D-Flipflop verhält sich komisch

Gast #3818728
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Hallo,

Baue zurzeit an einem Asynchronzähler für meine Seminararbeit (bin 12. 
Klasse) jedoch gibts da nun ein Problem. Habe das Ding gestern 
ausprobiert, funktioniert aber nicht. Das Problem: Die Flipflops 
verhalten sich -aus meiner Sicht zumindest- komisch.
Ich habe 5 T-Flipflops zu einem Asynchronzähler verbunden. Benutzt 
werden dabei D-Flipflops HEF4013BP, die ich durch eine Verbindung von 
Data und inv. Q zum T-Flipflop mache. 
Datenblatt:http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/172588-da-01-en-C_MOS_IC_HEF4013BP_DIP14_NXP.pdf

Die Flipflops habe ich auch einzeln getestet, jetzt schätze ich dass ich 
entweder irgendwas Grundlegendes missachtet habe oder irgendwas falsch 
gemacht habe. Manchmal sind beide Outputs des Flipflops an (!?) und es 
lässt sich nicht resetten. Ein Takt schaltet das FF auch nicht in den 
nächsten Zustand. Also sprich: Es reagiert nicht auf irgendwelche 
Signale und beide outputs sind an...
Habe alles schön sauber gemacht, geerdet, verschiedene Spannungen 
probiert sowie ein ganz neues FF benutzt (es ist also nicht 
kaputt).Alles unter Aufsicht eines Lehrers, der ist auch ein wenig 
überfordert und meinte ich solle nochmal das Datenblatt prüfen.

Hat irgendjemand eine Ahnung was da schief laufen könnte? Ist wichtig 
dass das Ding bis November funktioniert, denn das geht in mein 
Abiturzeugnis ein und ich bin am verzweifeln.. :(

Also wenn jemand ne idee hat, immer her damit.
Vielen Dank
Gast #3818747
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Habe das Ding auf so einen IC-Sockel seperat gebaut, habe:
-Spannung angelegt (+ und - sowie erdung)
-Data mit inv.Q verbunden
-Bei S, C und R hab ich eben ein Kabel weggehen lassen wo ich bei bedarf 
ein Signal draufgeben kann. Diese 3 sind ind gewisser weise "offen", ich 
hab halt immer n impuls draufgegeben wenn ichs resetten wollte oder 
einen Takt draufgeben wollte. Set wurde nie benutzt

liegt da etwa das Problem?
#3818759
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Amin schrieb:
> liegt da etwa das Problem?
Ja, CMOS Eingänge sind sehr hochohmig und fangen sich deshalb leicht 
Störungen ein die das FF zum Umschalten bringen können. Verpass den Pins 
mal einen Pulldown.

Das keine Eingänge offen bleiben sollen steht auch im Datenblatt auf 
Seite 1:
> Unused inputs must be connected to VDD, VSS, or another input
Besser lesen und nicht nur verlinken.
Gast #3818769
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Also Set werde ich dann mit Vss verbinden. Soll ich Clock und Reset auch 
noch irgendwie verknüpfen oder müsste es dann passen? Die werden ja 
immerwieder gebraucht.

Einen Nicht-Prellenden-Takt kann mit mit einer Schmitt-Triggerung 
erreichen wenn ich mich richtig erinnere? Gut das werde ich sofort mit 
einbauen.

Schade dass mein Lehrer in diesem Gebiet anscheinend nicht sehr begabt 
ist...
Gast #3818788
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Würde es klappen sie mit dem Minuspol zu verbinden? Entscheidend ist ja 
nur die Taktflanke und nicht der Taktpegel an sich.

Vielen Dank für diese Hilfen, jetzt habe ich einiges zum ausprobieren 
und hoffe dass es klappt :)
Gast #3819045
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Oh ja stimmt...

