FlipFlop Ein- Ausschalter funktioniert nicht

Source und Drain vertauscht.

@  Marie L. (lendl)

>      On-OFFFlipFlop1.png

Viel zu aufwändig.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Version_mit_einem_D-Flip-Flop

Beitrag "MosFET mit Toggle ansteuern"

Magnus M. schrieb:
> Source und Drain vertauscht.

Marie L. schrieb:
> Leider funktioiert sie aber nur auf meiner Testplatine mit
> Freiluftverdrahtung. Nachdem ich sie in meine Schaltung übernommen habe,
> kann ich damit nur noch Aus- aber nie mehr Einschalten.

Dann bekommt dein Flipflop keinen L-Pegel an D. Entweder ist T1 falsch 
eingebaut (C und E vertauscht?) oder ihm reicht der Basisstrom durch R6 
nicht. Oder C17 leckt. Oder es ist Dreck auf der Platine. Miß halt 
spaßeshalber mal die Spannung ein beiden Enden von R6 und am Kollektor 
von T1. Blöderweise ist die schaltung so hochohmig, daß die typisch 10M 
eines Digitalvoltmeters schon die Funktion stören können.

Für meinen Geschmack sind R5 und R6 viel zu hochohmig für saubere 
Funktion (Leckströme, Restströme, Einstreuungen). Zumal mit einem 
Bipolartransistor für T1. Mit einem kleinen MOSFET sähe das wieder 
anders aus.

Ebenfalls fragwürdig sind R7=1M und C16=100nF. Der Taster wird schon 
nach kurzer Zeit kaputt gehen (unzuverlässig schalten) weil er C16 im 
Kurzschluß aufladen muß. Und weil andererseits der statische Schaltstrom 
durch R7 nicht reicht, um die Oxidschicht der Kontakte wegzubrennen. Da 
gehört wenigstens noch ein 1k Widerling in Reihe mit C16. Und eigentlich 
braucht man C16 gar nicht, wenn man R7=1..10k wählt.

Günter Richter schrieb:
> S1 dürfte heftig prellen, vielleicht prellt er extern aus Gemeinheit
> 'geradzahlig'?

Du hast die Schaltung nicht verstanden. Das Zeitglied in der Rückführung 
Q -> D wirkt als Entprellung. Ich habe die Schaltung selber mehrfach in 
Verwendung, allerdings mit "richtigen" D-FF, die auch einen invertierten 
Ausgang /Q haben. Da ist es dann einfach ein RC-Glied zwischen /Q und D.


XL

Wie wäre es mit dieser Schaltung hier:
http://www.dorkbotpdx.org/blog/asgard/asgard

Ist noch einfacher.

...schade dass "Marie" sich nicht mehr meldet...

@  HildeK (Gast)

>Was mir an den Schaltungen nicht gefällt (auch im verlinkten Artikel),
>ist eher die RC-Zeitkonstante in der aktiven Flanke am Takteingang.

Der IC hat bei einigen Herstellern einen Schmitt-Trigger am 
Takteingang.

Hallo Zusammen,

erstmal vielen Dank für die vielen Antworten!

Bezüglich des Vertauschens von Drain und Source, das ist nicht der Fall.
Ich habe versehentlich nur das falsche Schaltplansymbol ausgewählt. Tut 
mir Leid dass ich dadurch Verwirrung gestiftet habe.

Zur Schaltung:
Es kam mir auch seltsam vor dass hier so hochohmige Widerstände 
verwendet wurden. Aber nachdem ich schon mit 2 verschiedenen 
Transistorschaltungen nicht zum Erfolg gekommen bin, wollte ich die 
Schaltung einfach 1 zu 1 nachbauen.
Der Ausgang Q hat Eingeschaltet ein Low, beim Ausschalten spring er auf 
High. Soweit OK. Allerdings sollte er aber beim nächsten Tastendruck 
wieder auf Low springen, tut er aber nicht.
Ich habe deswegen auch T1 in Verdacht.
Aber er ist leider richtig eingebaut, das mit dem Basisstrom werde ich 
aber überprüfen. Ich werde mal alle Widerstände um Faktor 10 verkeinern 
und testen ob sich das Verhalten ändert..

Außerdem möchte ich mir die verlinkte Schaltung von Falk anschauen, die 
sieht sehr vielversprechend aus, wenig Bauteile.

So, jetzt schwing ich mal den Lötkolben...

So, jetzt habe ich R5 und R6 mit 120K Widerständen ersetzt.
Keine Änderung...

