Quarztakt mit einem NE555

Mit dem NE555 kanst du keinen Quarzoszillator bauen.

Ausser dem Oszillator hat der 4521 auch noch eine Teilerkette aus 
Flipflops mit auf dem Chip.

Was hast du den an CMOS IC den da.  Irgendwelche Inverter,Nands und der 
gleichen ?  4011,4069,4001 oder so ?



Gruss Helmi

So...

ähm sorry hatte vergessen zu sagen...CMOS -->nicht erlaubt.
Alles muss am besten über den NE555 laufen...kann man ihn nicht i-wie an 
den Quarz anschliessen wie da oben in der Schaltung?


Bin eig. nur Leie in dem Fachgebiet, versuche aber alles nachzu 
vollziehen :).

Der MUSS genau sein. :) . Ich hoffe da kommen noch ein paar Ideen. :).

Wenn es mit dem NE nnicht geht muss ich eben i-wie die Schaltung mit 
dem4521 umbauen. :(

Andi G. schrieb:
> Alles muss am besten über den NE555 laufen...kann man ihn nicht i-wie an
> den Quarz anschliessen wie da oben in der Schaltung?

Nein.  Das geht absolut nicht.
Du koennstes dir mit einen einfachen Transistor einen Oszillator 
basteln.

Werner:


Nein.
Schau Dir mal das DB vom 555 an, dan kommst Du schon drauf.


Aber man bekommt es doch niemals so gut hin, das es sogut wie keine 
Abwechungen gibt, oder? Denk mal schon.

Quarz wär besser.

Andi G. schrieb:
> Der MUSS genau sein. :)

Aber nicht mit einem 555
Der macht etwas komplett anderes.
Mit einer Axt kann man nun mal kein Atomkraftwerk bauen, auch wenn die 
Axt zum spalten da ist. Genausowenig kann man aus jedem x-beliebigen IC 
einen Quarzgesteuerten Schwingkreis bauen, nur weil es ein IC ist.

Ok, wie ich jetzt verstanden habe : Unmöglich einen Quarz an einen NE555 
anzuschlissen. Widerrum liefert ein NE555 einen unganuen Takt.

:(.

Einfach mit einem Transistor:

http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:Discrete_colpitts.JPG


Peter

Ja und der liefert ganz genau 1 Hz bzw. einen Sekundentakt?

Andi G. schrieb:
> Ja und der liefert ganz genau 1 Hz bzw. einen Sekundentakt?

Nein.
Das ist erst mal nur ein Schwingkreis.
Der liefert eine Schwingung mit der Frequenz, die am Quarz draufsteht.
Die musst du dann noch runterteilen, bis du bei 1Hz bist.

Andi G. schrieb:
> Ja und der liefert ganz genau 1 Hz bzw. einen Sekundentakt?

Wenn du einen Quarz mit 1Hz anschliest.

Das es den aber nicht gibt wirst du den Takt runterteilen muessen bis du 
1Hz erhaelst. Am besten du nimmst einen Quarz dessen Frequenz eine 2 
Potenz ist.

Muss man also durch austauschen der Bauelemnte ausproberen, bis 1 Hz 
rauskommt? Das kann aber dauern xD.

Ist die Sache mit dem Quarz eigentlich in deiner vom Lehrer ausgegebenen
Aufgabenstellung enthalten oder hast du dir den Quarz einfallen lassen
um 'die Sache interessanter zu machen'.

Wenn letzteres: Bau mit dem 555 einen astabilen Multivibrator für 1Hz
und füttere damit deine Uhrenlogik. Auch wenn es ungenau ist. Denn genau
das hatte dein Lehrer im Sinn. Dem gehts nicht um eine möglichst genaue
Uhr (wenn man sowas für kleines Geld will, geht man zum Tschibo und
kauft sich eine) sondern um die Implementierung der Logik.

Also ich hab den Quarz genommen, weil alles andere nicht erlaubt ist. 
:-P .