"unused inputs must be connected to Vcc, Vss or another input"
damit sind dann die gemeint an denen überhaupt garnichts gemacht wird 
nehme ich an.
Wenn ich sie gelegentlich schalten möchte, sie die meiste zeit aber 
"offen" vorliegen, also als "Antenne", dann werd ich um Pullup bzw 
pulldown widerstände nicht drumrum kommen oder?
Gast #3819082
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Habe einen Schalter gekauft der extra entprellt ist, steht jedenfalls so 
im Datenblatt :D

Achso, ja S und R sind aktiv bei High, also sollte ich S an GND 
anschliesen nehme ich mal an und R muss bei gedrückter Taste High sein. 
Passt das so oder ists genau anders herum?
An I muss ich wohl nichtsmehr machen weil der Takt ja eh 
flankengesteuert ist, also is der Pegel ja wurscht.

Den Begriff Enkoppelkondensator habe ich leider nochnie gehört..
Gast #3819100
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Amin schrieb:
> Habe einen Schalter gekauft der extra entprellt ist, steht jedenfalls so
> im Datenblatt :D

Um dir einen prellfreien Taster zu bauen, kannst du einfach einen 
beliebigen Taster mit einer Umschaltfunktion nehmen und gehst damit auf 
ein RS-Flipflop, aufgebaut z.B. aus zwei Dual-Input NANDs.
Gast #3819303
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Gut, also zusammenfassend:

-Taster entprellen ist wichtig
-Pulldown widerstände für R und I
-S mit GND verbinden (sowie alle anderen nicht benutzten Inputs)
-Entkoppelkondensator

Das mit dem Entprellen scheint erledigt zu sein. (habe beim Ausprobieren 
nicht den Schalter benutzt, sondern einfach ein kabel von der 
Spannungsquelle kurz hingehalten. Ich nehme an das dieses auch prellt 
beim mechanischen "Hinhalten" was ja wie Schalter drücken ist.

Pulldown widerstände sind soweit ja nicht all zu schwer zu verstehen :)
Mich würde nur interessieren welchen Wert dieser haben sollte. Werde das 
ding mit 5V betreiben aber da es nicht wirklich funktioniert hat kann 
ich die Stromstärke ja kaum messen. Wie soll ich den wert 
herausbekommen?

Unused inputs connecten dürfte kein problem sein.

Entkoppelkondensator werde ich dann halt 3 stück kaufen mit 100nF, ich 
nehme an Kerko ist keramik kondensator und ich muss sie "um jeden IC" 
bauen also bei 3 DualFF brauch ich 3 Kondensatoren.

Hoffe es funktioniert, habe aber ein gutes gefühl wenn ich hier so 
fachmännisch beraten werde! :)
#3819313
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Amin schrieb:
> Pulldown widerstände sind soweit ja nicht all zu schwer zu verstehen :)
> Mich würde nur interessieren welchen Wert dieser haben sollte. Werde das
> ding mit 5V betreiben aber da es nicht wirklich funktioniert hat kann
> ich die Stromstärke ja kaum messen. Wie soll ich den wert
> herausbekommen?

So zwischen 1kOhm und 10kOhm kannst Du das nehmen, was da ist. Der Wert 
ist relativ unkritisch...

Thomas
Gast #3850873
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Habe Pulldown-Widerstände mit 2,2kOhm genommen, sollte ja passen.
Ich habe nun Set mit GND verbunden und Reset und Clock mit einem 
Widerstand zu GND.
Das dämliche Flipflop spinnt immernoch.
Q inv. ist IMMER low, folglich kann ich das FF eimal umschalten (Dann 
geht Q auf 0) und dann ändert sich nichtsmehr. Habe ja jetzt alle inputs 
verbunden.

Das Flipflop startet im Zustand 1(?) also mit Q ist 1.



