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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik T-Flipflop aus den '70ern


Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Guten Morgen,

bei der vorliegenden Schaltung handelt es sich um die
Registeransteuerung einer Kirchenorgel mit 41 Registern (Register
meint diesmal ausnahmsweise keinen Speicherplatz im Mikro sondern
eine Ansammlung von Orgelpfeifen ;-). Die Orgel wurde 1974 gebaut,
und jetzt muß ich halt ab und zu die alten Tantalkondensatoren (C1,C2)
auswechseln. Bei der Gelegenheit wollte ich mal die Kollektorwider-
stände etwas höher machen (immerhin heizen sie jetzt mit 900mW vor
sich hin), aber schon bei 2k funktioniert die Schaltung nicht mehr.
Es müßte doch möglich sein, das Flipflop mit weniger Strom zu be-
treiben.
Natürlich kann man das ganze mit einem 4013 lösen (habe ich auch
gemacht mit Anpassung an die 30V durch Zenerdioden und Widerstände),
aber es wurmt mich halt, das ich das Ding nicht verbessern kann.

Schöne Grüße und einen erholsamen Feiertag

Jack

Autor: Profi (Gast)
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Hallo Herr Orgelbauer,
wie sieht die Last (Schaltstufe) aus, evtl. belastet die zu stark.
Wieviele dieser Stufen sind verbaut, 41?

Da würde ich radikal vorgehen, alles raus und einen µC rein.
Dann kannst Du die automatisch registrieren (Kombinationen)...

Auch eine Midi-Steuerung der Registrierung ist einfach realisierbar.
http://www.die-orgelseite.de/funktionsweise.htm   bei Registrierung

Es gibt sehr günstige Bausätze hierfür:
http://www.midibox.org/dokuwiki/doku.php?id=what_i...

Wenn Du Interesse hast, ich habe noch viele Links auf meinem anderen
Rechner.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Doch, es sollte gehen. Das Problem ist R3. Ist R2 zu hochohmig, kann
sich C1 beim Umschalten nicht mehr schnell genug über R3 entladen und
das Ganze kommt 'theoretisch' in einen undefinierten Zustand. In der
Praxis wird die Schaltung nur noch widerwillig oder garnicht mehr
reagieren. Man müsste C1 verkleinern, um wieder auf die gleiche
Zeitkonstante zu kommen. C2 (Entprellung) ist dann wohl auch
anzupassen. Um sich zukünftig die Arbeit zu reduzieren, könnte man,
falls Platz ist, C1 durch Folienkondensatoren/Vielschicht-Keramik
ersetzen. Folie 1µF/63V passt mittlerweile auf 10mm-Raster. Und für C2
hochwertige schaltfeste AL-Elkos verwenden, 20 Jahre sollten die dann
halten.

Gruss
Jadeclaw.

Autor: nurso (Gast)
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Habe hier eine Seite für eine Orgelsteuerung mit INTERBUS Technologie
gefunden. Ich weiß nicht, ob es für Dich interessant ist, aber hier mal
der Link:
http://www.techniker-forum.de/downloads.php?do=fil...

Schönen Gruß

P.S. Es kann sein, dass Du Dich auf der Seite anmelden musst.

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Hallo Profi,

ich bin nur Orgelspieler (grade vom Gottesdienst zurück), kein Orgel-
bauer. Die Last besteht nur aus einem Transistor, der ein Relais
schaltet (10k Basiswiderstand). Midisteuerung wär natürlich toll, aber
da müßte ich erst den Gemeindevorstand überzeugen ("Wieso Elektronik
rausreißen? Die Orgel spielt doch sehr schön!"). An den Links wäre
ich
aber trotzdem interessiert, vielen Dank!

Hallo Jadeclaw,

vielen Dank für Deine Antwort, dadurch verstehe ich jetzt die
Funktionsweise etwas besser. Ganz klar ist mir die Sache noch nicht,
z.B. wieso hat das Flipflop einen definierten Anfangszustand beim
Einschalten (rechter Transistor durchgesteuert und Schaltausgang low)?

Gruß Jack

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Hallo nurso, vielen Dank für den Tip.

