Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kanalmultiplikator für Modellbau mit IC4001/IC4017


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von drayson (Gast)


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Hallo Leute!

Nach eigentlich wochenlanger Suche nach einer Lösung habe ich mich 
entschlossen, euch/dieses Forum um Hilfe zu bitten. Ich bin leider in 
der Elektronik nicht wirklich bewandert - das sind meine ersten 
Gehversuche mit Hilfe einiger Datenblätter und Referenzschaltpläne aus 
dem Netz.

Mein Plan ist es über einen freien Kanal meiner R/C-Anlage mehrere 
Lichteffekte o.Ä. anzusteuern.
Dafür habe ich mir eine Schaltung mit einem IC4001 aufgebaut, die das 
Reschtecksignal mit einem Referenzsignal prüfen soll und wenn gleich den 
Clock-Eingang an einen IC4017 anspricht. Zusätzlich ist noch ein Reset 
über einen IC7702 um den Einschaltstatus bei Power On des 4017 
sicherzustellen.

Nun mein Problem: der Teil mit 4017 und 7702 funktioniert, sobald ich 
den Teil des 4001 hinzufüge ist, bekomme ich weder ein Signal vom 4001 
noch schaltet der 4017.
Ich verzweifle leider schon - habe die Schaltung nun schon mehrmals neu 
aufgebaut, mittlerweile sogar eine Platine geätzt, immer das selbe 
ergebnis...

Kann mir jemand von Euch bitte einen Tip geben...?? Schaltplan ist 
anbei...
Danke im Voraus
drayson

von rci (Gast)


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Ok, der Reihe nach: Was hast du für eine R/C-Anlage und wie funktioniert 
die? Überträgst du einzelne Frequenzen oder die üblichen Impulsketten?

von ??? (Gast)


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Echt gut beschrieben dein System....  Da weiss man sofort was Sache ist!

von rci (Gast)


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>Echt gut beschrieben dein System....  Da weiss man sofort was Sache ist!

Man erkennt eine hohe Kreativität, obwohl die Schaltung aber so kaum 
funktionieren wird...

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Man könnte ja auch z.B. einen Tiny2313 an den Impulseingang packen, die 
Impulszeiten messen und hat dann ausreichend Ausgänge, ganz beileibig 
verschaltbar.
Und wenn man sich vertan hat, ändert man die Software und nicht jedes 
Mal die Hardware.
PS: power-on reset kann der auch machen :-)

von drayson (Gast)


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Hallo Leute,

herzlichen Dank erst mal für eure ersten Rückmeldungen.

Die Schaltung soll an einen Servosteckplatz eines Empfängers betrieben 
werden. Signal PWM, Spannungsversorgung ~5V.

Ich möchte bewusst keine programierbaren Dinge einsetzen - bin wie 
gesagt Anfänger und habe auch keine Programmierkenntnisse.

Wie gesagt - die Schaltung ohne den 4001er-Teil funktioniert vorzüglich, 
meine LED-leisten lassen sich schön nach der Reihe durchschalten, nur 
die Schaltung mit dem 4001er...
Habe hier schon 1:1 eine Schaltung von Conrad (Minischalter Best.-Nr. 23 
47 37, Baustein) und auch diese 
(http://www.sentex.net/~mec1995/gadgets/rc-sw3.html) auf einer separaten 
Platine nachgebaut, leider beides ohne Erfolg - ich bekommme kein 
Ausgangssignal...

Ich wäre wirklich sehr über euren Input dankbar.

Tnx
drayson

von Hubert G. (hubertg)


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Die Schaltung sollte schon funktionieren.
Pin 7 hast du mit GND und Pin14 mit +5V Verbunden, nur weil andere 
Bezeichnung, Eagle stellt da die Verbindungen nicht automatisch her.

von Blackbird (Gast)


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Am Elko liegt immer etwas über 3V an, weil der 4001 ihn nie über den 10k 
vollständig entladen kann. Entweder die LED über Transistor ankoppeln 
oder sie direkt am Ausgang des letzten 4001 (aber dann Low-Current-LED) 
oder die LED ganz weglassen.
Dann sollte es funktionieren.

Blackbird

von rci (Gast)


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Woher hast du denn die ganze Schaltung? Den Teil mit dem 4001 aus dem 
Link, ok. Aber den Teil mit dem 4017?

Du hast am Ausgang der 4001-Schaltung ein mit R2 und C5 
tiefpaßgefilteretes Signal, das sich nur noch ganz langsam ändert. Der 
4017 erwartet an seinem Clock-Eingang aber Impulse mit steilen Flanken. 
Der 4017 kann also garnicht korrekt arbeiten. Dazu kommt, daß LED3 und 
R2 an dieser Stelle völlig verkehrt sind, weil sie wie ein unerwünschter 
Pull-up wirken.

von drayson (Gast)


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Hi again...!