(Weis nicht obs was damit zutun hat , aber ich habe dannach versucht, 
dass ich n Entkoppelkondensator drauftue 100nF, aber dann kam beim 
Netzgerät das Signal dass die Stromstärke zu hoch ansteigt mit dem 
Kondensator (?). Habe als obergrenze 0,4A genommen. Dann hab ich ihn 
wieder weggebaut, das FF hat wie zuvor den inv.Q nie auf high gezogen.)

Ich bin am verzweifeln, die schaltung wird am 4.November benotet...
Gast #3850899
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Amin schrieb:
> Weis nicht obs was damit zutun hat , aber ich habe dannach versucht,
> dass ich n Entkoppelkondensator drauftue 100nF, aber dann kam beim
> Netzgerät das Signal dass die Stromstärke zu hoch ansteigt mit dem
> Kondensator (?).

Dann hast Du den Kondensator so "draufgetan", daß er einen Kurzschluß 
der
Betriebsspannung erzeugt hat.

>Q inv. ist IMMER low,

Prüfe, ob es eine Verbindung von Q nach Masse gibt, die nicht da sein 
darf.
Gast #3850925
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Amin schrieb:

> Die Flipflops habe ich auch einzeln getestet, jetzt schätze ich dass ich
> entweder irgendwas Grundlegendes missachtet habe oder irgendwas falsch
> gemacht habe. Manchmal sind beide Outputs des Flipflops an (!?) und es
> lässt sich nicht resetten.

Entweder ist die Versorgung Scheiße oder der Takt. Anders ist ein 
derartiger Zustand eigentlich nicht zu erreichen.

Bitte Schaltplan und Fotos vom physischen Aufbau zeigen, sonst kann dir 
niemand wirklich helfen.
#3850931
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Amin schrieb:

> die Rechte seite ist komplett high gezogen da ich nur das linke FF
> brauche

Die Ausgänge auch? Dann wäre ein Fehlverhalten kein Wunder.
Du kannst mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit
davon ausgehen, das sich Dein Flipflop genauso verhält, wie
es im Datenblatt beschrieben ist, es sei denn, Du hast es
inzwischen geschrottet. Deshalb kann Dein Problem eigentlich
nur an einer falschen Aussenbeschaltung liegen. Diese können
wir von hier aus aber nicht beurteilen. Insbesondere ein
gleicher Pegel an Q und Q quer kann bei nicht defektem IC
praktisch nur durch falsche Aussenbeschaltung geschehen.
Gruss
Harald
Gast #3850940
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Ja die Ausgänge auch, ich dachte eigentlich dass ein Signal am Ausgang2 
nichts an den Vorgängen im FF1 ändern kann ...

Ist mein allererstes Projekt im bereich elektronik, dass ich da mal was 
falsch mache ist ja auch klar :) Ich werde auf jeden fall das ganze 
nochmal ohne High-Pegel an den Outputs2 ausprobieren,sowie nochmal 
schauen dass alles beim Kondensator passt..
#3851436
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Amin schrieb:
> Ja die Ausgänge auch, ich dachte eigentlich dass ein Signal am Ausgang2
> nichts an den Vorgängen im FF1 ändern kann ...

Das ist der Fehler.
unbenutzte Eingänge dürfen nicht offen bleiben (auf Vdd oder Vss legen)
unbenutzte Ausgänge müssen offen bleiben!!!

Weil der interne CMOS-Schalter einen Ausgang entweder mit Vdd oder
mit Vss verbindet. Und wenn z.B. Q2 intern mit Vss verbunden ist und
du diesen Ausgang mit Vdd verdrahtest, haben wir einen Kurzschluss.
Also einfach die Ausgänge PIN 12 und 13 offen lassen.
Gast #3852916
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das würde auch die Fehlfunktion (den Kurzschluss) am Kondensator 
erklären, seh ich das richtig?

