Liebe Gemeinde,
ein Freund kam zu mir mit folgendem Problem:
Er hat versucht, die Schaltung aus dem Anhang zum Laufen zu bekommen.
Dazu hat er sie auf einer Lochraster-Platine gelötet und verdrahtet.
Er schien ziemlich verzweifelt, denn die Schaltung tut nicht was sie
soll.
Daraufhin hab ich ihm meine Hilfe angeboten und hab mir die Sache
angesehen.
Die von ihm aufgebaute Schaltung entspricht dem Schaltplan, ein
Verdrahtungsfehler kann somit zu 99,99% ausgeschlossen werden. Anstelle
des Relais wurde 2 LEDs mit Vorwiderständen eingebaut um die Funktion
gleich zu sehen.
Trotzdem tut die Schaltung auch bei mir nichts:
- die LEDs bleiben dunkel
- Bei Druck auf den Taster ist keine Reaktion zu erkennen.
folgendes habe ich getestet:
- LEDs i.o.
- Transistoren i.o.
- IC i.o.
Woran kann’s also liegen?
Kann von euch mal bitte jemand auf den Schaltplan schauen und
einschätzen, ob diese Schaltung überhaupt gehen kann? Nach meiner
Meinung stimmt hier was nicht. Z.B. hängt der C1 völlig in der Luft. An
ihm sind nur Eingänge angeschlossen.
Hat jemand einen Vorschlag, die Schaltung so zu korrigieren, dass sie
läuft?
Eine grundsätzlich andere Schaltung mit JK-Flipflop habe ich schon
herausgesucht und getestet. Aber irgendwie muss doch der Fehler der
ursprünglichen Schaltung zu finden sein...
Danke für Eure Hilfe!
Dirk H. schrieb:> ein Freund kam zu mir mit folgendem Problem:> Er hat versucht, die Schaltung aus dem Anhang zum Laufen zu bekommen.
Warum sollte man unbedingt eine aufwändige Schaltung
aus vier Gattern bauen, wenn es fertige Taktflipflops
gibt? Sowas macht nur für Lehrzwecke Sinn.
Gruss
Harald
Die Schaltung ist Müll. Für ein FF fehlt die notwendige Rückkopplung.
Die Eingänge 2 und 4 des HC86 und 5 des HC08 sind undefiniert, wenn die
Taste offen ist.
>Nach meiner Meinung stimmt hier was nicht. Z.B. hängt der C1 völlig in der Luft.
An ihm sind nur Eingänge angeschlossen.
Nein - er bildet eine Verzögerung
Christian H. schrieb:> Die Schaltung scheint aus einer recht alten Elektor zu sein.> Eventuell gab es damals nichts anderes (für Hobbyelektroniker) zu> kaufen.
Als die HC-ICs aufkamen, gab es schon jahrzehntelang 4000er Flipflops.
4000er ICs würde ich für eine solche Anwendung sowieso vorziehen, da
sie einen wesentlich grösseren Betriebsspannungsbereich haben.
Gruss
Harald
Dirk H. schrieb:> Woran kann’s also liegen?74HC86 haben keinen Schmitt-Trigger Eingänge und der Taster ist nicht
entprellt.
Es handelt sich bei der Schaltung auch auf jeden Fall nicht um ein D-FF,
denn es gibt keine Rückkopplung von den Ausgängen zu den Eingängen.
Die Schaltung tut also niemals das, was behauptet wird. Falsche
Schaltung zum falschen Text. Auch ist zweifelhaft, ob Magnetartikel
wirdklich dauerhaft bestromt werden sollten. Nicht alle
Modellbahnartikel haben Endschalter, viele wollen nur pulsweise (so
lange der Taster gedrückt wird) Strom.
So würde es funktionieren:
1
+5V
2
| 74HC74 74HC08
3
1k +--------------+--|\
4
| 74HC14 | +-----+ | | )--1k--|< BD677
5
+--10k--+--|>o--+--|CLK Q|-----(--|/ |E
6
| | | _| | GND
7
Taster 100nF +--|D Q|--+--(--|\
8
| | | +-----+ | | | )--1k--|< BD677
9
GND GND +-----------+ +--|/ |E
10
GND
Allerdings sind solche Schaltungen Humbug, weil die Elektronik nach dem
Ausschalten nicht mehr weiss, wie der Magnetartikel steht, also beim
nächsten Mal zu 50% falsch liegt. Ein Power On Reset mit dem alle
Magnetartikel in die elektronisch bekannte Lage gebracht werden erfolgt
auf Grund der Stromaufnahme besser nicht gleichzeitg sondern
sequentiell, und damit zu aufwändig für einfache Elektronik. Nimm einen
uC, der macht alles in einem Chip, und einen ULN2803, der bedient 4
Magnetartikel. Nur Programmieren muss man ihn halt.