@Hubert - genau.


Danke für den Tip mit der LED - hatte sie erst vor ein paar Tagen mal 
eingezeichnet weil ich irgendwie die Funktion des 4001 prüfen wollte.

Aber daran liegt es glaub ich nicht, da meine ursprünglichen Aufbauten 
die LED nicht drin hatten und es trotzdem nicht funktioniert hat.

drayson

von drayson (Gast)


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Der Teil des 4017 ist vom Prinzip her von 
(http://www.atx-netzteil.de/stromstossrelais_m_4013_4017_oder_4049.html), 
die Schaltung ganz unten.
Ich hatte vor einigen Monaten mal mit einem Arbeitskollegen (leider 
nicht mehr in der Firma) darüber gesprochen und er hat mir bei der 
Einbindung des 7702 und ein paar anderen Modifikationen geholfen.

von drayson (Gast)


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@ RCI:
bedeutet das, wenn ich R2 und C5 (und natürlich auch LED3 und R10) 
eleminiere könnte es funktionieren?

Komisch ist nur, daß ich den Teil 4001 auch bei separatem Aufbau und 
wenn ich direkt an Pin11 messe, kein brauchbares Ausgangssignal (sollte 
entweder da oder nicht da sein) bekomme. Ich messe an Pin11 immer 5V, 
egal wo ich den Poti hindrehe...

drayson

von Hubert G. (hubertg)


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Du musst da ein HW-Problem haben. Ich habe die Schaltung nur mit dem 
4001 auf einem Steckbrett mal aufgebaut. Sie hat sofort funktioniert.

von Werner (Gast)


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drayson schrieb:
> Ich möchte bewusst keine programierbaren Dinge einsetzen - bin wie
> gesagt Anfänger und habe auch keine Programmierkenntnisse.

Gerade im Modellbau empfiehlt sich das aber wegen der Baugröße und der 
Flexibilität bei Änderungen.

von rci (Gast)


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>Ich habe die Schaltung nur mit dem 4001 auf einem Steckbrett mal
>aufgebaut. Sie hat sofort funktioniert.

Ja, aber ohne die LED an C5, oder?

>bedeutet das, wenn ich R2 und C5 (und natürlich auch LED3 und R10)
>eleminiere könnte es funktionieren?

Was willst du denn überhaupt realisieren? Um beispielsweise den 5.Kanal 
einzuschalten, 5 mal den Steuerknüppel nach vorne drücken?

>Der Teil des 4017 ist vom Prinzip her von
>(http://www.atx-netzteil.de/stromstossrelais_m_4013...),
>die Schaltung ganz unten.

Ja, hier bekommt der 4017 auch deutlich steilere Flanken als in deiner 
Schaltung.

Erzähle doch erst mal, wie dein Prinzip genau funktionieren soll.

von drayson (Gast)


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@ Hubert
Danke, nun bin ich wirklich am Zweifeln... Hatte genau den Teil auf 
mehrmals auf Lochprints aufgebaut und wieder zerrissen weil ich auf 
keinen grünen Zweig kam.
Ich hab mir auch extra 5 Stk 4001er nachgekauft und einen nach dem 
anderen durchprobiert... nix...

Werde die nächsten Tage das nochmal neu aufbauen, das gibt´s doch 
nicht...

Vielleicht sind auch andere Bauteile defekt. Wie Widerstände prüfen sind 
klar, Poti auch, aber 4001er, KeramikC's und Elkos...? Wenn jemand Tips 
hat... DANKE

@ Werner, du hast natürlich recht, ich dachte mir aber, ich fange mal 
konventionell bei den Grundbausteinen an bevor ich mich weiter 
vorwage...
ich bin eigentlich "gelernter" Maschinenbauer und hatte bis zu dem 
Projekt mit Elektronik nichts am Hut. Nun hab ihc Eagle, ne neue 
Lötstation und jede Menge kleiner Bauteile zuhause rumliegen... :-)

drayson

von drayson (Gast)


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Nochmal zur Funktion:

RC-Funke mit einem freien Kanal,
auf diesen wird am Empfänger der Miltiplikator angeschlossen.
An den Ausgängen sind dann verschiedene LEDs (über 
Transistor?)angeschlossen, die das Modell jeweils unterschiedlich 
beleuchten.
Damit bei Power On ein definierter Einschaltpunkt gegeben ist, gibt es 
einen AutoReset.

Mit einem an/aus am Kanalschalter der Funke soll dann jeweils ein 
Ausgang weitergeschaltet werden und damit jeweils eine andere 
Beleuchtung einschalten.

