schon mal ein sehr herzliches Dankeschön im voraus und es hat mich sehr 
gefreut den fertigen Versuchsaufbau mit Bebilderung zu sehen. :-)

Sobald ich die Schaltung nachgebaut habe, gebe ich Feedback zu meinem 
Nachbau. Danach werde ich versuchen das ganze auf eine Lochrasterplatine 
zu braten und in irgendein Gehäuse zu stecken.

Das kann aber noch ein bisschen dauern, da ich beruflich zur Zeit sehr 
stark eingespannt bin.

Ich bleibe auf jeden Fall dran und melde mich wieder! :-)

PS: Zu deiner Frage bezüglich der Tassen: Es sind ca. 2-3 Tassen am Tag.

Viele Grüße und nochmals herzlichen Dank für die Mühe
Neuer-Hobby-Elektroniker

von Jörg R. (solar77)


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Neuer-Hobby-Elektroniker schrieb:
> Interessehalber würde mich noch interessieren, wie denn Deine Schaltung
> ohne die Taster reagiert? Ich vermute mal, immer wenn die Sekunden
> verstrichen sind, springt es "eins weiter" wie, wenn man die ganze Zeit
> die Taster gedrückt lassen würde?

Hallo,

vielen Dank für die freundliche Rückmeldung? Dann hat sich die Mühe ja 
gelohnt.

Ich hatte keine Taster die auf das Breadbord passen. Deshalb sind es nur 
2 Drähte die die Taster ersetzen. Es sind die beiden grauen, unten links 
im Bild, neben den 2 roten Drahtbrücken. Der Eine ist fürs zählen und 
der andere ist nur um den aktuellen Zählerstand anzuzeigen. Um die 
Funktion auszulösen stecke ich sie nur kurz auf L und wieder zurück auf 
H.

Bei 2 - 3 Tassen am Tag hält die Batterie über 2 Jahre, in der von mir 
aufgebauten Konstellation - ohne das die Leds dunkler werden. Wie 
geschrieben steuere ich sie mit nur 1 mA an. Die Einschaltzeit der Led 
kann aber nahezu nach belieben durch Änderung von C2/R3 angepasst 
werden. Wobei 5-10 Sekunden ausreichend sein sollten. Aktuell sind es 
ca. 5 Sekunden.

Ich habe übgrigens 74HC4538 und 74HC4017 verwendet. Wenn ich die IC's 
noch in der 4000'er Reihe habe teste ich das auch noch.

Gruß Jörg

von Jörg R. (solar77)


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Jörg R. schrieb:
> Ich habe übgrigens 74HC4538 und 74HC4017 verwendet. Wenn ich die IC's
> noch in der 4000'er Reihe habe teste ich das auch noch.

Ich habe die Schaltung etwas modifiziert:

- CD4017 und CD4538 anstatt 74HC..
- Austausch der Leds gegen 5mm im diffusen Gehäuse
- Änderung Widerstand R5 auf 10K
- Änderung der Stromversorgung auf Knopfzelle CR2032

Die Schaltung benötigt im Ruhezustand < 20nA (nano Ampere!)
Mit eingeschalteter Led sind es ca. 120uA. Der Wert ließe sich durch 
erhöhen von R5 weiter verringern und die Led wäre immer noch hell genug.

Anders gesagt, die Batterie hält länger als die Kaffeemaschine :-)

Die Ruhestromaufnahme ist so gering das ein Messgerät mit einem Ri von 
10M das Messergebnis verfälscht.

Interessant während der Messungen war folgendes Phänomen: Die 
Stromaufnahme ist so gering das sich eine Änderung der 
Umgebungshelligkeit auf die Stromaufnahme auswirkt. Der Effekt war mit 
den klaren Leds noch größer. Grund ist das sich die Leds wie Photodioden 
verhalten.

Gruß Jörg

: Bearbeitet durch User
von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Netter Nebeneffekt: Du könntest noch die Anzahl der Besucher zählen ;)
Schon verbaut oder noch 'im Labor'?

MfG

von Jörg R. (solar77)


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Mit den 4000er IC's und der 3,6 Volt Batterie mit 1,2 Ah würde die 
Schaltung selbst mit dauernd leuchtender LED über 1 Jahr funktionieren. 
Es gibt auch Knopfzellen mit 950 mAh, Typ CR2477. Die ist deutlich 
preiswerter und hält auch lange durch. Und, wie schon geschrieben, 
könnte der Strom durch die LED noch deutlich reduziert werden.

Unabhängig vom Stromverbrauch, interessantes Thema, würde ich die 
Schaltung mit 2 Stück LED-7-Segmentanzeigen aufbauen.

von H. E. (hobby_elektroniker)


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Hallo Jörg,

danke für Deine Mühe! Du hast die Werte mit dem Oszilloskop gemessen? :)

Ich hätte sogar 3mm LEDs, weiß nur nicht ob die schon zu "klein" für 
eine schöne Ästhetik wären. Damit sind sicher nochmal Stromsparmaßnahmen 
möglich, oder? Wobei man sich mit der Schaltung erlauben kann, 
"verschwenderisch" zu sein. ;) Hätte anfangs echt nicht gedacht, solch 
geniale und brauchbare Endergebnisse zu erhalten.

