Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ersatz für Diodenmatrix


von josef k. (kaltensee)


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Mit Diodenmatrix kann man bequem eine Schaltung realisieren,mit der man 
mit 10 getasteten Eingängen an der Matrix z.B. 10 Ausgänge für 
verschieden kombinierte Relais schalten kann.Bei Tastung des Eingangs 1 
soll z.B. Relais 2/5/7 anziehen,bei Eingang 2 z.B. relais 5/8,bei 
Tastung Eingang 3 Relais 4/8/9 usw.Damit kann man mit einfachen Tastern 
verschiedene Relaiskombinationen durchschalten.

Angewandt wurde dies früher z.B. bei der Weichenstellung von 
Modelleisenbahnen,hier ist statt der Weichen das Schalten von 
Antennenleitungen angedacht.

Gibt es einen programmierbaren Chip oder eine Micro-C,der diese Aufgaben 
übernimmt,da uns die Anfertigung von Matrix mit bis zu 100 Dioden etwas 
mühsam erscheint.

Gruß
Josef

von gaast (Gast)


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Mit nem µP kein Problem, ansonsten ein PAL, GAL oder ein EEPROM.

von josef k. (kaltensee)


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Gibt es denn bereits fertige,programmierbare Aufbauten(fertige Schalter 
mit 10 oder mehr Schalteingängen und ebensoviel oder mehr Ausgängen f. 
Relais),und wenn nicht,gibt es Schaltungen,wie sowas recht einfach mit 
EEPROM aufzubauen wäre?

Gruß
Josef

von Sascha W. (sascha-w)


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Hallo,

also ein [E]EProm mach nur Sinn, wenn du nicht mehr Ausgänge brauchst 
als das Teil an Datenbusbreite hat (meist 8) und nicht mehr Eingänge 
hast als Adresseingänge vorhanden sind (bis ca. 16).

An sonsten kannst du jeden beliebigen µC nehmen, der genügend Portpins 
hat - man kann zwar am Ausgang hier unter Einsatz von Schieberegistern 
Pin's sparen, aber das kommt auf den Aufwand und deine Fähigkeiten an. 
Einen entsprechenden Adapter zum Flashen des µC brauchst du ebenfalls - 
Selbstbau ist möglich.

PAL/GAL kann man nehmen, wird aber bei der Anzahl an PIN's die du 
offensichtlich brauchst unnötig teuer - ein Programmiergerät bauchst du 
auch noch.

Sascha

von Axel S. (a-za-z0-9)


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josef kaltensee schrieb:
> Mit Diodenmatrix kann man bequem eine Schaltung realisieren,mit der man
> mit 10 getasteten Eingängen an der Matrix z.B. 10 Ausgänge für
> verschieden kombinierte Relais schalten kann

...

> Gibt es einen programmierbaren Chip oder eine Micro-C,der diese Aufgaben
> übernimmt,da uns die Anfertigung von Matrix mit bis zu 100 Dioden etwas
> mühsam erscheint.

Wenn man den Aufwand für die Einarbeitung in die Programmierung mit 
einberechnet, dann ist eine Diodenmatrix bei dieser Problemgröße 
sicherlich die einfachste Lösung.

Eine programmierbare Lösung hat erst dann Vorteile, wenn du das Ganze 
mehr als 3-4 mal identisch aufbauen willst.


XL

von josef k. (kaltensee)


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Na ja,es soll durchaus im vierstelligen Bereich gebaut werden,genaue 
Zahlen unbekannt.

Wundere mich,daß es da keine fertigen Schalter gibt.Wie werden denn 
solche Schalter im Fachchinesisch genannt,die eingangsseitig über 
einfache Tastenaggregate ausgangsseitig eine Vielzahl beliebig 
kombinierbarer Magnetartikel wie z.B. Relais etc. schalten können?
Vielleicht finde ich unter google etwas.

Gruß
Josef

von Sascha W. (sascha-w)


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josef kaltensee schrieb:
> Na ja,es soll durchaus im vierstelligen Bereich gebaut werden,genaue
> Zahlen unbekannt.
>
> Wundere mich,daß es da keine fertigen Schalter gibt.Wie werden denn
> solche Schalter im Fachchinesisch genannt,die eingangsseitig über
> einfache Tastenaggregate ausgangsseitig eine Vielzahl beliebig
> kombinierbarer Magnetartikel wie z.B. Relais etc. schalten können?
> Vielleicht finde ich unter google etwas.
versuchs mal mit MATRIXSCHALTER

Sascha

von Hubert G. (hubertg)


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Das Problem bei fertigen Matrixschalter, so wie du ihn beschrieben hast, 
ist die Zuordung der Ausgänge zu den Eingängen.
Mit z.B. einem ATmega16 könntest du 16 Eingänge und 16 Ausgänge 
realisieren. Dazu noch zwei ULN2008 als Relaistreiber. Die Kosten wären 
inklusive Spannungsregler unter €10.
Der Aufwand besteht dann in der individuellen Programmierung.

von Dieter W. (dds5)


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In Hardware lässt sich das z.B. auch mit einem (entsprechend 
programmierten) EPROM lösen.