Das war der Hintergedanke... Ich weis, es ginge sicher einfacher...

Danke
lg
drayson

von rci (Gast)


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>Mit einem an/aus am Kanalschalter der Funke soll dann jeweils ein
>Ausgang weitergeschaltet werden und damit jeweils eine andere
>Beleuchtung einschalten.

Dann schalte einfach direkt vor den Clock-Eingang des 4017 zwei CD40106 
Schmitt-Trigger-Inverter in Reihe.

von hp-freund (Gast)


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Vielleicht solltest Du einen 4001 noch hierfür einsetzen:

http://thinksilicon.de/12/Servotester.html

Beachte das der Tester einen positiven und einen negativen Ausgang hat.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Die Schaltung mit dem 4001 ist ziemlich bäh (einige der folgenden Punkte
sind bereits genannt worden):

- Beim Umschalten des Ausgangs von IC1A von Low nach High steigt wegen
  C6 die Eingangsspannung von IC1B über die Versorgungsspannung. Zwar
  haben die CMOS-ICs Schutzdioden an den Eingängen, in diesem Fall be-
  kommen aber die Schutzdioden von IC1B solange den vollen Kurzschluss-
  strom von IC1A ab, bis C6 umgeladen ist. Ich würde mindestens zwischen
  dem RC-Glied und Pin 5/6 einen Widerstand von ein paar kΩ einfügen,
  der diesen Strom begrenzt.

- Der Ausgang von IC1D liefert im aktiven Fall kein durchgehendes High-
  Signal, sondern eins mit Unterbrechungen, die vom Tiefpass R2/C5
  weggebügelt werden müssen. Dieser Tiefpass mit einer Zeitkonstante von
  100ms verschleift aber sehr stark die Signalflanken. Laut TI-Daten-
  blatt hat der 4017 zwar einen Schmitt-Trigger am Takteingang, in
  anderen Datenblättern (u.a. von Fairchild) ist das aber nur ein
  gewöhnlicher Eingang, der mit der langsamen Anstiegsgeschwindigkeit
  des Signals seine Schwierigkeiten haben könnte.

- LED3 muss auf jeden Fall weg, da sie auch bei Low-Pegel am Ausgang von
  IC1D das Taktsignal auf High zieht.

Ich würde die 4001-Schaltung ersetzen durch eine mit zwei echten
nachtriggerbaren Monoflops (z.B. 4538 oder 74HC123). Das erste erzeugt
aus dem PWM-Signal ein Rechtecksignal mit fester Pulsbreite, das zweite
wird durch eine entsprechende Logikverknüpfung des PWM-Signals mit dem
Ausgangssignal des ersten Monoflops immer dann getriggert, wenn die
Impulsdauer des PWM-Signals eine gewisse Schwelle überschreitet und
liefert dann am Ausgang ein durchgehendes High-Signal, das ohne
zusätzlichen Tiefpass sowohl den 4017 als auch die LED ansteuern kann.

Du hast dann mit der gleichen Anzahl von ICs und einem Widerstand
weniger eine wesentlich sauberere Lösung.

von Hubert G. (hubertg)


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Ich würde dir raten trotzdem erst diese Schaltung zum laufen zu bringen, 
auch wenn sie suboptimal ist.
Die Problem die du mit dieser Schaltung hast wirst du mit einer anderen 
wahrscheinlich auch haben.

von rci (Gast)


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>wenn die Impulsdauer des PWM-Signals eine gewisse Schwelle überschreitet
>und liefert dann am Ausgang ein durchgehendes High-Signal, das ohne
>zusätzlichen Tiefpass sowohl den 4017 als auch die LED ansteuern kann.

Ein zusätzliches Tiefpaß am Ausgang des Monoflops ist allein schon wegen 
der Ströunterdrückung höchst sinnvoll. Er bewirkt, daß für eine 
bestimmte Mindestzeit ein gültiges Signal anliegen muß, bevor der CD4017 
eine Stufe weiter schaltet. Auch gegen Schalterprellen ist ein solcher 
Tiefpaß optimal.

Also: Retriggerbares Monoflop, Tiefpaß, Schmitt-Trigger und dann der 
CD4017.

von drayson (Gast)


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Hallo Leute,

also erst mal herzlichen Dank für eure Hilfe !

@ hp-freund: danke, denke dafür habe ich eineige Bauteile übrig :-)
sowas fehlt noch in meiner Modelbaukiste.

@ Yalu & rci: werde mir euren Vorschlag mit dem monoflop mal durchdenken 
und recherchieren, was ich da alles reinbauen müsste. Auf die Schnelle 
hab ich mal das 
(http://martinsuniverse.de/projekte/rcswitch/rcswitch.html) gefunden. 
oder hättet ihr vielleicht die Möglichkeit mir das aufzuzeichnen?