Andi G. schrieb:
> Also ich hab den Quarz genommen, weil alles andere nicht erlaubt ist.
> :-P .

Ein 555 ist erlaubt.
Und mit dem ist es ein leichtes einen Takt zu erzeugen der ungefähr 1Hz 
hat.
Und ich denke, genau das hatte dein Lehrer im Sinn. Dem gehts nicht 
darum eine hochpräzise Uhr zu haben, sondern dass du ihm zeigst, dass du 
die Uhrenlogik bauen kannst. Du verplemperst deine Zeit mit der Suche 
von Lösungen die niemand abgefragt hat.

Mein Lehrer war eig. ziemlich scharf drauf, wie ich das Problem löse mit 
der Toleranz bzw. Abweichung. Der will ziemlich was sehen. :-P.

Aber wenn ich es nicht schaffe die Sache mit dem Schwingkreis 
runterzudrücken auf ein Hz, muss ich woll schlechthin den NE555 als 
astabille Kippstufe oder als Multivibrator nehmen.

Andi G. schrieb:
> Mein Lehrer war eig. ziemlich scharf drauf, wie ich das Problem löse mit
> der Toleranz bzw. Abweichung. Der will ziemlich was sehen. :-P.

Das klingt danach, als ob du dich im Vorfeld ein klein wenig zu weit aus 
dem Fenster gelehnt hast :-)

Wenn mir jemand erzählt, dass er eine Quarzuhr bauen will und dafür 
einen 555 als zentrales Element des Schwingkreises einsetzt, dann wäre 
ich (mit einem Schmunzeln auf den Lippen) auch scharf darauf zu sehen, 
wie er sich das so vorstellt.

Genau dasselbe Schmunzeln, das ich aufsetzen würde, wenn mir jemand 
erzählt er gehe jetzt in seine Werkstatt und baut mit der Laubsäge und 
Pappelsperrholz eine Boing-747 nach. Und wenn sie fertig ist, lädt er 
alle zum Jungfernflug nach Hawaii ein.

etwas. :-P.

Dann muss ich woll auf den Transistor zurückgreifen (erstmal) und 
versuchen ihn auf ein Hz zu takten. (natürlich mit etwas hilfe des 
Leherers. )
(PS : es war seine Idee ich soll nach einem Quarz mit NE555 googln. xD)

Wenn es nicht geht, muss ich woll auf den NE555 zurückgreifen.

Andi G. schrieb:
> Muss man also durch austauschen der Bauelemnte ausproberen, bis 1 Hz
> rauskommt? Das kann aber dauern xD.

Noe. Du must die Frequenz mit einer Teilerkette aus Flipflop 
runterteilen.
Jedes Flipflop teilt durch 2.

Also mal angenommen du hast einen Quarz mit der Frequenz 32768Hz.
Dann must du diese Frequenz um 2^15 teilen um auf 1 Hz zu kommen. Das 
sind dann 15 Flipflops hintereinander geschaltet. Oder du nimmst den 
4521 .
Der hat neben dem Oszillator auch noch die Teilerkette mit eingebaut.
Schau dir mal das Datenblatt zum 4521 an.

Andi G. schrieb:
> Dann muss ich woll auf den Transistor zurückgreifen (erstmal) und
> versuchen ihn auf ein Hz zu takten.

Nochmal.
Der Quarz bestimmt die Frequenz. Diese Frequenz kannst du noch ein wenig 
ziehen, aber das wars dann.

1Hz Quarze gibt es nicht.
Aber speziell für Uhren gibt es 32kHz Quarze.
Noch einen Teiler hinten drann (an die Schwingkreisschaltung) um die 
32kHz auf 1Hz runterzuteilen und du bist wieder im Rennen.