Mit einem 27C1024 oder 27C210 hat man 16 Eingänge und 16 Ausgänge.

von fonsana (Gast)


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Mal angenommen, die Steuerung (die Schalter) sitzen eng beieinander.
Wie ist es denn mit der raeumlichen Verteilung der Magneten?

Wenn die vergleichsweise weit verstreut sind, nimmt man heute wegen des 
kleineren Verdrahtungsaufwandes eher ein Bussystem.

fonsana

von Falk B. (falk)


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@  josef kaltensee (kaltensee)

>Na ja,es soll durchaus im vierstelligen Bereich gebaut werden,genaue
>Zahlen unbekannt.

AFU-Markt ;-)

>kombinierbarer Magnetartikel wie z.B. Relais etc. schalten können?
>Vielleicht finde ich unter google etwas.

Keine Ahnung. Ich würe einen kleinen ATtiny 2313, ein paar 74HC165 und 
ein paar TPIC6B595 nehmen, bissel Programm in BASCOM, C, whatever, 
fertig ist die Relaisschaltmatrix. Das kann man dann auch preiswert in 
Masse produzieren, sei es nun THT oder SMD.

von Falk B. (falk)


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@  fonsana (Gast)

>Wenn die vergleichsweise weit verstreut sind, nimmt man heute wegen des
>kleineren Verdrahtungsaufwandes eher ein Bussystem.

Un erzeugt in bester deutscher Manier einen Overkill, der sich gewaschen 
hat.

:-(

K.I.S.S.

von fonsana (Gast)


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josef kaltensee schrieb:
> Na ja,es soll durchaus im vierstelligen Bereich gebaut werden,genaue
> Zahlen unbekannt.

Naja, wenn es denn in diesen Bereich geht, hat man auf einer Flaeche von 
1m*1m schon ca. 1000m Kabel/Leitung/Draht. Dazu kommen 1000*2 Klemmen 
auf engstem Raum. Und 1000 Schalter. Alles unter der Annahme, dass die 
Formulierung oben eher auf 1000 zugeht, wenn nicht waeren 9999 auch noch 
vierstellig.

Da wuerde ich mir schon ueberlegen, wie ich das Ganze angehe.

fonsana

von Markus W. (Firma: guloshop.de) (m-w)


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Falk Brunner schrieb:
> Keine Ahnung. Ich würe einen kleinen ATtiny 2313, ein paar 74HC165 und
> ein paar TPIC6B595 nehmen, bissel Programm in BASCOM, C, whatever,
> fertig ist die Relaisschaltmatrix. Das kann man dann auch preiswert in
> Masse produzieren, sei es nun THT oder SMD.

Auf Schieberegister würde ich ganz verzichten, Mikrocontroller kosten 
nicht mehr die Welt. Einen mit 20 I/O-Leitungen (z.B. 10 für Eingang, 10 
für Ausgang) kriegst du für 2 Euro.

Josef:
Wie oft ändert sich diese Matrix denn? Wird sie im Betrieb ab und zu 
angepasst?

von Falk B. (falk)


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@fonsana (Gast)

>> Na ja,es soll durchaus im vierstelligen Bereich gebaut werden,genaue
>> Zahlen unbekannt.

>Naja, wenn es denn in diesen Bereich geht, hat man auf einer Flaeche von
>1m*1m schon ca. 1000m Kabel/Leitung/Draht. Dazu kommen 1000*2 Klemmen

Der OP redet von 1000 Platinen, nicht 1000 Schalter und Relais an einer 
Platine.

@ Markus W. (m-w)
>Auf Schieberegister würde ich ganz verzichten, Mikrocontroller kosten
>nicht mehr die Welt. Einen mit 20 I/O-Leitungen (z.B. 10 für Eingang, 10
>für Ausgang) kriegst du für 2 Euro.