HildeK schrieb:
> Falk Brunner schrieb:
>> Der IC hat bei einigen Herstellern einen Schmitt-Trigger am
>> Takteingang.
>
> Bei TI und NXP konnte ich beim schnellen Durchblätten nichts derartiges
> entdecken.
> Es würde mich auch etwas wundern, denn Schmitt-Trigger-Schaltungen
> bringen zusätzliche Laufzeit.

Ist so! Schau mal bei NXP in der momentanen Web-Version:
www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT74.pdf

Marie L. schrieb:
> So, jetzt habe ich R5 und R6 mit 120K Widerständen ersetzt.
> Keine Änderung...

Kriegt T1 einen Basisstrom (oder, einfacher zu messen: eine 
Basisspannung)? Sein Kollektor geht ja anscheinend nie auf L. Gibt es 
vielleicht ungewollte Brücken in diesem Bereich?


XL

HildeK schrieb:
> Oh ja, interessant! Danke für den Hinweis.
> Ich hatte beim LVC1G79 geschaut. Die haben das nicht.
>

Jo und aus der gleichen Serie der LVC74 hat ihn wieder. Schon seltsam. 
Zumal es im DB nicht fett gedruckt ist!

Abdul K. schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Ich hatte beim LVC1G79 geschaut. Die haben das nicht.
>
> Jo und aus der gleichen Serie der LVC74 hat ihn wieder. Schon seltsam.

Ich habe auch schon feststellen müssen, daß LVC und LVC1G oder LVC2G 
nicht die selben Daten haben.

Mal vorteilhaft - z.B. haben die LVC1G und LVC2G soweit ich das bisher 
gesehen habe die 5V-Versorgung innerhalb der "recommended operating 
conditions", während die "normalen" LVC bei der Versorgung nur bis 3.6V 
gehen. Aber wie hier fehlt auch manchmal plötzlich der Schmitt-Trigger 
am Eingang oder ähnliches.

Also leider wie immer - ganz genau ins Datenblatt schauen und alle 
Parameter abprüfen.

Hallo Zusammen,

ich habe erst mal den T2 weggelassen, bringt aber keine Änderung.
Q schaltet einfach nicht um, vermutlich weil T1 nicht schaltet.

Ich habe nach dem Ausschalten 0,6V an der Basis von T1.
Das ist doch zu wenig, oder?
Andererseits habe ich bei der anderen Schaltung 0,54V und da schaltet 
er.
Ich kann mir das nicht erklären...

Marie L. schrieb:

> Q schaltet einfach nicht um, vermutlich weil T1 nicht schaltet.

So vermute ich das auch.

> Ich habe nach dem Ausschalten 0,6V an der Basis von T1.
> Das ist doch zu wenig, oder?

Nicht notwendigerweise. Mit 1M Kollektorwiderstand braucht T1 nur sehr 
wenig Basisstrom. Da können 0.6V schon reichen. Auch 0.54V. Wobei an 
diesem Punkt der Schaltung dein Multimeter schon eine nennenswerte Last 
darstellt und weniger Spannung anzeigt als ohne Multimeter da wäre.

Was du mal messen solltest ist die Spannung am Kollektor von T1 (= 
D-Eingang des Flipflops). Erstmal brutal: wenn du den Punkt manuell mit 
GND verbindest, kommt am FF auch ein L an? Schaltet es dann beim Drücken 
des Tasters um?

Wenn das geht, wäre der nächste Schritt, das Multimeter an diesen Punkt 
zu klemmen und zu schauen, ob der ca. 500ms nach dem Ausschalten von H 
nach L wechselt. Falls nicht, ist wohl T1 kaputt.


XL

om pf schrieb:
> und dann kam als Second Source
> ein OnSemi CD4013 dazu.

om pf schrieb:
> Der liess sich einschalten, ging aber nie wieder
> aus.

Deshalb heisst die Firma ja auch ON Semi
;-)

Falk Brunner schrieb:
Beitrag "MosFET mit Toggle ansteuern"

Ja, die Schaltung ist robust und zuverlässig, hat man zu DDR-Zeiten mit 
dem V40098 aufgebaut (6 Gatter = 3 Taster).
Sie entprellt auch das Loslassen.

Die Schaltung mit dem D-FF taugt nichts.

oszi40 schrieb:
> Eine instabile Betriebsspannung kann durch wunderliche Umlade-Effekte
> auch Fehlschaltungen erzeugen.

Vor allem, wenn diese durch Betätigen des Tasters
über C1 kurzzeitig kurzgeschlossen wird ...

Rolf Schneider schrieb:
> Vor allem, wenn diese durch Betätigen des Tasters
> über C1 kurzzeitig kurzgeschlossen wird ...