Dirk H. schrieb:> Woran kann’s also liegen?
Dass die Schaltung so wie gezeigt Mist ist. Pins 2,4/86 und 5/08 sind
halb offen. Der Taster zieht auf Low wenn geschlossen - aber wer sorgt
für High wenn offen? Es fehlt ein Pullup-Widerstand am Taster. Und der
Taster muss ein Schalter sein. Dann gibts bei jedem Stellungwechsel
einen Puls an einem der Ausgänge.
A. K. schrieb:> Es fehlt ein Pullup-Widerstand am Taster.
Vielleicht wurde diese Schaltung mal ursprünglich mit Standard-
74er-Bausteinen konzipiert. Dort kann man notfalls auf Pullups
verzichten. Irgendein Schlaumeier ist dann auf die Idee gekommen,
die Schaltung mit "HC"-Bausteinen "zu modernisieren. .-(
Gruss
Harald
Harald Wilhelms schrieb:> Vielleicht wurde diese Schaltung mal ursprünglich mit Standard-> 74er-Bausteinen konzipiert.
Eher nicht. Wäre zu asymmetrisch. Immerhin muss der Kondensator geladen
werden.
Die Schaltung ergibt Sinn und wird symmetrisch, wenn der Taster ein 1xUM
Schalter ist, auf 0V/5V. Dann braucht man auch keinen Pullup.
MaWin schrieb:> 74HC86 haben keinen Schmitt-Trigger Eingänge und der Taster ist nicht> entprellt.
Der fehlende Schmitt-Trigger stört nicht wirklich. Im Durchgang von Pin
5/86 ist der Ausgang zwar nicht sauber definiert, aber solange der
Transistor dahinter nicht aufgrund fehlender Sättigung durchbrennt
interessiert das wenig.
Die fehlende Entprellung kann zu schnell alternierenden Ausgängen
führen. Wenn der Schalter aber schneller prellt als die Weiche schaltet
merkt das auch niemand.
Ersetzte den Taster durch einen Schalter, der zwischen 5V und Masse
umschaltet. Mit einem Taster wird die Schaltung ohne grosse Änderungen
nicht Funktionieren.
Harald Wilhelms schrieb:> Vielleicht wurde diese Schaltung mal ursprünglich mit Standard-> 74er-Bausteinen konzipiert. Dort kann man notfalls auf Pullups
Taster schliesst C1 über R1 auf Masse, C1 kann sich aber nirgendwo
vorher aufladen - wie soll das funktionieren - mit TTL oder HCT ?
Marc Vesely schrieb:> Taster schliesst C1 über R1 auf Masse, C1 kann sich aber nirgendwo> vorher aufladen - wie soll das funktionieren - mit TTL oder HCT ?
Ein offener TTL Eingang ist High, wenngleich eher instabil, und
unterhalb dieses Pegels fliesst ein wenig Strom raus. Somit würde hier
C1 bei offenem Taster geladen. Arg unsauber und hier nicht gemeint.
Zumal es nichts bringt, solange das ein Taster ist.
A. K. schrieb:> unterhalb dieses Pegels fliesst ein wenig Strom raus. Somit würde hier> C1 bei offenem Taster geladen. Arg unsauber und hier nicht gemeint.
1000uF ?
A. K. schrieb:> Ein offener TTL Eingang ist High, wenngleich eher instabil,
TTL ja, aber das sind CMOS! Da kann sich irgend ein Pegel einstellen,
meist in Richtung UB/2.
Möglicherweise hat die Schaltung sogar mal funktioniert mit 74LSxx oder
74xx.
> Arg unsauber
Da stimme ich dir zu!
HildeK schrieb:> TTL ja, aber das sind CMOS!
Richtig. Ich bezog mich aber auf Haralds These und Marcs Frage bzgl.
