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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eingangsschaltung für Logikschaltung


Autor: Matthias (Gast)
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Hallo Leute,

ich habe hier den Plan einer Logikschaltung. Es soll an der 
Sekundärseite einer Zündspule die Hochspannung genutzt werden, um 
zwischen
Logikzuständen umzuschalten. Dazu wird ein IC 4093N benutzt. Im weiteren 
Verlauf sollen das High/Low Signal im Microcontroller weiterverarbeitet.
(Drezahlbestimmung).

Abgesehen davon, dass die Schaltung bei mir nicht funktioniert, verstehe 
ich diese aber auch nicht ganz und würde mich über etwas Hilfe sehr 
freuen.

Ist es richtig, dass sich die Hysteresespannung nach der 
Versorgungsspannung richtet ? Ich habe das den Datenblatt entnommen, und 
vermute das mal so ?

Wenn ich mir den ersten Schmitt Trigger (1) anschaue, dann verstehe ich 
das schonmal nicht. Angenommen der zweite Schmitt Trigger (2) ist Low, 
dann kommt weil er invertiert ungefähr die Betriebsspannung von 9 V 
(oder etwas weniger) am ersten Schmitt Trigger Eingang Nr 9 als Referenz 
an.

Also muss doch der Eingang Nr 8 um die halbe Hysteresespannung höher 
sein (2,3 V / 2 ), damit der Schmitt Trigger schaltet ?

Sind die Angaben "positiv/negativ Trigger Threshold Voltage" nur für den 
Fall, dass die Referenzspannung auf GND liegt ?

Eingangseitig liegt doch am Eingang 8 so lange 9 V an , bis der 
Kondensator durch die Spannung des Zündkabels angehoben wird und dann 
eben > 9 V+ 1/2 Uhystere ist ?


Wenn im weiteren Verlauf dann der Schmitt Trigger Nummer zwei 0 V als 
Referenz zum Schmitt Trigger Nummer Eins zur Verfügung stellt, wie 
sollen denn bitte 0 V unterboten werden ?
Was der dritte Schmitt Trigger macht, verstehe ich auch nicht.

Über Hilfe würde ich mich sehr freuen und hoffe, dass ich euch nerve, 
aber eine Schaltung benutzen, die man nicht versteht macht ja auch 
keinen Sinn.

Autor: Matthias (Gast)
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Ich hoffe, dass ich "NICHT" nerve, sollte es heißen.

Autor: Hosenmatz (Gast)
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Bei fremden Schaltplänen bitte die Referenz (im Sinne einer 
Quellenangabe) angeben.

Und die Symbole sind falsch. Das sind NAND-Gatter mit 
Schmitt-Trigger-Eingängen. Irgend eine "Referenz" im Sinne einer 
Spannung, die über- oder unterschritten einen Schaltvorgang auslöst, 
spielt da keine Rolle.

Aber erstmal die Quellenangabe, bitte.

Autor: Matthias (Gast)
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Hallo,

vielen Dank erstmal.

Die Schaltung habe ich von hier.
Drittletzter Beitrag.

https://www.m-m-o.de/index.php/thread/15461-schalt...

Ich habe die optionalen Dinge weggelassen. Das mit den NAND Gattern 
hatte ich gar nicht erkannt. Sorry. Dann müsste ich meine Fragen wohl 
erstmal nochmal selber durcharbeiten.

Autor: Matthias (Gast)
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Hallo Leute,

habe mich mal drangesetzt und alles durchgemessen.
Der Kondensator zwischen den beiden NAND Gattern musste raus, zumindest 
für niedrig frequente Tests mittels Taster.
Jetzt kann ich testweise mit den Taster schalten.

Wenn mein Motorrad im Stand mit z.b 1000 U/min läuft, sind das 2000 
Impulse pro min weil einmal leer gezündet wird. (4 Zylinder mit 2 
Zündspulen).
Bedeutet also das NAND Gatter wird mit 33,33 Hz geschaltet.
Was soll denn jetzt der Kondensator überhaupt ?
Er lässt Wechselspannung durch, bzw die Ladung wechselt ständig ? 
Welchen Sinn hat er denn, weil man könnte ihn doch auch weglassen ???

Ich verstehe allerdings immernoch nicht, wie der Eingang 8 des NAND 
Gatters durch das Sekundärkabel der Zündspule auf Ground gezogen wird ?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

klingt irgendwie seltsam.