Hallo Profi,

Bin grade erst dazu gekommen, die Orgelseite aufzuschlagen, ganz
ausgezeichnete Seite.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Ist die Schaltung wirklich absolut symmetrisch? Sind die Bauteile auf
beiden Seiten absolut gleich, ist der Zustand nch dem Einschalten in
der Tat zufällig. Nimmt man auf der rechten Seite einen Transistor mit
höherer Stromverstärkung oder einen etwas kleineren Basisvorwiderstand,
einen kleineren C2 oder sorgt auf andere Weise dafür, dass der rechte
Transistor beim Einschalten schneller leitend wird, dann wird die
Ruhelage immer rechts sein. Rechts könnte ein BC237C drinstecken oder
der Hersteller hat die Transistoren nach Stromverstärkung selektiert.
BC237B ungleich BC237B. Es gibt viele Wege, die Ruhelage vorzugeben.
Unter Umständen reicht schon die angehängte Schaltstufe rechts aus, um
den gewünschten Effekt zu erzielen

Gruss
Jadeclaw.

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Ja, die Schaltung ist absolut symmetrisch, es werden auf beiden Seiten
B-Typen eingesetzt. Daß der Orgelbauer die B-Typen selektiert hat,
glaube ich eigentlich nicht. Noch eine Frage zum Verständnis:
Der Schaltimpuls wird doch über R4 zur Basis geführt?
Soll über R3 der Schaltimpuls, der nicht gebraucht wird blockiert
werden?

Vielen Dank und schöne Grüße

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Dann ist es die rechts angehängte Schaltstufe, die als Last dafür sorgt,
dass am rechten Kollektor und damit an der Basis des linken Transistors
die Spannung etwas langsamer steigt. Damit ist die Ruhelage definiert.
Zur Frage: R3 blockiert in der Tat den Impuls, da der Ladestrom für C1
über den jeweils leitenden Transistor abfliesst anstatt über die Basis
des gesperrten Transistors. Es ist im übrigen in meiner Erklärung von
10:35 Uhr ein Denkfehler drin: Es wird niemals ein Strom von R3 über R2
fliessen, die Diode verhindert dies. Dass trotzdem ab 2kOhm
Kollektorwiderstand Schluss ist, kann ich nur an der Schaltstufe selbst
vermuten. Leider sieht man die nicht.

Gruss
Jadeclaw.

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Am Schaltausgang geht es so weiter:
Diode in Flußrichtung --> 10k Widerstand --> Basis BC237B (Emitter an
Masse, Collector --> Relaisspule --> +30V.
Also nichts tolles.

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Ach so, hab ich noch vergessen. Für meine Versuche hab ich den Schalt-
ausgang abgehängt, also nur das FF alleine.

Autor: Yussarian (Gast)
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@Jack Braun

Hallo Jack,

vergiß alle Vorschläge zur Änderung der Hardwarestruktur der Orgel!

Sie sind für das gesammte Klangbild tötlich.

Zur Erklärung:

Das Schaltbild von dir ist kein Register sondern eine Generatorstufe.
Dannach folgen erst die Register wie Prinzipale, Flöten, Gedackte,
Zimbel usw.. Diese sind mit R-L-C-Kombinationen aufgebaut. Die
Dimensionierung dieser Bauteile ist auch Abhängig vom Oberwellengehalt
der Generatorstufen(Schalbild). Wenn du die Dimensionierung der
Generatoren änderst, änderst du auch deren Oberwellengehalt. Die Folge
ist unweigerlich, daß die Orgel anders klingt.

Wenn du aus Reperaturgründen ein Bauteil wechseln musst, dann bitte nur
dieses eine Bauteil mit den gleichen(besser selben) elektrischen
Eigenschaften.

Ich habe in den '70ern selber elektonische Orgeln mitentwickelt und
gebaut. Das Selektieren von Bauteilen war nichts ungewöhnliches.

Wenn du unbedingt eine Orgel bauen willst dann bau dir eine eigene,
aber benutze niemals eine fremde Kirchenorgel für deine Experimente.


Mit ehrlichem Gruß

Yussarian

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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Hallo Yussarian,

ich glaube, Du hast da was mißverstanden. Es handelt sich hier um keine
elektronische Orgel, sondern um eine Pfeifenorgel. Die Register
werden durch sogenannte Schleifen eingeschaltet (also praktisch Loch-
streifen aus Holz damit die Pfeifen angeblasen werden können). Die
Schleifen werden durch Motore bewegt, und die werden über Relais ge-
schaltet. Die genannte Schaltung tut nichts anderes, als bei jedem
Tastendruck den Motor hin- und zurück laufen zu lassen

Autor: Yussarian (Gast)
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Kann es sein, das es sich um eine Pfeifenorgel handelt?

Dann ist es wohl besser, du vergißt meinen Beitrag.


Yussarian

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