Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NE555 MMV Blinklicht


von Alexander (Gast)


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Moin,

ich habe ein Projekt am laufen, in dem ich einen möglichst präzisen 
Wechselblinker konstruieren möchte. Ich habe zwei Schaltungen gefunden 
(siehe Anhang), die beide für mich als Einsteiger vernünftig aussehen. 
Die Taktung soll ohne OSZ, Uhr oder Quarz erfolgen. Mir wurde erklärt, 
dass die Schaltung mit dem NE555 genauer sei, als mit den 2 
Kondensatoren. Mein Ziel ist es mit einer der beiden Schaltungen eine 
konst. Periodendauer von 8sek zu erhalten und das so präzise wie 
möglich. Da ich denke, dass durch Toleranz die Berechnung sehr schwer 
wird, möchte ich versuchen, die Periodendauer mit einem 
Trimmer-Widerstand zu regeln.

Könnt ihr mir helfen die richtige Schaltung zu wählen und erklären 
welche Vorzüge die jeweilige hat? Mit will eigentlich nicht recht klar 
werden, warum die eine präziser sen sollte als die andere, da ja beide 
Kondensatoren u. Transistoren nutzen.

Des weiteren wäre interessant zu wissen, welche Kondensatoren sich am 
besten eignen und welchen Kondensator man sich kaufen sollte, damit der 
Widerstand nicht allzu groß wird.

Ich danke schonmal im Vorraus für die Antworten.

Lg Alex

von MaWin (Gast)


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Eben,
der NE555 ist genau in dem Sinne, daß sich die Frequenz nicht ändert 
wenn sich die Betriebsspannung ändert (nachlassende Batterie) aber die 
Abweichung des Elkos und anderer Bauteile hat er trotzdem.
Man müsste es also vorher einstellen.

Wenn man Dinge GENAU haben will, verwendet man einen Quartz (macht deine 
Uhr ja auch). Ein CD4060 teilt einen 32768kHz Quartz herunter auf 2Hz, 
das reicht dir also nicht, aber 2 CD4060 in Reihe reichen, um entweder 
einen 32768 oder einen 4.194MHz Quartz auf deine Periodendauer von 8 
Sekunden zu teilen. Schaltung siehe Datenblatt

         +5V                     LED
          |             +--560R--|<|-- +5V
Quartz--CD4060--CD4060--+
                        +--560R--|>|-- GND
                                 LED

Ok, man braucht also 2 ICs. Mit einem Microcontroller würde einer 
ausreichen, aber den müsste man vorher programmieren.

von Alexander (Gast)


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Moin.

danke für deine schnelle Antwort. jedoch möchte ich ja gerade keine 
Quartz nutzen. In welchem Genauigkeitsbereich würde ich mich denn 
Bewegen, wenn ich eine Periodendauer von 9s anstreben?

Lg Alex

von MaWin (Gast)


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12.5% Abweichung gegenüber deinen 8 Sekunden.

Der NE555 hält seine ein mal eingestellte Frequenz besser als 1%,
wenn nicht die Alterung eines Elkos ihm zusetzt, weil er ein 
vernünftiges Prizip verwendet (umladen um 1/3 der Spannung mit scharfen 
Schaltschwellen durch Vergleich der Spanung mit den Spannungsniveau 
eines Spannungsteilers). Noch besser ist ein CMOS-555 wie LMC555.

                LED
       +--560R--|<|-- +5V
NE555--+
       +--560R--|>|-- GND
                LED

Für 9 Sekunden braucht man aber einen Elko :-) denn sonst braucht man 
für 8 Sekunden (4 Sekunden an und 4 Sekunden aus) und 1uF satte 5.6 
Megaohm - zu viel für einen NE555, vielleicht akzeptabel für einen 
LMC555. Maximal bekommst du einen Folienkondensator für 4.7uF, dazu 
gehört dann ein Widerstand von 1.2 MOhm und ein Trimmpoti von 100k, das 
könnte mit einem NE555 noch hinhauen.


