Hallo Ihr 555 Kenner, ich verzweifle gerade an was eigentlich eine Banalschaltung sein sollte. Will einfach nicht. Diese Schaltung: http://www.stevehv.4hv.org/interrupter/intwbmsch.JPG Oberer Teil der Zeichnung. Aufgebaut auf Lochraster. NE555 im Einsatz. U1 geht (mit Oszi gemessen). U2 geht auch, wenn man den Triggereingang 2 manuell stimuliert (auf Masse). Aufbau x-mal angeschaut, durchgepiept, usw. Frequenz so zwischen 50 - 200Hz Das Problem scheint zu sein, dass nach C3 (10n)eigentlich ein minus 1/3 Vcc Signal an den Triggereingang 2 von U2 weitergereicht werden sollte, um laut Datasheet des NE555. Lt. Oszi kommt da aber nicht genug raus, z.B. bei 9V Versorgung nur ca. -2.7V zu Vcc. Ist da irgendwas prinzipiell irgendwas grenzwertig mit dieser Schaltung? Was könnte man ändern/probieren? Für jeden Hinweis dankbar. Grüsse Axel
Axel Ro. schrieb: > Lt. Oszi kommt da aber nicht genug raus, z.B. bei 9V Versorgung nur > ca. -2.7V zu Vcc. Die Diode D1 hast du nicht zufällig vergessen oder kalt gelötet? Wie hoch ist der höchste Spannungspegel an Pin 2 von U2? Wie sind die Spannungspegel an Pin 3 von U1?
Hallo Yalu, Diode ist drin, man sieht sogar schön, wie sie das Signal nach oben hin an die Versorgungsspannung clampt, mit einem kleinen Zacken. Pegel an Pin 2 wie oben gesagt -2.7V zu Versorgungsspannung (9V) bzw. +6.3V gegen Masse (heute morgen noch mit voller Batterie). Die Spannungspegel an Pin3 von U1 sind (mit inzwischen leer gezuckelter Batterie von 6.3V) ca 4.9V, was mich wundert. Das NE555 hat doch eine Gegentaktendstufe - müsste die nicht noch 1V mehr rausbringen ? Inzwischen habe ich auch U1 in Verdacht. Die Ecken des Signals sind etwas verrundet (leicht), die Spannung scheint zu niedrig - wobei ich aber nicht wüsste, was da kaputt sein könnte, da es ja nach wie vor ein Signal erzeugt. Ist viellicht mit der U1 Schaltung irgendwas schräg ? Grüsse Axel PS: Danke auch für die Hilfe!
> Ist viellicht mit der U1 Schaltung irgendwas schräg ? Die ist zumindest etwas ungewöhnlich, normalerweise wird der Pin 7 verwendet, um den Kondensator (C1) zu entladen und ein Pull-Up Widerstand nach 9V zum Laden; aber so wie du es gemacht hast sollte es eigentlich auch funktionieren. Du könntest versuchen, den 1k-Pullup (R3) hochohmiger zu machen (z.B. 10 kOhm), dadurch wird der Ausgang des linken 555 weniger belastet. Der niedrige High-Pegel am Ausgang ist normal; schau mal ins Datenblatt, dort sind bei 12,5 V bei 15V Versorgung spezifiziert (ist Bipolartechnik). Ein Keramik-Kondensator an den Spannung-Versorgungspins könnte helfen, dass die Flanken steiler werden, zur Kontrolle kannst Du mal die Spannung an den Versorgungspins mit dem Oszi messen, ob die stabil ist. Was ist denn die Diode D1 für ein Typ. Die sollte eine kleine Kapazität haben, also z.B. 1N4148. Was für eine Spannung hast Du denn am Ausgang von U1 im Low-Pegel. Und wie breit ist der negative Impuls am Pin 2 vin U2. Die Zeitkonstante ist 1kOhm * 10nF = 10 µs, falls der Impuls deutlich schmaler ist, deutet das auf ein defektes oder falsch bestücktes Bauteil hin.