Ich folgende Änderungen werde ich definitiv berücksichtigen
> - CD4017 und CD4538 anstatt 74HC..
> - Austausch der Leds gegen 5mm im diffusen Gehäuse
> - Änderung Widerstand R5 auf 10K
> - Änderung der Stromversorgung auf Knopfzelle CR2032

Entwickelt sich langsam zu einem Premiumprodukt. ;)

Ich habe selbst noch nicht genau nachgeschaut, gibt es denn große 
preisliche Unterschiede zwischen CR2477 und CR2032? So ganz grob 
überflogen scheint es vom persönlichen Einkauf-Talent der Anbieter 
abhängig zu sein.

> Unabhängig vom Stromverbrauch, interessantes Thema, würde ich die
> Schaltung mit 2 Stück LED-7-Segmentanzeigen aufbauen.

Wie wäre da grob die Idee in der Umsetzung, diese anzusteuern? Dazu 
bräuchte man dann einen digitalen Mikrochip? Mein Wissensdurst ist noch 
lange nicht gestillt aber leider noch begrenzt. Das man einen 
Anzeige-Treiber benötigt, ist mir aber soweit schon geläufig. :)

Was ich mich noch so im stillen als "gespinne" gefragt habe, ob man 
"rein analog" irgendwie zuverlässig den Krach während der Zubereitung 
ohne viel Schnick-Schnack (ist nicht gerade leise) als Impuls verwenden 
kann um automatisch weiter zu zählen. Also über Mikrofon, 
Vibrationserkennung oder so ähnlich. Sehr kompliziert dürfte es werden, 
Fehlzählungen zu eliminieren. Z.B. Musik im Hintergrund, "gebrüll" oder 
wenn allgemein großer Lärm in der Nähe existiert. Naja, eins nach dem 
anderen. :)

Viele Grüße
Neuer-Hobby-Elektroniker

von H. E. (hobby_elektroniker)


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Patrick J. schrieb:
> Hi
>
> Schon verbaut oder noch 'im Labor'?
>
> MfG

Mir fehlt leider immer noch der IC, sobald er da ist, baue ich die 
Schaltung auf dem Breadboard nach und danach plane ich eine 
Lochrasterplatine und überlege mir noch was bezüglich Gehäuse oder 
ähnlichem.

Ich werde versuchen sukzessive regelmäßig Updates zu geben.


> Netter Nebeneffekt: Du könntest noch die Anzahl der Besucher zählen ;)

Lieber nicht, das schaffe ich nicht, dann muss ich Jörg um Rat fragen 
und er bringt es noch fertig einen einmaligen zuverlässigen Ghostcounter 
zu entwickeln... dann wird es unheimlich. :D

Grüße
Neuer-Hobby-Elektroniker

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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H. E. schrieb:
> Du hast die Werte mit dem Oszilloskop gemessen?

Nein, die Werte sind mit einem Digitalmultimeter gemessen.

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H. E. schrieb:
> Ich hätte sogar 3mm LEDs, weiß nur nicht ob die schon zu "klein" für
> eine schöne Ästhetik wären.

3 mm LEDs sind kein Problem und sollten für Deinen Anwendungszweck groß 
genug sein. Es müssen halt LEDs sein die mit wenig Strom hell genug 
sind.

#####

> Damit sind sicher nochmal Stromsparmaßnahmen möglich, oder?

Nein, sparen kannst Du da nichts:-)

#####

H. E. schrieb:
> Ich habe selbst noch nicht genau nachgeschaut, gibt es denn große
> preisliche Unterschiede zwischen CR2477 und CR2032

CR2032 sind deutlich preiswerter weil sie mehr Anwendung finden und 
natürlich weil sie nur ca. ein viertel der Kapazität im Vergleich zur 
2477 haben. Es gibt auch noch eine mit 560 mAh, die CR2450. Ich 
persönlich tendiere zur Batterie aus meinen ersten Bildern, die mit 3,6 
Volt. Die Spannung bleibt bis zum Schluß stabil. Sie ist allerdings 
recht teuer.

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> Unabhängig vom Stromverbrauch, interessantes Thema, würde ich die
> Schaltung mit 2 Stück LED-7-Segmentanzeigen aufbauen.
H. E. schrieb:
> Wie wäre da grob die Idee in der Umsetzung, diese anzusteuern? Dazu
> bräuchte man dann einen digitalen Mikrochip?

Das Problem lässt sich auch mit 4000er oder 74xx lösen. Der Aufwand ist 
größer als mit einem uC. Die Stromaufnahme der 7-Segmentanzeigen wird 
aber um ein Vielfaches höher sein wie mit der LED-Lösung.

#####

H. E. schrieb:
> und überlege mir noch was bezüglich Gehäuse oder ähnlichem.

Wenn Du dir Mühe gibts würde ich es in ein kleines Plexiglasgehäuse 
einbauen. Ansonsten gibt es bei den gängigen Elektronikhändlern Gehäuse 
in unzähligen Varianten.

Gruß Jörg

: Bearbeitet durch User
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