> (PS : es war seine Idee ich soll nach einem Quarz mit NE555 googln. xD)

Jetzt weißt du auch warum :-)

Karl heinz Buchegger schrieb:
> Genau dasselbe Schmunzeln, das ich aufsetzen würde, wenn mir jemand
> erzählt er gehe jetzt in seine Werkstatt und baut mit der Laubsäge und
> Pappelsperrholz eine Boing-747 nach. Und wenn sie fertig ist, lädt er
> alle zum Jungfernflug nach Hawaii ein.

Kenn ich , so war der Sohn von meinem Nachbarn auch. Sagte ich bau mir 
ein Flugzeug und dann flieg ich durch den Garten. Und dann ging das 
gehaemmere los in der Garage. Ich warte heute noch auf den Rollout.

>(PS : es war seine Idee ich soll nach einem Quarz mit NE555 googln. xD)

Och Gott diese Lehrer heut zu Tage.

Die Idee hatte ich auch schon. Muss ausprobieren. Ähm es wäre zu schön 
wenn ich den 4521 benutzen könnte. :). Wie ich oben genannt hatte, mag 
der Lehrer diesen Baustein nicht xD.

Aber das mit der Teilung ist auf jeden Fall eine Überlegung wert. :).

Andi G. schrieb:
> Muss man also durch austauschen der Bauelemnte ausproberen, bis 1 Hz
> rauskommt? Das kann aber dauern xD.

Da ist nix mit probieren, die Frequenz ist auf dem Quarz aufgedruckt, 
basta.

Nimm ein 1MHz Quarz in der Transistorschaltung und dann teile durch 
1.000.000. Der Lattice hat doch wohl noch 20 FFs übrig.

Oder nen Quarzoszillator:

http://de.farnell.com/ael-crystals/o1m000000l002/oszillator-spxo-1mhz-8-pin/dp/1448072


Peter

Andi G. schrieb:
> Die Idee hatte ich auch schon. Muss ausprobieren. Ähm es wäre zu schön
> wenn ich den 4521 benutzen könnte. :). Wie ich oben genannt hatte, mag
> der Lehrer diesen Baustein nicht xD.
>
> Aber das mit der Teilung ist auf jeden Fall eine Überlegung wert. :).

Es ist nicht nur eine Überlegung wert, es ist deine EINZIGE Möglichkeit, 
wenn du einen Quarz (samt Schwingkreisschaltung für den Quarz) einsetzen 
willst.

Ok, habs begriffen = Teilung = die einzige möglichkeit. Kann man auch 
2048MHz nehmen? Dann halt einfach 2^11. Also 11 FFs.? Dann hat man doch 
1 MHz...wieso wird oben genannt das es 1Hz ist. Oder versteh ich widewr 
was falsch? xD

Andi G. schrieb:
> Ok, habs begriffen = Teilung = die einzige möglichkeit. Kann man auch
> 2048MHz nehmen? Dann halt einfach 2^11. Also 11 FFs.? Dann hat man doch
> 1 MHz...wieso wird oben genannt das es 1Hz ist. Oder versteh ich widewr
> was falsch? xD

2048MHZ = 2.048 GHz   Das wirst du nicht hinkriegen das liegt schon im 
Mikrowellenbereich.

Du must 1HZ fuer deinen Sekundentakt haben. Die einfachste Moeglichkeit 
habe ich dir schon genannt. 32KHz Quarz und durch 2^15 teilen (alles im 
4521 drin)

ach so KHz hihi...habs falsch gelesen tut mir leid.

Also Vielen Dank für Eure Hilfe heute. Sehr hilfreich gewesen. :)

MfG

lattice_1016e

Du koenntest ja auch ein DCF77 Modul benutzten dann wirds ganz genau.

Ich glaub sowas ist nicht erlaubt zu benutzen. :).

Andi G. schrieb:
> Ich glaub sowas ist nicht erlaubt zu benutzen. :).

Du must dich auch mal durchsetzen gegen den Lehrer.

In welcher Schule bist du denn ?

Technisches Gym. :)

Gegen Lehrer durchsetzen...xD ...zu schön um wahr zu sein.