Bestens bekannt als der Pollin-Board Effekt:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Diskussion:Pollin_ATMEL_Evaluations-Board

Hallo Zusammen,

es ist genau wie Axel gesagt hat:
Lege ich den D-Eingang manuell auf GND, dann kann ich mit dem Taster 
einschlalten. Problemlos und reproduzierbar.
An D wechselt der Pegel aber ordnungsgemäß beim Ausschalten von High auf 
Low.
Ob das ne halbe Sekunde ist, ist schwer zu sagen, könnte aber schon 
sein.

Ich könnte jetzt mal den Transistor aus der funktionierenden Schaltung 
rauslötenund es mit dem mal versuchen. Aber einmal hab ich ihn ja schon 
getauscht.

Aber vielleicht sollte ich wirklich mal über ne andere Schaltung 
nachdenken...

Nein hat nicht funktioniert.
Habe den T1 aus der funktionierenden Testschaltung eingebaut, gleiches 
Verhalten.
Zur kontrolle hab ich den anderen in die Testschaltung reingelötet, 
funktioniert.

Widerstand Grössenordnung 1k in die Leitung zum Taster einfügen

IC abblocken zw V+ und V- mit 100nF Cer.

Falls es dann immer noch nicht geht,
liegt es wohl daran,
dass der Chip keinen Schmitt-Trigger im CLK-Eingang hat.

Ich habe mir dank Eurer vielen Antworten gestern mal Gedanken über 
etwaige Alternativen gemacht.
Die Schaltung scheint ja von einigen von Euch sehr kritisch beurteilt zu 
werden.
Mir hat die verlinkte Schaltung von Falk gut gefallen und ich hab sie 
mal kurz gezeichnet. Wäre das denn eine bessere Lösung für mich?
Ich hätte zwar dazu noch einige Fragen, aber mich würde einfach mal Eure 
Meining dazu interessieren.
Wie würdet Ihr es machen?

Der 1K Widerstand brachte leider auch nicht den gewünschten Erfolg...

Marie L. schrieb:
> Wäre das denn eine bessere Lösung für mich?

auch hier muss der CLK als Schmitt-Trigger ausgeführt sein.

dieser chip hat 'nen Q\-Ausgang, den du in der 1. Schaltung
mit dem invertierenden Transistor nachgebildet hast.

zumindest wird hier die Betriebsspannung nicht kurzgeschlossen,
wenn du den Taster betätigst.

daher der Vorschlag mit dem 1k-Widerstand ...

Wenn ich den Taster beim Einschalten gedrückt halte, dann startet 
übrigens mein Prozessor. Nur wenn ich wieder loslasse, dann geht er halt 
aus....

oops....

der chip ist Ub-mässig abgeblockt/gestützt?

Marie L. schrieb:
>
> Aber vielleicht sollte ich wirklich mal über ne andere Schaltung
> nachdenken...

Wie wäre es denn mal mit einem RS Flipflop in CMOS Technik?
Funzt zuverlässig und hat keinen messbaren Ruhestromverbrauch.

Hallo Zusammen,

kann mir jemand zu dem Schaltplan_2 passende Standardbauteile empfehlen.
Sowohl für den Mosfet als auch für das FlipFlop (wie besprochen mit 
Smitt-Trigger Eingang, am besten als SingleFlipFlop. Vielleicht ja auch 
mit der beschriebenen CMOS-Technik).
Vielleicht krieg ich die Teile dann noch bis zum Wochenende...

Vielen Dank!

Marie L. schrieb:

> Lege ich den D-Eingang manuell auf GND, dann kann ich mit dem Taster
> einschlalten. Problemlos und reproduzierbar.

OK. Dann liegt es schon mal nicht an der suboptimalen Beschaltung des 
Clk-Eingangs. Eher daran, welchen Pegel das FF an D "sieht".

> An D wechselt der Pegel aber ordnungsgemäß beim Ausschalten von High auf
> Low.

Was ist "ordnungsgemäß"? Kannst du genaue Spannungswerte angeben? Wie 
groß ist eigentlich die Betriebsspannung? (geraten: 5V?)

Aber wenn das FF schaltet, wenn du manuell ein L an D legst und nicht 
schaltet, wenn T1 ein L an D legt, dann sind die beiden L wohl 
offensichtlich nicht das gleiche.

> Ob das ne halbe Sekunde ist, ist schwer zu sagen, könnte aber schon
> sein.

Die genaue Zeit ist unkritisch (muß halt länger sein als der Taster 
gedrückt wird).