Axel Ro. schrieb: > Pegel an Pin 2 wie oben gesagt -2.7V zu Versorgungsspannung (9V) bzw. > +6.3V gegen Masse (heute morgen noch mit voller Batterie). Damit wir nicht aneinander vorbeireden: Die Spannung an Pin 2 von U2 (gegen GND gemessen) sollte die meiste Zeit bei VCC liegen und immer dann, wenn der Ausgang von U1 von high nach low wechselt, ganz kurz (Spitze von ein paar 10µs Breite) ebenfalls auf low, mindestens aber auf einen Wert <VCC/3 springen. Das Problem ist nun, dass diese Spitze nicht weit genug nach unten, sondern bei VCC=9V nur bis etwa 6,3V reicht. Habe ich das richtig verstanden? > Die Spannungspegel an Pin3 von U1 sind (mit inzwischen leer gezuckelter > Batterie von 6.3V) ca 4.9V, was mich wundert. Ich nehme an, das ist der High-Pegel. Und der Low-Pegel? > Ist viellicht mit der U1 Schaltung irgendwas schräg ? Ich sehe da nichts Verdächtiges.
Johannes, auch Dir herzlichen Dank für die Unterstützung. Ich glaube, mit der ungewöhnlichen Schaltung wollte der Author vielleicht einen Duty-Cycle von 50% erreichen, wobei mir allerdings nicht klar ist, wozu das bei dem Zweck hilfreich sein sollte. Inzwischen hatte ich ähnliche Ideen - habe den 1k auf 11k aufgebohrt - brachte ein geringfügig höheres Signal, aber funktionierte immer noch nicht. Dann habe ich den 10nF Kondi ausgelötet, und einen Signalgenerator (SG) über eben diesen Kondi angelegt - siehe da, U2 funktioniert. Die Spannung des SG hatte ich etwas höher eingestellt, als U1 liefert. Ach ja, die Diode ist eine 1N4148, und die Spannungsversorgung habe ich im Verlauf der Fehlersuche inzwischen mit 1uF Elko und 100nF Folie abgepuffert. Zu Deiner Frage: Bei jetzt wieder 9V Versorgung (Netzteil): Die untere Spannung an U1 ist ca. 0.3V und die obere ca. 7.6V, was ja aber ziemlich passen müsste, oder? (Unbelastet, ohne Verbindung zum Kondi). Edit: Jetzt wieder mit Kondi - etwa gleich, scheint also nicht durch Belastung einzubrechen. Signal ist ein leichter Trapez. Der Impuls an Pin 2 U2 ist (bei jetzt allerdings 11k (!) x 10n=110us)auf dem Oszi 500us breit (ganze Breite), geht sehr steil von 9V auf ca 5V, und dann in der typischen C-Ladekurve nach oben. Ich weiss jetzt nicht genau wie man die Zeitkonstante misst, ich glaube die Zeitkonstante ist ja nur ein Prozentsatz der ganzen Breite?? Die negativste Spitze (nach unten) hat wie gesagt, ca +5V, was ja das Problem sein dürfte - das reicht einfach nicht für den Trigger, oder? Da muss doch glaube ich 1/3Vcc unterschritten werden. In der Zeit, in der ich das alles probiere, hätte ich vermutlich schon alles neu aufgebaut, aber es ist sehr lehrreich. Ich danke Dir und Yalu auf jeden Fall - natürlich sind auch weitere Ideen willkommen. Es ist verflixt. Grüsse Axel
Ergänzung: Zeitkonstantenwissen aufgefrischt. Die 500us sind ja dann etwa 5*Tau, d.h. die 110us kommen hin für 1xTau bei 11k*10n.