Ausgangspunt nach Einschalten: Pin12 ist über R3 auf L. Pin 13 sowieso 
fest auf H. Pin 11 und damit Pin 9 auf H. Pin8 über R2 auf H und damit 
Pin 10 auf L. Der Zustand ist also stabil.

Wechsel nach L an Pin8 durch den Zündimpuls. Pin 10 geht auf H, der 
Kondensator lädt sich über R3 auf und der Ladestrom sorgt für H an 
Pin12.
Pin11 geht auf L und damit auch Pin9 und hält Pin10 auf H bis der 
Kondensator soweit geladen ist, das der Pegel an R3 als L erkannt wird 
usw.

Es wird also ein Impuls eruegt, dessen Dauer von C4 und R3 usw. abhängig 
ist.
Die Zeit überbrückt auch Störungen des Zündimpulses (Prellen), damit es 
nicht mehrere Impulse gibt.

Alt, bewährt, zuverlässig.
C1 differenziert den Zündimpuls damit die fallende Flanke triggern kann 
und die Länge des Impulses egal ist.
Außerdem begrenzt der klene Kondensator den Strom bzw. mit R2 als Teiler 
auch die Spannung, damit es der 4093 überlebt.

Deine Änderung mit dem Kondensator machen die Schaltung recht sinnlos 
für diese Verwendung.
Außerdem würde ich wetten, daß zum Test über C2 eine 50Hz 
Wechselspannung eingespeist werden soll, damit hinten die H-Impulse 
ausgegeben werden.
Früher (tm) ging da dann ein Meßinstrumet dran, das hat mechanisch 
gleich die Impulse integriert und die Drehzahl angezeigt.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Matthias (Gast)
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Hallo Michael,

allerbesten vielen lieben Dank für die Erklärung !


Wenn beim Impuls Pin 10 auf H wechselt, ist Pin 12 also so lange H, bis 
der Kondensator voll ist ?
D.h die Schaltung bleibt so lange in einen festen Zustand, bis C4 voll 
ist

Das wäre strenggenommen bei 5 tau = 13,5 ms oder 4 tau 10,8 ms.

Bei einer Kurbelwellenumdrehung gibt es zwei Impulse ->
1 000 U/min -> alle 30 ms ein Impuls.
10 000 U/min -> alle 3 ms ein Impuls.

Dementsprechend müsste ich die Schaltung verändern, damit bei hoher 
Drezahl keine Impulse übersprungen werden.

Sollte ich nur C, oder nur R oder beides verändern ?

Welchen Zweck hat C3 ? Induzierte Spannungen aufnehmen ?

Beste Grüße Matthias

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Die Schaltung bleibt nur solange dort, bis die Spannung an R3 den 
Umschaltpunkt des Gatters ereicht hat, also irgendwo nahe Ub/2.
Die Zeitkonstante ist ca. R*C (R in MOhm, C in µF, also 0,1 * 0,027 = 
2,7ms.
Schätzen wir also, es wären ca. 300Hz ohne Fehler möglich.
300 * 60 = 18000 Zündimpulse/Minute oder 9000 U/min bei Deinen 2 Impulse 
pro Umdrehung. Mach sonst aus den 100n eben 47n.
Alles Überschlagswerte.

Prinzipiell gehört an jedes Logik-IC nahe seiner Versorgungsanschlüsse 
ein Stützkondensator. Im Umschaltmoment fließen relativ hohe 
Impulsströme und die können durch kurzen Spannungseinbruch wegen der 
Leitungsinduktivität den Chip durcheinanderbringen. Beim 4093 weniger, 
sollte man aber eigentlich immer einplanen die 100n.

Ströme heißte bei solchen Logik-ICs ein paar mA, die Zeitdauer ist die 
Umschaltzeit, also irgendwo im µs Bereich.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Matthias (Gast)
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Hi Michael,

vielen Dank für die Erklärungen !
Dachte halt, die Spannung an R3 müsste deutlich unter Ub/2 abfallen, 
deshalb hatte ich ca 4 tau angenommen.
Ich schaue die Tage mal, dass ich die Schaltung ans laufen bekomme.

9000 Umdrehungen brauche ich eh nicht, bzw. wenn ich die wircklich mal 
kurz erreiche habe ich besseres zu tun, als auf den Drezahlmesser zu 
glotzen.

Grüße

Matthias

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