Gut, probiere das ganze morgen in der früh nochmal, habe soeben alles 
schön sauber gelötet und diesmal die ausgänge offen gelassen

Danke
Gast #3864893
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kurz vor Abgabe kommt bei meinem Glück natürlich ein neues Problem auf 
:D

Beim Entprellen spinnt jetzt der 74HC14N rum. Habe alles GENAU nach der 
Anleitung (http://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung ;Bei 
Punkt 2.3) gemacht aber irgendwas passt nicht. Widerstandswerte sind 
22kOhm und 9,3kOhm (Was wohl als 10 durchgeht) sowie Kapazität des 
Kondensators 1MikroF. Betriebsspannung 5V.
Habe diesmal keinen Eingang offen gelassen, 4 sind per Widerstände wie 
in der Anleitung ja mit Vcc verbunden und die anderen unbenutzten habe 
ich mit GND verbunden. Outputs sind alle offen und haben spannung von 
40mV. Schaltung ist geerdet.
Die Inputs haben IMMER 0,15V... Hat mich ein wenig verwundert, da sie 
das auch haben wenn der Kondensator entladen ist, also wenn der Taster 
gedrückt ist.

Irgendjemand eine Idee???

Danke.
(Nicht von den isolierten, gelben, kabeln irritieren lassen. Die 
zwischen den Widerständen gehen zum Taster der an GND geschlossen ist 
und die auf dem 4ten Streifen von rechts gehen zum Flipflop. Habe 
natürlich auch die passenden Löcher in die Platine gemacht)
Angehängte Dateien:
Gast #3865023
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Meinte eher ob jemand eine Idee hat was falsch sein könnte bzw wie man 
es gerade biegt. Das Projekt muss am Dienstag abgegeben werden (am 
besten funktionstüchtig) also werd ich nicht noch Teile bestellen können 
:/
Gast #3865061
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1.Spalte +
2.Spalte -

Paare blanker Drähte:
Unterer zum Eingang
Oberere vom Ausgang

Ist das so Richtig erkannt ? Man sieht ja keine Rückseite. Pin 1 ist 
Eingang, Pin 2 ist Ausgang.

Es fehlt ein 100nF Kondensator direkt am IC zwischen + und - !
Gast #3865343
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auf den blauen (also 1Mikrofarrad) steht 105 drauf auf den 
entkoppelkondensatoren 104. Verlötet ist er wirklich unmittelbar an GND 
und V+.


Wie vorhin schon gesagt haben die Inputs immer die Spannung 0,15V, auch 
wenn der Kondensator entladen ist (Was ja wohl nicht sein kann) also 
vermute ich dass direkt am IC irgendetwas nicht richtig ist.. Brauche 
ich hier eventuell zusätzliche Pulldownwiderstände ? Momentan ist es ja 
über 32kOhm mit Masse verbunden, weis nicht ob das eventuell zuviel 
ist?? nur ne vermutung von mir, keine Ahnung ob da was drann sein könnte
#3865394
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Nachmessen.
Die 9,1kΩ liegen mit einem Beinchen an Plus?
Das andere Beinchen ist mit den 22k und dem Kondensator verbunden?
Sind die Taster richtig angeschlossen? Die haben ja 4 Beinchen, wenn ich 
den Typ richtig erkenne.
Kannst du 5V direkt über dem 9,1kΩ-Widerstand messen, genau wenn ein 
Taster gedrückt ist?
Gast #3865400
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Die 9 kOhm liegen mit einem Fuß am + und mit dem anderen am 22kOhm, 
jedoch nicht am Kondensator, der liegt erst am anderen fuß des 22kOhm.

habe etwa 4,8V die am 9er abfallen, etwas mehr wenn der Taster gedrückt 
ist

Taster ist überprüft und passt alles. Hat ja ohne den 
entrpellmechanismus auch geklappt, kann also nicht falsch angeschlossen 
sein.
Gast #3865494
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Wollte grade die Widerstände nochmal berechnen nach den Formeln aus 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung aber mir ist nun 
aufgefallen dass da eine ganz andere Schwellwertspannung angenommen wird 
als im Datenblatt steht... 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/150185-da-01-en-CMOS_IC_74HCT14_N_DIP14__TID.pdf 
auf S.5 aus den unteren beiden Diagrammen kann man doch ablesen dass die 
Schwellwertspannungen bei 5V ca 0,9V und 1,6V sein müssten oder?