Axel Ro. schrieb: > Ich glaube, mit der ungewöhnlichen Schaltung wollte der Author > vielleicht einen Duty-Cycle von 50% erreichen, wobei mir allerdings > nicht klar ist, wozu das bei dem Zweck hilfreich sein sollte. Wirkliche 50% bekommt man sowieso nur dann hin, wenn der Ausgang des 555 symmetrisch ist, was aber nur bei CMOS-Typen der Fall ist. Die Schaltung hat aber den Vorteil, dass sie 1 Widerstand weniger als die sonst übliche Multivibratorschaltung braucht. > Bei jetzt wieder 9V Versorgung (Netzteil): Die untere Spannung an U1 > ist ca. 0.3V und die obere ca. 7.6V, was ja aber ziemlich passen > müsste, oder? Die untere Spannung könne noch etwas niedriger sein, da der Ausgang nur durch R1+R2 belastet wird. Oder sind diese Widerstände bei dir deutlich kleiner als im Bild? Sonst sind diese Spannungen aber in Ordnung. > Edit: Jetzt wieder mit Kondi - etwa gleich, scheint also nicht durch > Belastung einzubrechen. Signal ist ein leichter Trapez. Wie "leicht" ist der Trapez? Soll heißen: wie lange dauert der Wechsel von high nach low? Laut Datenblatt sollten das etwa 100ns sein. Wenn es bei dir deutlich länger dauert, scheint dort ein Hund begraben zu sein. > Der Impuls an Pin 2 U2 ist (bei jetzt allerdings 11k (!) x 10n=110us)auf > dem Oszi 500us breit (ganze Breite), geht sehr steil von 9V auf ca 5V, > und dann in der typischen C-Ladekurve nach oben. Ja, so soll das sein. Aber das Signal sollte eben nicht auf nur 5V, sondern fast auf 0V abfallen.
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OK, jetzt mit Bild. Pin 2 U2 oben, AC Pin 3 U1 unten, DC 0.5ms/div 2V/div 0 V Pin 3 auf unterster sichtbarer Linie Etwas ineinander, aber man sieht ja, wo der Zacken nach unten aufhört, ca. 5.9V (ich hab wohl etwas an den Poti's gedreht, daher leicht abweichend zu früheren Messungen. Trotzdem wohl noch nicht unter der Triggerspannung).
Ergänzung: 9V Vcc. Die erwähnten 5.9V sind absolut von Vcc herunter, d.h. etwa 3.1V zu Masse.
Das sieht so aus, als ob der Ausgang von U1 gewaltig belastet wird. Entweder der Ausgang des 555 ist hinüber, die Dimensionierung von R1 und R2 ist völlig daneben, oder es fließen auf Grund von unbeabsichtigten Kurzschlüssen auf der Platine irgendwo Ströme, wo sie nicht sollen. Wie groß sind R1, R2 und C1? Falls R1 wie im Bild ein Poti ist: Auf welchen Widerstandswert ist es eingestellt? Hast du den 555 schon einmal ausgetauscht?
Hallo Yalu, 6.8k, 10k Poti, 100nF. Wenn dieser Trapez nicht normal ist, dann kann es eigentlich nur der Kondi oder U1 sein. Diese werde ich jetzt mal rausknipsen und neue einloeten. Leider hatte ich keine Fassung fuer U1, das wird eine Fummelei. Danke fuer den Hinweis, ich werde berichten, wie es ging. Gruesse Axel
Ich denke nicht, dass U1 defekt ist. Es sieht eher so aus, wie wenn rechts von C3 noch eine kapazitive "Last" vorhanden ist, so dass sich eine kapazitiver Spannungsteiler ergibt. Du hast nicht zufällig am Eingang (Pin 2) von U2 noch einen Kondensator dran? Du könntest für einen Test den Pin 2 von U2 abtrennen, so dass nur noch die Diode und der 1k-Widerstand dran hängen. Hast du schon mal einen größeren Kondensator (z.B. 100nF) für C3 eingebaut?