Die Chinesen würde sie nutzen. Den der uC kann keine Relais direkt 
ansteuern, das macht der TPIC.

von fonsana (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Der OP redet von 1000 Platinen, nicht 1000 Schalter und Relais an einer
> Platine.

OK, mein Fehler.
Fuer Ausgangszahlen im unteren zweistelligen Bereich natuerlich keinen 
Bus.

fonsana

von Markus W. (Firma: guloshop.de) (m-w)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Markus W. (m-w)
>>Auf Schieberegister würde ich ganz verzichten, Mikrocontroller kosten
>>nicht mehr die Welt. Einen mit 20 I/O-Leitungen (z.B. 10 für Eingang, 10
>>für Ausgang) kriegst du für 2 Euro.
>
> Die Chinesen würde sie nutzen. Den der uC kann keine Relais direkt
> ansteuern, das macht der TPIC.

Naja, das kommt auf den Mikrocontroller-Typ und den Relaistyp an. Ich 
würde soweit möglich Reed-Relais oder Ähnliches verwenden, die kann man 
mit dem Mikrocontroller direkt ansteuern - sofern man einen verwendet, 
der genügend Power am Ausgang hat, z.B. ATtiny4313 oder ATmega328.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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josef kaltensee schrieb:

> Na ja,es soll durchaus im vierstelligen Bereich gebaut werden,genaue
> Zahlen unbekannt.

Dann sollte man schon mal mit spitzem Stift die verschiedenen Varianten 
durchrechnen. Aber bei >1000 Stück kann man schon eine richtige (2 
Lagen, durchkontaktiert) Platine machen lassen. Dann ist eine 
Diodenmaxtrix sehr klein hinzubekommen (im wesentlichen 10 x 10 x 
Footprint Einzeldiode) und ökonomisch immer noch sinnvoll. Schaltdioden 
in Stückzahlen sollten sub-Cent Artikel sein. Auf jeden Fall werden 
(HF-)Relais und Schalter die Kosten dominieren.

Eine elektronische Lösung scheint auf den ersten Blick weniger 
Lötstellen zu haben. Minimum sind 10 + 10 + 2 (Eingänge, Ausgänge, 
Betriebsspannung). Aber dann kommt noch dazu, daß elektronische Lösungen 
(PLD, µC, xxROM) die Relais womöglich nicht direkt treiben können. Und 
PLD mit 10 Ein- und 10 Ausgängen haben typischerweise mehr als die 
benötigten 22 Pins. Außerdem braucht die Elektronik eine stabilisierte 
Versorgungsspannung. Und muß pro Stück programmiert werden.

Für hinreichende Stückzahl würde man die Diodenmatrix vom Automaten 
bestücken lassen.

Ich würde das auf jeden Fall mal mit dem Bestücker des Vertrauens 
durchkalkulieren.


XL

von Jobst M. (jobstens-de)


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Ich habe hier Dinger, die nennen sich 'Koppelfeld' werden mit IEEE 
angesteuert. Hersteller ist/war Hytec. Sind mit BNC-Buchsen übersäht ...
Also: Vielleicht auch nochmal nach Koppelfeld suchen ...


Gruß

Jobst

von josef k. (kaltensee)


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Vielen Dank für die Antworten.Hat einigermaßen was gebracht.

Martin W. wollte wissen,ob sich die Matrix ändert.Dazu ist zu sagen,daß 
es verschiedene Matrixausführungen für die jeweilige Anforderung geben 
wird,diese jedoch,einmal konfiguriert,dann immer konstat bleiben.Ich 
hätte noch gerne gewußt,ob jemand weiß,wo Lötstreifenplatinen,doppelt 
kaschiert,mit auf einer Seite vertikalen,auf der Gegenseite horizontalen 
Lötstreifen erhältlich sind.Früher gab es die sicher,denn man liest 
öfter von Matrixaufbauten auf solchen Platinen.

Gruß
Josef

von spess53 (Gast)


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Hi

>Ich
hätte noch gerne gewußt,ob jemand weiß,wo Lötstreifenplatinen,doppelt
>kaschiert,mit auf einer Seite vertikalen,auf der Gegenseite horizontalen
>Lötstreifen erhältlich sind.Früher gab es die sicher,denn man liest
>öfter von Matrixaufbauten auf solchen Platinen.

Da werden meist 2 handelsübliche Streifenleiterplatten benutzt. Eine um 
90° gedreht. In Handel sind mir die noch nicht untergekommen.

MfG Spess

von Falk B. (falk)


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@  spess53 (Gast)

>>Lötstreifen erhältlich sind.Früher gab es die sicher,denn man liest
>>öfter von Matrixaufbauten auf solchen Platinen.