Hat sich in der Anleitung etwa jemand verguckt??
Gast #3865500
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Amin schrieb:
> Taster ist überprüft und passt alles. Hat ja ohne den
> entrpellmechanismus auch geklappt, kann also nicht falsch angeschlossen
> sein.

Wenn man die Technik dahinter nicht versteht, sind solche
Aussagen ziemlich sinnlos.

Entprellen mit Widerständen und Kondensatoren ist reine Glücksache.
Wenn man es richtig machen will, nimmt man einen Wechseltaster,
der dann mit der ERSTEN Flanke ein RS-Flipflop zum kippen bringt.
Den Q oder Q\ ist dann Prellfrei.
Ansonsten wird das ja nie was, weil man andauernd mit irgendwelchen
Effekten konfrontiert wird, die man sich nicht erklären kann.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0210223.htm

Für so was gibts reichlich Quellen im Web.
Gast #3865516
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Ich glaube ich bin durchaus in der Lage mir ein Bildchen anzusehen mit 4 
Füßen und einen der beiden richtigen davon an GND und einen der beiden 
anderen an einen widerstand zu schliesen.
Auf dem Papier verstehe ich das Prinzip des Entprellens mit Kondensator, 
es funktionert halt leider in der Praxis nicht, und anstatt mir zu 
helfen was ich eventuell falsch gemacht habe wirfst du mir hier vor dumm 
zu sein,... das ist nicht sonderlich nett.
Sind solche Foren nicht genau dazu da?

Auf das Entprellen bei Wechselschaltern bin ich auchschon gekommen, 
jedoch baue ich einen kleinen Taschenrechner und werde keine 10 
Kippschalter für je 2 Euro kaufen weil es erstens teuer ist und zweitens 
einfach nicht schön aussieht für einen Taschenrechner. Ich gehe davon 
aus das der Autor des Artikels zum Entprellen eines Tasters durchaus 
Ahnung hat, also wieso sollte ich dem nicht glauben schenken (zumal ich 
von mehreren Leuten aus diesem Forum auf diesen Artikel hingewiesen 
wurde)
Gast #3865527
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Amin schrieb:
> das der Autor des Artikels zum Entprellen eines Tasters durchaus
> Ahnung hat

Ein Autor hat aber u.U. andere Bedingungen, z.B. andere Mittel zur
Verfügung und die müssen nicht identisch sein.
Deine Chips können bei einer nicht nachvollziehbaren Bastelei
nämlich schon Schaden genommen haben. Auch kann man schon
schadhafte Bauteile gekauft werden. Erfahrung wäre hier von
Nöten und die willst du ja erst mal sammeln.

Amin schrieb:
> Sind solche Foren nicht genau dazu da?

Da Foren Meinungen unterschiedlicher Individuen sind, kann
man da keine verlässliche Aussage machen. Manche hier sind
fachlich kompetent, können aber es nicht auf niedrigem Niveau
vermitteln oder auch anders rum.
Auch deine Feedbacks lassen eben etwas zu wünschen übrig.
Wenn man deine Aktionen erst hinterfragen muss, was andere
in Jahrelange harter Ausbildung vermittelt bekamen, kannst du
dir sicher vorstellen das ein Lösung eben nicht so einfach ist.
Gast #3865529
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Die Kondensatoren müssten wenn dann alle einen schaden haben was wohl 
nicht so sein wird. Heis wird der Baustein nicht und die Spannung bleibt 
auch bei trennung zum IC bei 3,9V. Jedoch ist liegt diese Spannung ja 
nicht am IC direkt an sondern über den 22kOhm Widerstand. Habe das ganze 
vom Taster auch getrennt und es bleiben immernoch 3,9V am 
Verbindungspunkt zwischen beiden Widerständen.
Habe leider keinen Ersatz :/
Gast #3865552
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Amin schrieb:
> Die Kondensatoren müssten wenn dann alle einen schaden haben was wohl
> nicht so sein wird.