Hallo Johannes, ich dachte ebenso, dass U1 nicht defekt sein kann, da er ja ein Signal erzeugt, immerhin. Ich habe allerdings genau das gleiche Signal mit komplett abgetrenntem Pin 3, also sogar ohne Widerstand und Diode. Ja, hatte sogar mal zusätzlich 100nF dran, brachte nichts. Es kann nur noch U1 sein. Der muss jetzt dran glauben, sobald ich Zeit finde. Danke und gruss Axel
Hallo Axel, ich hab mir jetzt nochmal dein Oszi-Bild angeschaut und ich denke, dass ein Austausch von U1 nichts bringt. Was man sieht, ist, dass der Ausgang von U1 um ca. 7V springt, nämlich von 7,5V auf 0,5V. Wenn der Koppelkondensator groß genug ist, springt die Spannung recht von diesem Kondensator auch um 7V, allerdings etwas nach oben versetzt von 9V auf 2V, dadurch kommt man gerade so unter 1/3 der Versorgungsspannung. Das ist aber der Idealfall, in der Praxis ist der Sprung eher niedriger, bei dir sind es etwa 6V. Wenn ein neuer U1 jetzt tatsächlich genau 0V im Low-Pegel ausgibt, würde sich das nur sehr gering auswirken. Die Lösung für Dein Problem ist, die Ruhespannung am Pin 2 von U2 nicht so hoch zu wählen, sondern irgendwo bei 6V, z.B. mit einem zusätzlichen 2 kOhm-Widerstand von R3 gegen Masse. Oder Du schaltest den Widerstand R3 gegen Pin 5 von U2, das könnte auch funktionieren. Damit kommt der Trigger-Impuls auf jeden Fall bequem unter die 3V-Schwelle. Gruß, Johannes
Hallo Johannes, der Tip ist einleuchtend. Habe jetzt einmal 6.8k von Pin 2 U2 nach Masse (habe ja z.Z. 11k nach Vcc), und siehe da, es geht. Tam Tam, danke Dir. Nun glaube ich allerdings, Yalu hat auch recht: Dieses Trapez aus U1 ist nicht normal. Das sollte ein flottes Rechtecksignal sein. Entscheidend ist hier nämlich nicht die Höhe des Signals über Masse - das wird ja von C3 entkoppelt, sondern die zu geringe absolute Höhe. Sagen wir mal, C3 hat an Pin 3 U1 6V und an der anderen Seite 9V. Wenn jetzt Pin 3 auf nahe Masse geht, zieht er den Kondi nur um 6V runter, statt sagen wir mal um z.B. 8V, und das reicht dann eben nicht. Jetzt habe ich mich in dem Thema verbissen, die forensiche Suche geht weiter. Ich sträube mich immer noch vor dem Auslöten von U1, daher werde ich die Schaltung von U1 jetzt mal auf einem Breadboard aufbauen, und dort das Signal messen. Ich halte Euch auf dem laufenden - danke für die fachkundige Begleitung! Grüsse Axel
> Entscheidend ist hier ... die zu geringe absolute Höhe Genau richtig. Und die absolute Höhe ist der Unterschied zwischen dem High-Pegel (7,5 V) und Low-Pegel (0,5 V). Am unteren Pegel kannst du maximal 0,5V herausholen, das lohnt sich also nicht, hier viel zu investieren. Den oberen Wert könntest Du mit einem Pull-Up-Widerstand erhöhen, dann musst Du aber die Beschaltung des RC-Glieds ändern, das wirkt ja im Moment eher wie ein Pull-Down-Widerstand. Oder du verwendest einen TLC555, der müsste einen etwas höheren High-Pegel liefern. Bei Batteriebetrieb ist der sowieso zu empfehlen... Das sind aber alles nur Tricksereien, mit denen man es etwas beser macht. Die richtige Lösung ist, den Ruhepegel am Trigger-Eingang etwa um die Hälfte des Spannungshubs oberhalb der Triggerspannung einzustellen, damit könntest Du den rechten U2 auch mit einem wesentlich schwächeren Impuls triggern. Was auch noch funktionieren müsste, ist den Pin 7 von U1 zu verwenden. Wenn du den mit einem Pull-Up beschaltest, müsste im High-Pegel ziemlich genau die Batterie-Spannung anliegen und der Low-Pegel sollte ziemlich auf 0 runter gehen. Für Batteriebetrieb ist das aber nicht so ideal, weil dabei der Stromverbrauch größer wird.
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Ich habe die Schaltung mal zusammengesteckt und das Oszi drangeklemmt (s. Anhang). Die Schaltung scheint also ok zu sein.