Der astabile Multivibrator ist von allem möglichen abhängig, er hat 
schon mal 2 Elkos die nicht gleich sind, nud schaltet wenn ein Transitor 
seine Basisschwellspannung von ca. 0.65V überschreitet, und de ist 
bekanntlich Temeraturabhäng. Und weil sie nicht abhängig von der 
Versorgungsspannug n ist, aber das entladen des Elkos von der 
Versorgungsspannung erfolgt, ist die Zeit auch nicht 
versorgungsspannungsabhängig. Also Bauteiltoleranzabhängig, 
Temperaturabhängig und Versorgungsspannungsabhängig und damit kaum 10% 
stabil.

von Alexander (Gast)


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Hey,

du hast mir wirklich geholfen! Hast du zufällig die komplette Schaltung 
irgendwo gesehen? Jetzt verstehe ich auch warum die 555-Schaltung die 
präzisere ist. :-) Mit welchen Formeln hast du das denn errechnet?

Ist das hier der richtige? 
http://de.farnell.com/national-semiconductor/lmc555cm/zaehler-cmos-smd-soic8-555/dp/9493972

Gruß

Alex

von MaWin (Gast)


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> Mit welchen Formeln hast du das denn errechnet?

Denen aus dem Datenblatt. Man sollte immer ins Datenblatt gucken.

> Ist das hier der richtige?

Na ja, klein und teuer, aber das richtige Modell (von dem es mehrere 
gibt von unterschiedlichen Herstellern die alle ok wären, auch TLC555, 
ICM7555, TS555, alle bei Reichelt deutlich billiger als bei Apotheke 
Farnell).

Interessanter ist die Frage: Welcher Kondensator? z.B.
MKS-2-5 4,7µ :: WIMA Folienkondensator, Rm 5mm, 4,7µF
prompt nicht lieferbar, also wohl
MKS-4-100 4,7µ :: FOLIEN-KONDENSATOR

von Alexander (Gast)


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Moin,

danke du bist mir wirklich eine riesen Hilfe.

Nehmen wir nun den TS555.

Im Datenblatt heißt es unter High Duration t = 1.1 R x C im MMV betrieb. 
Das heißt also, bei gleichen Wiederständen, wobei einer beim Laden über 
eine Diode kurzgeschlossen wird.

Möchte ich also ein High-Signal von 4,5 sek und ein Low-Signal von 4,5 
müssen beide Widerstände gleich sein.
 4,5s=x*4,7*10^-6
T=(x*4,7*10^-6)*2

Das würde dann fü die Schaltung einen Widerstand von 1M Ohm bedeuten. 
Dabei geht über Diode wahrscheinlich noch Spannung verloren.

Würde der TS-555 damit klarkommen? Oder sit es einfacher einen 
10uF-Kondensator zu nehmen?

Lg Alex

von MaWin (Gast)


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> müssen beide Widerstände gleich sein.

Nein.

Es hängt von der Schaltung ab die du wählst.

Monstable ist falsch.

In Figure 6 steht nichts von 1.1 mal, sondern 0.693.

Und zeitbestimmend ist Rb. Ra sollte demgegenüber einfach klein sein, 
unter 1% aber nicht unter 1k Ohm (man könnte sogar exakt ausrechnen wie 
klein damit der Spannungsabfall genau dem am Transistor von Discharge 
entspricht, aber das ist mir zu aufwändig).

Also ist Ra=1k und Rb=1.2MOhm+100kPoti recht passend, dann ist R1 ja nur 
0.1% von Rb.

von Ich (Gast)


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Bitte erschlagt mich nicht, aber:
quartz ist englisch. Auf Deutsch heißt es Quarz (ohne t).
Danke.

von Milchbauer (Gast)


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Und glaubte bisher das hieße Quark, danke für die Klärung..

von Alexander (Gast)


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Moin,

das mit dem kleinen Widerstand leuchtet ein. Bei gleichen Widerständen 
würde diese Schaltung zum Tragen kommen, wenn ich das richtig verstanden 
habe. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310131.htm

Dabei würde die Diode jedoch für Ungenaugikeit sorgen. Würde ein 
Spannungsregler, den man vorschaltet die Genauigkeit erhöhen?
http://www.conrad.de/ce/de/product/156872/SPGREGL-TS78L08ACY-RM-TSC-SOT-89/0204453&ref=list

Lg Alex

von MaWin (Gast)


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> Würde ein Spannungsregler, den man vorschaltet die Genauigkeit erhöhen?