Ich schrieb von Chips, nicht von Kondensatoren.
Ich weiß jetzt nicht, welche Schaltung zu verwendest (sollteste
vielleicht mal deinem Kommentar beifügen), aber bei Kondensatoren
hat man das Problem das die auch Nebeneffekte haben können,z.B. was 
passiert, wenn die geladen sind? Werden die von der Schaltung wieder 
entladen?

> Heis wird der Baustein nicht und die Spannung bleibt
> auch bei trennung zum IC bei 3,9V.

Manche können heiß werden und manche spinnen einfach nur.
Ein verlässliches Anzeichen für einen Defekt hat man nicht immer.

> Jedoch ist liegt diese Spannung ja
> nicht am IC direkt an sondern über den 22kOhm Widerstand.
Dann kann man zumindest davon ausgehen, das man Spannungen
nach dem ohmschen Gesetz nachvollziehen kann.

> Habe das ganze
> vom Taster auch getrennt und es bleiben immernoch 3,9V am
> Verbindungspunkt zwischen beiden Widerständen.

Dann hast du wohl irgend einen Spannungsteiler konstruiert.
Gast #3865561
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Amin schrieb:
> Die 1,15V am Eingang verwirren mich..

Mich nicht, da würde ich man den Chip abklemmen, dann steigt der
Wert wieder auf Versorgungsniveau, weil nämlich KEIN Strom fließt.
vermutlich hat der Eingang deines Chips nen Kurzen und es fließt
ein Strom, wo eigentlich keiner fließen dürfte. Strom fließt nur
wenn der Taster geschlossen wird und wenn über den 22k der
Kondensator geladen wird (e-Funktion). Wenn man den Taster
betätigt, wird der Kondensator über den 22k entladen. Soweit
die Theorie.
Gast #3865586
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Spannungsteiler? Nebeneffekte?

Ich glaube du verstehst mich falsch, vllt hab ichs auch falsch 
beschrieben.
Meine Schaltung siehst du hier: 
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/f/f8/RC_debouncer.png
Schalter offen -> Kondensator lädt sich über R1 und R2 auf bis er 
sperrt.
Schalter geschlossen -> Kondensator entlädt sich über R2 und "glättet" 
dabei das Prellen des Tasters. Inverter ist Schmitt-getriggert, springt 
bei etwa 0,9V auf Low und bei 1,6 auf High.
Ich habe am Eingang immer 1,15V anliegen egal ob der Taster gedrückt ist 
oder nicht (eigentlich müsste sich die Spannung hier ja immer ändern 
wenn der Taster gedrückt wird, da sich der Kondensator dann entladen 
kann, oder habe ich das falsch verstanden?).
Wenn ich den IC von der Ganzen Schaltung trenne dann habe ich am 
Verbindungspunkt Kondensator-R2 immernoch 1,15V anliegen.
Wenn ich den Taster (also den Teil links unten) entferne komme ich auf 
die selben Werte. Der ist also schonmal nicht schuld
Gast #3865645
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Oh mein gott, da hat eine gefehlt, habe die jetzt reingemacht und es 
funktioniert! Danke danke danke danke, ich heul fast so schön ist das 
gerade haha :D
Vielen vielen Dank die einfachsten Dinge übersieht man leider meist :/

Danke!
Gast #3865670
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Amin schrieb:
> Schalter offen -> Kondensator lädt sich über R1 und R2 auf bis er
> sperrt.

Was soll denn da sperren? Bis der Kondensator aufgeladen ist wenn der
Taster lange genug offen war. Der IC-Treiber gibt einen entsprechend
spezifizierten Pegel invertiert an den Ausgang weiter.

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