Yalu, das ist gleich mehrfach verblueffend. Ich habe sie mir naemlich auch gerade zusammengesteckt, geht nur mit dem von Johannes voergeschlagenen Spannungsteiler vor Pin 2. Inzwischen gehe ich davon aus, dass es meine diskrete Variante des NE555 ist, die sich hier einfach anders verhaelt. Bei Dir scheint auch kein Trapez zu sein. Hast Du die NE Version, oder eine Rail to Rail Variante? Gruesse Axel
Ok, läuft, allerdings mit deutlich geänderten Bauteilwerten als in der Originalschaltung. Mit 100k statt original 6.8k bis 56.8k fuer R1+R2 komme ich jetzt auf 63Hz und, jetzt auch ein sauberes Rechteck. Das Rechtecksignal scheint auch entscheidend fuer das Triggern von U2 (vermutlich eine frage der Anstiegsgeschwindigkeit). Jetzt geht es nämlich plötzlich auch ohne den Spannungsteiler. Dort komme ich jetzt mit 10k statt max 5k im Original für R4 auf ca 15us. Ansonsten Werte wie original. Krass. Ich frage mich, was fuer 555er ich da habe (evtl. bei Pollin gekauft, weiss nicht mehr). Ich danke Euch fuer die Geduld und das Interesse! Sehr nett! Gruesse Axel
> Jetzt geht es nämlich plötzlich auch ohne den Spannungsteiler. Schön dass es jetzt funktioniert; aber vermutlich geht es jetzt gerade so. Es ist durchaus möglich, dass bei höherer Temperatur oder etwas anderer Batteriespannung das Problem wieder auftritt... > Krass. Ich frage mich, was fuer 555er ich da habe (evtl. bei Pollin > gekauft, weiss nicht mehr). Diese Bauteile können schon sehr unterschiedlich sein, vor allem wenn man nur nach "555" schaut und nicht auf die Buchstaben davor. Vermutlich hat der Autor der Originalschaltung einen CMOS-Typ eingesetzt, so dass es bei ihm funktioniert hat.
Ja, ich überlege auch, die Schaltung von U1 durch etwas besseres zu ersetzen, vielleicht ein 4046 mit entsprechender Beschaltung als VCO. Ich hab mal nachgeschaut, meine NE555N sind von ST, ist ja durchaus eine bekannte Firma. Lt. Datenblatt gibt es dort eine 50% Duty Schaltung (Fig 19, http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/2182.pdf), welche vermutlich besser ist. Oder ich nehme eine gängige non-50% duty Schaltung, die es ja auch tun sollte. Natürlich bräuchte ich da andere Poti's, die ich natürlich nicht da habe... Auch im U2 Teil ist meines Erachtens eine Schwachstelle - wenn man das dortige Poti auf Kurzschluss dreht, legt man den Discharge Transistor ja auf Vcc. Kann ja auch nicht so gesund sein. Na ja, auf jeden Fall viel über den berühmten 555 gelernt - interessant wars. Grüsse Axel
Axelroro als gast schrieb: > Hast Du die NE Version, oder eine Rail to Rail Variante? Ich habe einen Bipolar-NE556 (Doppel-NE555) von Philips genommen, also theoretisch fast das Gleiche wie du. Weil ich aber immer noch den Verdacht habe, dass dein NE555 (U1) etwas kränklich ist, habe ich dem meinen auch etwas Temperament weggenommen, in dem ich ihm am Ausgang einen Serienwiderstand von 1kΩ verpasst habe. Jetzt sehen die Oszi-Bilder deinem schon recht ähnlich. Die Reihenschaltung aus 16,8kΩ und 100nF stellen jetzt natürlich schon eine ganz ordentliche Last dar. Das Rechtecksignal ist jetzt leicht schräg gworden, da die Belastung des Ausgangs vom Ladezustand von C1 abhängt. Der "Ausgangswiderstand" bildet mit R3 (beide 1kΩ) einen Spannungsteiler, so dass die Eingangsspannung von U2 die 3V-Grenze unmöglich mehr erreichen kann. Hast du eigentlich schon einmal ein Ersatz-IC ausprobiert? > Mit 100k statt original 6.8k bis 56.8k fuer R1+R2 komme ich jetzt auf > 63Hz und, jetzt auch ein sauberes Rechteck. Das deutet darauf hin, dass tatsächlich R1+R2 die Ursache