> Ich könnte jetzt mal den Transistor aus der funktionierenden Schaltung
> rauslötenund es mit dem mal versuchen. Aber einmal hab ich ihn ja schon
> getauscht.

Es muß nicht wirklich T1 sein. Genausogut könnte C17 das Problem sein. 
Oder Kriechströme auf der Platine. Bei 5V bekommt T1 maximal ca. 1µA 
Basisstrom durch R6. Wenn da auf der Platine oder durch C17 etwas davon 
leckt, reicht der Rest nicht mehr, um T1 sauber durchzuschalten. Ich 
würde da ja eher einen kleinen FET sehen. 2N7002, BSS138 oder sowas in 
der Art. Dann könnte man auch R6 verringern und C17 vergrößern (ohne den 
Ruhestrom zu vergrößern). Bis hin zu einem kleinen Elko für C17. IIRC 
habe ich das mal mit 10µF und 100k gebaut.


XL

Hallo Zusammen,

der Prozessor ist ein AtXmega64.

Ich habe an der funktionierenden Schaltung an D ein Low von 28 mV und 
ein High von 2,45 V bei einer Versorgung von 3,6 V.

Anm der nicht funktionierenden Schaltung habe ich ein Low von 37 mV und 
ein High von 3,55 V bei gleicher Versorgung.

Das ist sehr seltsam...

Marie L. schrieb:
> ein High von 3,55 V bei gleicher Versorgung.


Ich nehme an, dein DMM hat bei DCV einen Ri von 10M?
mit dem Kollektorwiderstand und dem Ri des DMM
ergibt sich doch ein Spannungsteiler.


miss mal den Widerstand zw. D und V+
bei beiden Schaltungen in beiden Richtungen.

Hallo Zusammen,

ich konnte jetzt eine ganze Zeit nichts machen da ich beruflich sehr 
eingespannt war, aber ich will Euch natürlich nicht ganz ohne Infos 
lassen.

Ich konnte die erste Schaltung nicht reparieren.
Wenn ich die Zeit finde, werde ich sie vielleicht beim nächsten mal 
Platinen ätzen nochmal versuchen.

Ich habe mich in der Zwischenzeit an der zweiten Schaltung aus dem 
verlinkten Vorschlag von Falk versucht (natürlich ohne Relais).
Ergebnis: negativ
Da stellte sich mir dann ernsthaft die Frage:
Bin ich zu doof für FlipFlops? :-)

Die dritte Schaltung von BMK hat dann aber endlich zum Erfolg geführt.
Schaltet gut und zuverlässig.
Ich muss nur mal schauen ob ich ein Bauteil mit etwas weniger Schmitt 
trigern finde, der 40106 ist zu groß.
Natürlich muss ich auch schauen ob sie beim zweiten mal aufbauen auch 
noch geht. Schließlich scheinen meinen luftverdrahteten Prototypen ja 
oft besser zu sein als die ordentlich gebauten ;-)

Vielleicht noch eine letzte Frage zum Thema abschalten:
Kann ich das Gate des Mosfet zusätzlich noch mit einem Ausgang meines 
Xmega verbinden und das ganze dann mit einem High abschalten.
Geht das direkt oder über Widerstand oder brauche ich gar einen 
Transitor?

Ansonsten möchte ich mich noch für Eure Unterstützung und Eure 
Ratschläge bedanken, hat mir sehr weitergeholfen.

Vielen Dank

Marie L. schrieb:
> Ich habe mich in der Zwischenzeit an der zweiten Schaltung aus dem
> verlinkten Vorschlag von Falk versucht (natürlich ohne Relais).
> Ergebnis: negativ
> Da stellte sich mir dann ernsthaft die Frage:
> Bin ich zu doof für FlipFlops?

Nein. Die Schaltung ist einfach großer Mist.

Denn natürlich ist das Gehampel mit dem RC-Glied keine saubere 
Entprellung. Der 4013 hat im allgemeinen keinen Schmitt-Trigger am 
Takteingang. Und - was mich vermuten läßt daß niemand diese Schaltung 
jemals aufgebaut hat - der 4013 schaltet mit der positiven Taktflanke, 
mit dem Taster gegen GND also erst wenn man diesen losläßt, was 
natürlich vollkommen unintuitiv ist.

> Kann ich das Gate des Mosfet zusätzlich noch mit einem Ausgang meines
> Xmega verbinden und das ganze dann mit einem High abschalten.
> Geht das direkt oder über Widerstand oder brauche ich gar einen
> Transitor?