Das geht schon. Du must nur die richtigen Argumente vorbringen.
Also ueberzeug ihn mal vom 4521  das damit am besten geht und es nicht 
mit dem NE555 geht. Das gehoert auch zur einer Entwicklung mit dazu.

Ich weiß. Das hatte ich im grunde, nach dem was hier heute geliefert 
wurde, auch vor. :).

Du kannst auch ohne Quarz auskommen und die Netzfrequenz von 50Hz 
verwenden. Die musst Du nur noch in Deinen Prozessor bekommen und durch 
50 teilen (oder vorher und dann in den Prozessor).

Uwe schrieb:
> Übrigens gegen alle halbwissenden, Quarz und 555 geht, ist nichtmal
> aufwändig und mit etwas Fanatismus sogar trimmbar.
> Ein kleiner Tip: ISBN 3-327-00211-8

Uwe, deine Diskussionsweise ist beleidigend!

Du erklärst andere für halbwissend und erweckst dabei den Eindruck, dass 
du selber vollwissend bist. Dabei bleibst du uns diesen Beweis schuldig. 
Stattdessen wirfst du uns eine ISBN vor die Füsse, wohlwissend, dass die 
wenigsten die Chance haben werden den Inhalt des Buches kennenzulernen.

Wenn du wirklich vollwissend bist, dann hättest du kurz erklären können 
wie das Funktionsprinzip Quarz<->555 funktioniert.

Ich versuche mal eine Erklärung, habs aber selber nicht ausprobiert:

Da der Triggereingang und der Ausgang des 555 sich wie ein 
invertierender Komparator verhalten, lässt sich damit die Grundfunktion 
eines Pierce-Oszillators aufbauen.

Wie betriebssicher und seriös solch eine Vergewaltigung ist muss jeder 
selber beurteilen.
Allzuviele Freunde hat diese Kombination nicht, denn in meiner 
45-jährigen Literatursammlung findet sich kein Hinweis über diese 
Methode.

Uwe schrieb:
> Übrigens gegen alle halbwissenden, Quarz und 555 geht, ist nichtmal
> aufwändig und mit etwas Fanatismus sogar trimmbar.

Erinnert mich an meinen ersten Frequenzzähler:
2 * 7400 Gatter und 1MHz Quarz, die letzen 3 Stellen zappelten wie Sau.
Dann den Colpitts aufgebaut (Transistor in Kollektorschaltung), alle 8 
Stellen standen wie ne Eins.

Man kann digitale ICs in den Analogbetrieb zwingen, aber zuverlässig ist 
was anderes.


Peter

Peter Dannegger schrieb:
> Man kann digitale ICs in den Analogbetrieb zwingen, aber zuverlässig ist
> was anderes.

Die Quarzoszillatoren bei MCUs über XTAL1 und XTAL2 funktionieren wie 
dein 7400er-Oszillator. Das sind alles Ableger von der 
Pierce-Grundschaltung.

Allerdings wissen wir nicht wie die internen Inverter in den MCUs für 
diese Aufgabe 'getrimmt' werden.

@  Manfred von Antenne (dipol)

>Die Quarzoszillatoren bei MCUs über XTAL1 und XTAL2 funktionieren wie
>dein 7400er-Oszillator.

Nicht ganz.

> Das sind alles Ableger von der Pierce-Grundschaltung.

Sicher, aber der Teufel steckt im Detail!

>Allerdings wissen wir nicht wie die internen Inverter in den MCUs für
>diese Aufgabe 'getrimmt' werden.

Eben. Denn das sind KEINE normalen, digitalen Inverter, sondern 
ungepufferte Inverter ala 74HCU04. Die haben eine deutlich flachere 
Kennlinie und sind damit im Analogbetrieb deutlich besser nutzbar.

MFG
Falk

Wie man mit dem NE555 einen Quarzoszillator aufbaut, würde mich auch
interessieren. Das Beste, was man mit dem NE555 zustande bringt, ist ein
Schmitt-Trigger, mit dem zwar theoretisch ein Quarzoszillator realisier-
bar ist, allerdings nur einer, der nicht von selbst anschwingt, also
mäßigen praktischen Nutzen hat.