für die Verzerrung des Ausgangssignals von U1 war. Das darf aber bei gesundem Ausgang nicht sein, da er laut Datenblatt bis zu 200mA liefern kann. > Krass. Ich frage mich, was fuer 555er ich da habe (evtl. bei Pollin > gekauft, weiss nicht mehr). Irgendetwas stimmt mit diesem Burschen garantiert nicht. Du kannst ja mal die Ausgangsspannung ohne die restliche Beschaltung, aber mit einer definierten Last von bspw. 100Ω messen. Ich bin mir fast sicher, dass der Wert sehr deutlich außerhalb der Spezifikation liegen wird. Alternativ kannst du den Kurzschlussstrom messen. Es würde mich wundern, wenn da mehr als 10mA zustande kämen (200mA sind aber versprochen). > Diese Bauteile können schon sehr unterschiedlich sein, vor allem wenn > man nur nach "555" schaut und nicht auf die Buchstaben davor. Vermutlich > hat der Autor der Originalschaltung einen CMOS-Typ eingesetzt, so dass > es bei ihm funktioniert hat. Wenn der NE555 wirklich die Datanblattangaben einhält, sollte die Schaltung auch mit der Bipolarvariante problemlos funktionieren: Während der High-Phase wird C3 auf die Spannung VCC-Voh entladen. Die minimale High-Ausgangsspannung Voh ist mit 2,25V unter VCC angegeben, allerdings bei 100mA. Aus den Diagrammen ist zu entnehmen, dass bei den zu diesem Zeitpunkt tatsächlich fließenden 70µA die Ausgangsspannung 0,35V höher, also bei mindestens VCC-1,9V liegt. Die Kondensatorspannung ist also 1,9V. Während des Umschaltens von High nach Low (max. 300ns) wird C3 um max. 0,2V geladen, so dass er anschließend eine Spannung von 2,1V hat. Diese Spannung addiert sich zur Low-Ausgangsspannung von max. 0,25V, so dass am Eingang von U2 direkt nach dem Umschalten eine Spannung von max. 2,1V+0,25V=2,35V anliegt. Die Triggerspannungsschwelle (VCC/3) kann um etwa 10% nach unten abweichen, liegt also bei mindestens 2,7V. Es bleiben also noch 2,7V-2,35V=0,35V Reserve, was völlig ausreichend sein sollte. In meinem Aufbau liegt das Minimum der Eingangsspannung von U2 bei 1,28V und die Triggerschwelle nur unwesentlich unter 3V, so dass 1,7V Reserve bleiben. Aber natürlich hätte ein CMOS-555, bei dem die Ausgangsspannung fast bis an die Versorgungsspannung heranreicht, noch deutlich mehr Reserven, nämlich so um die 2,5V.
Hallo Yalu, ja, ich hatte es weiter oben erwähnt, aber vielleicht nicht ganz klar: Ich bin inzwischen zum Experimentieren auf ein Breadboard umgeschwenkt, und habe dort auch andere NE555 Bausteine verwendet. Die letzten Beiträge seit 18:26 sind also alle mit dem Steckbrett entstanden. Ganz eindeutig ist mein NE555 "anders". Ich werde mir bei nächster Gelegenheit einmal andere Typen organisieren und damit nochmal probieren. Ich habe einmal den Ausgang mit 100 Ohm belastet (wird gut warm). Interessanterweise zieht er mir den Trapez gerade, d.h. wo in Deinem Bild 5 die obere Kante ansteigt, wird diese nach Anlegen des Widerstands flacher. Er liefert dann immer noch 3.6 V bei 5V Versorgung (oder 10.4V bei 12V Versorgung), was eigentlich gar nicht so schlecht wäre. Übrigens ging das Triggern jetzt gerade mal auch ohne den Pulldown von Johannes, bei 12V, nach dem Belastungstest (vielleicht wegen der Erwärmung). Bei 5V gehts nicht. Es scheint einfach ein grenzwertiger Zustand, knapp an der Grenze zum funktionieren. Ich habe nachgeschaut, habe die Teile tatsächlich bei Pollin bestellt, vielleicht haben sie einen Macken oder sind Fakes (aber wer faked schon 555er). Irgendwie blicke ich nicht durch, warum die sich verhalten, wie sie sich verhalten. Grüsse Axel
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