Nein, der 555 ist ja gerade unempfindlich gegen Spannungsschwankungen.

> Bei gleichen Widerständen würde diese Schaltung zum Tragen kommen,
> wenn ich das richtig verstanden habe.

Solche Schaltungen sind erst sinnvoll, wenn unter 50% duty cycle 
erreicht werden sollen, und man den Ausgang nicht einfach umgepolt 
verwenden kann.

Also i.A. überflüssig. 50% (1:1) kann ein NE555 auch ohne den Aufwand.

von Alexander (Gast)


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Moin,

ich denke nun sind alle meine Fragen geklärt.
Ich werde mir
100k Ohm
1,2MOhm
100k-Poti
MKS-4-100 4,7u
TS-555

bestellen und mal schauen, wie das wird. Ich danke euch vielmals und 
wünsche euch noch ein möglichst erholsames Wochenende.

LG Alex

von Harald Wilhelms (Gast)


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Alexander schrieb:
> Moin,
>
> das mit dem kleinen Widerstand leuchtet ein. Bei gleichen Widerständen
> würde diese Schaltung zum Tragen kommen, wenn ich das richtig verstanden
> habe. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310131.htm

Diese Schaltung wird im Datenblatt nicht empfohlen. Bei Verwendung
gilt dann auch nicht mehr die Angabe 1% Genauigkeit.
Gruss
Harald

von ein Gast (Gast)


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Damit du wirklich ein Tastverhältnis von 50% erreichst, musst du diese 
Schaltung anwenden.
Diese Schaltung funktioniert aber nicht mit einem NE555, da dessen 
Ausgang eine Unsymmetrische Spannung liefert.
Damit bei dem CMOS555 die Ausgangsspannung am Pin 3 symmetrisch bleibt, 
wird Pin 3 nicht weiter Belastet und Als Ausgang wird Pin 7 mit dem 
offenen Kollektor genutzt!

von MaWin (Gast)


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> Damit du wirklich ein Tastverhältnis von 50% erreichst,
> musst du diese Schaltung anwenden.

Nein (also: funktionieren tut sie mit CMOS 555 schon und
liefert auch 50% wenn man mit dem leistungsschwachen
open drain Ausgang leben kann, sie braucht sogar im Mittel
weniger Strom, aber:)

Auch die konventionelle Schaltung funktionrt,
weil der Entladetransistor an DISCHARGE auch einen
Spannungsabfall hat.

Der wird nur bei den üblichen Formeln immer vergessen.

Rechnet man ihn ein, und rechnet man ihn so, da0 der
Spannungsabfall an Ra ebenso hoch ist, dann kommen auch
bei der konventionellen Schaltung exakt 50% raus.

Mit 1k passt das schon recht gut :-)

Hier sind die exakten Formeln drin, in denen Rd für den
Widerstand des Entladetransistors steht, wer will, kann
also nachrechnen (ich bin zu faul, messe lieber):

http://www.fairchildsemi.com/ds/LM/LM555.pdf

von MaWin (Gast)


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> Ich werde mir
> 100k Ohm
> bestellen

Und wofür brauchst du den dann ?

von ein Gast (Gast)


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12V / 1kOhm = 12mA! :(

von Julian R. (tuefftler)


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ein Gast schrieb:
> 12V / 1kOhm = 12mA! :(

12V * 12mA = 144mW
Da kann der Wiederstand ja schon fast heiß werden!

julian

von Wiederlich (Gast)


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genau, immer Wieder.

von ein Gast (Gast)


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Julian R. schrieb:
> 12V * 12mA = 144mW
> Da kann der Wiederstand ja schon fast heiß werden!
>
> julian

von Horst (Gast)


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Alexander schrieb:
> Würde ein
> Spannungsregler, den man vorschaltet die Genauigkeit erhöhen?

Ich würde mir mehr Gedanken um die Temperatur machen. Ich hatte den 555 
mal als Tongenerator um 2kHz (als Licht-noch-an-Warner in einem alten 
Auto) verwendet. Die Frequenz ist im Winter hörbar abgedriftet.