Man könnte vielleicht irgendwie eine Starthilfe realisieren, indem man
den NE555 während des Anschwingens des Quarzes als RC-Oszillator laufen
lässt. Dieser müsste aber so genau abgeglichen sein, dass während des
Anschwingens keine zu große Phasenverschiebung zur Quarzschwingung
ensteht. Ich glaube, selbst wenn man das mit viel Aufwand hinbekommen
sollte, ist die Schaltung allenfalls als Prove-of-Concept zu sehen.

Mit einem zusätzlichen Transistor und ein paar passiven Bauteilen ginge
folgende Lösung: Man baut mit dem Transistor den eigentlichen Oszillator
auf und benutzt den NE555 in Schmitt-Trigger-Beschaltung dazu, aus dem
erzeugten Signal ein Rechtecksignal zu machen. Hauptsache, der NE555 ist
irgendwie am Geschehen beteiligt ;-)

Koennte eventuell funktionieren. Aber besonders stabil ist das nicht.
Wie yalu schon sagte eher "Prove-of-Concept".

Ich wuerde das nicht so machen. Die Schaltung waere mir zu kritisch in 
der Auslegung.

Gruss Helmi

MarioT schrieb:
> Ich habs nicht getestet

So etwas in dieser Richtung habe ich mir vorgestellt, als ich weiter
oben schrieb:

> Man könnte vielleicht irgendwie eine Starthilfe realisieren, indem man
> den NE555 während des Anschwingens des Quarzes als RC-Oszillator
> laufen lässt.

Die R/C-Kombination alleine liefert nach der Formel im Datenblatt
102kHz, was ziemlich dicht an der Resonanzfrequenz des Quarzes liegt.

Im nächsten Satz habe ich mich aber wohl geirrt:

> Dieser müsste aber so genau abgeglichen sein, dass während des
> Anschwingens keine zu große Phasenverschiebung zur Quarzschwingung
> ensteht.

Nach der Beschreibung im Buch muss die R/C-Beschaltung nur auf ±30%
genau stimmen, was ja auch ohne speziellen Abgleich machbar ist. Ich
hätte gefühlsmäßig nicht erwartet, dass der Quarz in der Schaltung so
stark den Ton angibt, und das im ursprünglichen Sinne des Wortes :)

Ich werde die Schaltung bei Gelegenheit ausprobieren. Im Moment habe ich
leider keine ausreichend langsamen Quarze da.

@Yalu

brauchst du nicht mehr zu machen. Muste zwar erst einen Quarz suchen mit 
32KHz und habe es dann getestet. Schwingen tut es auf der Quarzfrequenz.
Aber die Kurvenform des Signal an PIN 2+6 sieht etwas abenteuerlich aus.
Dort sieht man Mitten im Sinus noch ein paar Einkerbungen die von den 
Schaltstufen im NE555 kommen.

Gruss helmi

Uwe schrieb:
> Als Warnung muss ich
> dazusagen das die Betriebsspannung 9V nicht überschreiten sollte, weil
> sonst der Quarz überlastet werden kann und bricht

Sind dir dabei einige Quarze kaputt gegangen ?

Ich habe das ganze nur bei 5V getestet.
Wenn die aber bei mehr als 9V defekt werden ist aber auch schon 5V sehr 
hoch.

Bei normalen Oszillatoren fuer 32KHz Quarze leigt meisten in reihe zum 
Quarz ein Widerstand der den Pegel klein haelt.

Wie gesagt schwingen tut die Schaltung aber das ist aber nicht alles was 
man will. Stabilitaet, Temperaturgang usw.  habe ich jetzt nicht 
getestet.

Aber auch wenn es schwingt sollte man doch besser einen andere Schaltung 
mit einem CMOS Gatter (ungepuffert) nehmen.