Trotzdem werde ich erst mal versuchen rauszufinden ob ich nicht doch 
HW-fehler drinn hab oder einfach nur besser mit einem Schweißgerät als 
einem Lötkolben umgehn kann... :-)

lg
drayson

von rci (Gast)


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>Auf die Schnelle hab ich mal das
>(http://martinsuniverse.de/projekte/rcswitch/rcswitch.html) gefunden.

Die Schaltung im Link sieht doch ganz gut aus. Hänge den Ausgang dieser 
Schaltung direkt an den Eingang des CD4017. Wenn du keine nennenswerten 
Empfangsstörungen hast, reicht das vielleicht schon. Wenn nicht, schalte 
noch ein Tiefpaßfilter mit einem Schmitt-Trigger dazwischen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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drayson schrieb:
> Auf die Schnelle hab ich mal das
> (http://martinsuniverse.de/projekte/rcswitch/rcswitch.html) gefunden.

Ja, genau so habe ich mir das gedacht. Nur C1, VD2 und R1 solltest du
weglassen. Wozu die wohl gut sind? Was kann eine Diode in Reihe zu einem
Kondensator für einen Sinn ergeben? Irgendwann ist C1 geladen, und wenn
die Diode keinen deutlichen Leckstrom hat, bekommt IC1B kein Eingangs-
signal mehr.

Edit: Jetzt weiß ich, wozu das gut sein soll: Ohne die Bauteile entsteht
auf Grund der Verzögerungszeit von IC1A schon bei der steigenden Flanke
des Eingangssignals ein Triggerimpuls für IC1B. Trotzdem sollte man das
anders machen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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... z.B. so.

von drayson (Gast)


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Bin gerade dabei, das in meinen Schaltplan zumindes mal zeichnerisch 
einfließen zu lassen.
Kurze Frage: BAT54 ist scheinbar ein SMD - kann ich da auch eine andere 
Diode nehmen? Hätte da eine 1N4148 rumliegen...

drayson

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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drayson schrieb:
> Kurze Frage: BAT54 ist scheinbar ein SMD - kann ich da auch eine andere
> Diode nehmen?

Die Idee bei dieser Diode war eigentlich, durch den Kondensator entste-
hende Überspannungen am Eingang A von IC1B nach VCC abzuleiten, und das,
bevor dies die interne Schutzdiode des ICs tut. Also sollte sie einen
geringen Spannungsabfall haben, weswegen eine Schottky-Diode optimal
ist. Die 1N4148 ist eine PN-Diode mit entsprechend höherem Spannungsab-
fall, so dass nicht sicher vorhergesagt werden kann, welche der beiden
Dioden zuerst leitet, weswegen die externe Diode evtl. nutzlos ist.

Gerade habe ich im Datenblatt von Fairchild gelesen, dass der Maximal-
strom der Schutzdiode auf 20mA spezifiziert ist (bei den meisten Bautei-
len fehlt diese Angabe im Datenblatt). Daher ist es perfekt in Ordnung,
die externe Diode wegzulassen und die Spannungsbegrenzung der internen
Schutzdiode zu überlassen :)

von drayson (Gast)


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Danke Yalu!!!

Die Widerstände zw. Q und A bleiben dann aber drin - oder?
Und wie sieht es mit den anderen BAT54 bei T1 aus?

Tut mir leid wenn ich euch Umstände mache, bin aber für jede Hilfe 
dankbar.

drayson

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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drayson schrieb:
> Die Widerstände zw. Q und A bleiben dann aber drin - oder?

Ja R1 und C1 bilden zusammen einen Hochpass, der aus langen
Rechteckimpulsen jeweils einen Nadelimpuls an den beiden Flanken
erzeugt. Die interne Schutzdiode schneidet den positiven Nadelimpuls,
der normalerweise bis zur doppelten Versorgungsspannung reichen würde,
ab. Und R2 begrent den Strom durch die Schutzdiode.

> Und wie sieht es mit den anderen BAT54 bei T1 aus?

Du meinst an T2, also die Dioden parallel zu R3 bzw. R4? Die kannst du
ebenfalls weglassen. Sie sollen verhindern, dass bei einem plötzlichen
Kurzschluss in der Versorgungsspannung die noch vorhandene Ladung im
Kondensator das IC zerstört. Laut TI braucht man diese Diode aber nur,
wenn die Kapazität >500nF ist. Das ist bei der vorliegenden Schaltung
nicht der Fall.

von drayson (Gast)


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Perfekt, danke !!!

von drayson (Gast)


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Leute,
euch allen herzlichen Dank und schöne Feiertage !!

lg
drayson

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