TTL, Harald hatte auch wie Du schon auf TTL spekuliert.
> Möglicherweise hat die Schaltung sogar mal funktioniert mit 74LSxx oder> 74xx.
Diese Schaltung speichert nichts auf Dauer. C1 dient nur der
Pulserzeugung, damit die Weiche keinen Dauerstrom kriegt. Ohne Schalter
statt Taster funktioniert sie nicht. Egal in welcher Technik.
Also, in CMOS-Technik (HC, HCT; 4000er, etc.) funktioniert diese
Schaltung nicht. Es sei denn, man baut zwei Pullups ein. Einmal an den
Taster, und einmal am Kondensator. Dabei kann man den Kondensator auch
gleich kleiner machen und die Pullups größer wählen.
In LS-Technik funktioniert sie die Schaltung unverändert, aber der Text
ist falsch.
In LS-Technik fließt aus den Eingängen der Strom heraus, und zwar über
einen recht kräftigen Pull-Up. Da ist nichts instabil. Wenn der Schalter
also nicht geschlossen ist, liegt da ein stabiler High-Pegel an.
Der Taster muss/kann durch einen Schalter ersetzt werden. Dann erzeugt
die Schaltung beim schließen des Schalters einen Impuls auf Transistor
T1 und beim öffnen des Schalters einen Impuls auf T2.
Die Schaltung funktioniert, weil der Knoten mit dem Schalter sofort
reagiert, und der Knoten mit dem Kondensator verzögert:
1.) Wenn diese beiden Knoten High-Pegel haben, sind beide XOR-Ausgänge
Low, und die UND-Glieder schalten nicht. Der Kondensator ist geladen.
2.) Wird nun der Taster gedrückt, werden beide XOR-Ausgänge High, und
das obere UND wird aktiviert. Das untere UND ist durch das Low auf dem
Taster-Knoten gesperrt. Der Kondensator entlädt sich über den Widerstand
und Taster.
3.) Wenn der Kondensator ausreichend tief entladen ist, wird auch der
zweite Eingang des unteren XOR Low und der Ausgang des unteren XORs auch
Low. Dadurch sperrt das obere UND. Das untere UND ich nachwievor durch
den Taster auf LOW gezwungen.
4.) Wird nun der Taster los gelassen, wird das obere XOR sofort Low und
das untere XOR sofort High. Das untere UND wird durch das untere XOR und
den Taster-Knoten mit High-Pegel aktiviert. Der Kondensator beginnt sich
wieder zu laden.
Wenn der Kondensator geladen ist, sind wir wieder auf Schritt 1 zurück.
Eigentlich ganz einfach. Aber eben typisch zigfach kopierte Schaltung
mit falschem Text und geänderten Bauteilwerten. Nichts ungewöhnliches.
A. K. schrieb:> Diese Schaltung speichert nichts auf Dauer. C1 dient nur der> Pulserzeugung, damit die Weiche keinen Dauerstrom kriegt. Ohne Schalter> statt Taster funktioniert sie nicht. Egal in welcher Technik.
Die Schaltung sollte wohl mal zwei Taster, durch einen Schalter
ersetzen. Wodurch am Stellwerk, durch die Schalterstellung ersichtlich
wurde wie die Weichen gestellt sind. Auch eventuelle mechanische
Fehlstellung der Weichen, werden beim einschalten, der kompletten
Anlage, korrigiert.
Mal abgesehen vom fehlenden Pull-Up und dem falschem Text, war das in
den 70ern eine nette Idee.
Teo Derix schrieb:> Mal abgesehen vom fehlenden Pull-Up und dem falschem Text, war das in> den 70ern eine nette Idee.
Mit Schalter 1xUM ist der Pullup unnötig.
Käufer schrieb:> In LS-Technik fließt aus den Eingängen der Strom heraus, und zwar über> einen recht kräftigen Pull-Up. Da ist nichts instabil.
Selbst zu Zeiten wo es nichts besseres als TTL gab, wurde in Applika-
tionsberichten davor gewarnt, unbenutzte Eingänge offen zu lassen,
weil dadurch die Störempfindlichkeit grösser wurde. Beim Basteln hat
man sich allerdings nicht immer an diese Empfehlungen gehalten.
Gruss
Harald
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