>Da werden meist 2 handelsübliche Streifenleiterplatten benutzt. Eine um
>90° gedreht. In Handel sind mir die noch nicht untergekommen.

Wozu Längs- und Querstreifen? Eine Richtung reicht.

Beitrag "Re: Ansteuerung von 16 Segment-Anzeige"

Muss man halt die Anschlusdrähte entsprechend lang lassen. Ist aber für 
Massenproduktion so oder so untauglich.

@  josef kaltensee (kaltensee)

>es verschiedene Matrixausführungen für die jeweilige Anforderung geben
>wird,diese jedoch,einmal konfiguriert,dann immer konstat bleiben.

Naja, hier hätte man zumindest verschiedene Bestückungsvarianten, die 
auch wieder Geld kosten. Bei 1000 Stück und mehr würde ich mich schon 
mal ne Stunde hinsetzten und mit spitzem Bleistift die verschiedenen 
Varianten durchrechnen. Auch wenn SMD-Dioden sehr billig sind, kosten 
sie Material + Bestückung auch um die 3-5 Cent. Macht bei 100 Stück auf 
der Platine 3-5 Euro. Dafür kann man verdammt viel Mikrocontroller 
kaufen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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josef kaltensee schrieb:

> hätte noch gerne gewußt,ob jemand weiß,wo Lötstreifenplatinen,doppelt
> kaschiert,mit auf einer Seite vertikalen,auf der Gegenseite horizontalen
> Lötstreifen erhältlich sind.Früher gab es die sicher,denn man liest
> öfter von Matrixaufbauten auf solchen Platinen.

Ich habe meine Diodenmatrizen immer in 3D gebaut. Streifenleiterplatte, 
Dioden in bedrahteter Bauform stehend eingelötet. Dann den Anschlußdraht 
der jeweils am weitesten links stehenden Diode nach rechts umgebogen und 
mit den anderen Dioden verlötet. Optional noch ein 90° Knick und in die 
Leiterplatte zurück. Oder alternativ ein zweites Stück 
Streifenleiterplatte um 90° gedreht oben aufgelegt. Das wird aber 
häßlich zu reparieren.

Heute würde ich eine zweiseitige Platine machen lassen und SMD-Dioden 
nehmen (SOT-23 können auch Grobmotoriker noch löten). Neckisch wären 
Dioden in MicroMELF Bauform. Die könnte man auf einer zweiseitigen 
Platine (ohne Durchkontaktierung) in den Löchern verschwinden lassen.

Was noch interessant zu wissen wäre: da sind mechanisch rastende 
Schalter verbaut? Und HF-Relais? Die sind dann doch kostenmäßig und 
platzmäßig sicherlich dominierend, oder?

Welchen Strom und welche Spannung brauchen die Relais? Und wie dicht ist 
die Matrix besetzt? Doch wohl nicht mehr als 30%, oder?


XL

von Marko ⚠. (mos6502) Benutzerseite Flattr this


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Sascha Weber schrieb:
> also ein [E]EProm mach nur Sinn, wenn du nicht mehr Ausgänge brauchst
> als das Teil an Datenbusbreite hat (meist 8) und nicht mehr Eingänge
> hast als Adresseingänge vorhanden sind (bis ca. 16).

Das ist nicht ganz richtig, man kann den Adressleitungen Priority 
Encoder vorschalten und hat dann pro Encoder 8 Eingänge die binär 
codiert werden. (bis max. 2^16 Eingänge bei einem 512kb EPROM). Von den 
Eingängen ist natürlich dann immer nur einer aktiv.

An die Ausgänge kann man Decoder hängen, die einen Teil des 
Ausgangsbytes decodieren. Z.B. könnte man die oberen 3 bit mit einem 
3-zu-8 Decoder auswerten und hätte dann 8+5 Ausgänge (wobei bei den 8 
decodierten natürlich wiederum nur einer aktiv sein kann).

Aber für die vom TE angeführte Problemstellung reicht ein EPROM doch 
vollkommen. Ich würde aber ein Flash-ROM nehmen, das ist schneller und 
einfacher neuzuprogrammieren.

von Arno H. (arno_h)


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AD75019 ist ein programmierbarer Kreuzschienenverteiler, allerdings eher 
für Analogsignale geeignet. Für Relais muss dann noch eine Schaltstufe 
angefügt werden.
Unter dem Stichwort Kreuzschienenverteiler / Crosspoint switch gibts 
bestimmt noch mehr zu finden.

Arno

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