Bei einem Wechselblinker mit so niedriger Frequenz wird das wohl weniger 
auffallen.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Horst schrieb:

> Alexander schrieb:
>> Würde ein
>> Spannungsregler, den man vorschaltet die Genauigkeit erhöhen?

Naja, der Fehler ist 0,3%/Volt. Es kommt also darauf an...

> Ich würde mir mehr Gedanken um die Temperatur machen. Ich hatte den 555
> mal als Tongenerator um 2kHz (als Licht-noch-an-Warner in einem alten
> Auto) verwendet. Die Frequenz ist im Winter hörbar abgedriftet.

Nun, laut Datenblatt hat der 555 eine Temperaturdrift von 150ppm/K.
Das ist recht wenig. Vielleicht hattest Du schlechte Widerstände oder
Kondensatoren.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> Die Frequenz ist im Winter hörbar abgedriftet.

Da hattest du wohl Murks gebaut.

"Temperature Stability of 0.005%/°C"

Wie schon erwähnt, Elkos können übel sein.

von Horst (Gast)


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Mag sein. Den eigentlichen Zweck hat's ja dennoch erfüllt :-)

von Harald Wilhelms (Gast)


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MaWin schrieb:
>> Die Frequenz ist im Winter hörbar abgedriftet.
>
> Da hattest du wohl Murks gebaut.
>
> "Temperature Stability of 0.005%/°C"

Das gilt wohl für Monoflops. Bei Astabilen ist es etwas grösser.
(siehe Seite 3)
Gruss
Harald

von Alexander (Gast)


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Moin,

MKS-4-100 4,7µ :: FOLIEN-KONDENSATOR

wurde empfohlen. Der hat jedoch eine Kapazitätstoleranz von 20%. Ist das 
nicht etwas viel?

von ein Gast (Gast)


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Alexander schrieb:
> Moin,
>
> MKS-4-100 4,7µ :: FOLIEN-KONDENSATOR
>
> wurde empfohlen. Der hat jedoch eine Kapazitätstoleranz von 20%. Ist das
> nicht etwas viel?

Dann musst du das mit dem Widerstand ausgleichen.

Hast du denn überhaupt eine Vorstellung, wie du den Multivibrator eichen 
willst?
Hast du einen Impulszähler mit dem du über eine bestimmte Zeit die 
Impulse Zählen kannst?
Oder ein Frequenznormal mit Zähler, so, dass  du denen Generator als Tor 
für den Zähler benutzt.

Was mich die ganze Zeit irritiert, ist, dass du ständig andere Angaben 
machst. Deine Periodendauer ist mal 11s  dann 9s und 8s waren auch schon 
im Gespräch.

von Eichamt (Gast)


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@ein Gast (Gast):

Eichen wird er ihn überhaupt nicht, dazu hat er keine Berechtigung. Er 
wird ihn höchstens kalibrieren.

Eichen - Kalibrieren, ein himmelweiter Unterschied!

von ein Gast (Gast)


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Eichamt schrieb:
> Eichen wird er ihn überhaupt nicht, dazu hat er keine Berechtigung. Er
> wird ihn höchstens kalibrieren.
>
> Eichen - Kalibrieren, ein himmelweiter Unterschied!

Ja, das sehe ich ein! Da habe ich mich in der Wortwahl vergriffen.
Aber ich bezweifle, dass er den AMV so genau kalibrieren kann.

von Alexander (Gast)


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Moin,

ja es geht mir auch nicht direkt um die Periodendauer sondern darum, 
dass sie annähernd konstant ist. Bedeutet die Toleranz, dass die 
Fertigung ungenau ist, oder das diese Abweichung innerhalb der Schaltung 
auftritt und sich die Kapazität stetig verändert? Kalibrieren will ich 
mit Widerständen und indem ich mehrere Perioden abwarte und dann die 
Zeit durch die Periodenzahl teile. Je mehr Perioden ich gewartet habe, 
desto genauer das Ergebnis.

Lg Alex

von ein Gast (Gast)


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Alexander schrieb:
> Bedeutet die Toleranz, dass die
> Fertigung ungenau ist,

Ja.
Die 20% beziehen sich auf die Fertigungstoleranz.

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