Die Frage wäre eher, wozu du dann das Flipflop brauchst. Häng doch 
deinen Taster und den MOSFET direkt an den Xmega. Dann kannst du in 
Software sauber entprellen. Da die Xmegas nur 3.3V an den Ausgängen 
können, wirst aber noch einen npn-Transistor (hilfsweise n-FET) 
brauchen, um den MOSFET anzusteuern.

Für weitere Vorschläge müßte man natürlich erst mal wissen, was das 
Ganze denn darstellen soll. Falls das eine Variante von "Einschalten per 
Tastendruck und später von selber Ausschalten" ist, dann gibt es noch 
ein paar Tricks.


XL

Marie L. schrieb:
> Die dritte Schaltung von BMK hat dann aber endlich zum Erfolg geführt.
> Schaltet gut und zuverlässig.
> Ich muss nur mal schauen ob ich ein Bauteil mit etwas weniger Schmitt
> trigern finde, der 40106 ist zu groß.

74LVC2G14

Den gibts auch in SC-70 / SOT363, oder wenn es wirklich klein sein soll 
in DFN1010.

Hallo Zusammen,

danke für die Infos.
Die Schaltung soll ein Batteriebetriebenes Gerät ein und ausschalten.
Das Ganze soll mit einem LiIon-Akku laufen (oder 2 Parallel) und und mit 
einem LTC 1733 geladen werden.
Da ich an meinem Xmega den Ad-Wandler frei habe, dachte ich mir ich 
könnte damit die Akkuspannung überwachen und bei 3 V das ganze Gerät 
sauber  abschalten.
Dadurch wollte ich mir eine externe Überwachung mittels eigenständigem 
IC sparen.
Kann man das so machen oder gibt es dafür eine bessere Lösung?

M. N. schrieb:

> Beitrag "EIN-AUS mit Taster per Interrupt, ATtiny25 o.ä."

Hmm. Wozu das ganze Foo mit 2 Widerständen und 100nF rund um den Taster? 
Wenn da ein µC sitzt, kann der das doch ganz trivial in Software 
entprellen? Natürlich schickt man den µC in den deep sleep und weckt ihn 
per pin change interrupt auf. Und ebenso natürlich ist das kein 
Widerspruch zu "Entprellen macht man nicht per Interrupt".

Und wieso ist "ein schnelles, zuverlässiges Einschalten des µC in ca. 
2-3ms" überhaupt von Belang, wenn die Ladungspumpe für den Hauptschalter 
satte 10ms Verzug bewirkt?


XL

Marie L. schrieb:

> Die Schaltung soll ein Batteriebetriebenes Gerät ein und ausschalten.
> Das Ganze soll mit einem LiIon-Akku laufen (oder 2 Parallel) und und mit
> einem LTC 1733 geladen werden.
> Da ich an meinem Xmega den Ad-Wandler frei habe, dachte ich mir ich
> könnte damit die Akkuspannung überwachen und bei 3 V das ganze Gerät
> sauber abschalten.

Also ist die geforderte Funktionalität: per Tastendruck aus dem 
(möglichst) stromlosen Zustand aufwachen und beim nächsten Tastendruck 
oder per Unterspannungserkennung bei niedriger Akkuspannung wieder 
schlafen legen.

Dann kann man entweder den Xmega im deep sleep permanent durchlaufen 
lassen (ala Mino). Oder man macht eine Trickschaltung, wo der Taster 
selber den MOSFET durchsteuert, der alles mit Spannung aus dem Akku 
versorgt, wobei der Xmega dann den MOSFET festklemmt (Prinzip 
Selbsthaltung) und beim nochmaligen Drücken des Tasters oder 
Unterspannung den MOSFET abschaltet.

Prinzipschaltung:

1

      p-FET

2

Akku

3

 o-+--S = D------- Vcc

4

   |    G

5

   R    |

6

   |    |

7

   +----+->|-+---- µC

8

   |         |

9

  d|  n-FET  |

10

   ]|---+    / Taster

11

  s|    |    |

12

  GND   |   GND

13

        |

14

        +--------- µC

15

        Selbsthaltung

R hält dabei den p-FET im Ruhezustand gesperrt. Der Taster öffnet den 
p-FET und versorgt so die Schaltung (inclusive µC) mit Strom. Der µC 
legt zeitnah einen H-Pegel an den Selbsthaltungs-Pin, was den n-FET und 
über den wiederum den p-FET eingeschaltet hält. Die Diode entkoppelt den 
Taster, so daß der µC (Pullup aktivieren!) eine weitere Betätigung des 
Tasters erkennen und die Selbsthaltung = Betriebsspannung abschalten 
kann.


XL