Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lauflichtschlatung als Basis für Multiplexer mit MOSFETs


von Tim (Gast)


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Guten Abend Leute,

ich habe hier eine wirklich einfach Schaltung aufgebaut aber ich kann 
noch nicht genau nachvollziehen warum es nicht klappt. Als Basis habe 
ich die LED-Lauflichtschlatung genommen, die ihr alle kennt. Der NE555 
gibt den Takt für den 4017 Zähler vor und die LED leuchten 
entsprechend... Old School at its best, funktioniert immer deswegen habe 
ich die genommen.

Anstatt den LEDs habe ich die Signale an MOSFETs (2N7000 und BS170 
probiert) angeschlossen, um 9 Tempertursignale des MCP9700 zu 
"multiplexen". Das 1 Sigal habe ich auf Masse gezogen damit ich weiß wo 
der Anfang meiner Signale ist. Nun, es funktioniert leider nicht und ich 
weiß nicht wieso. Der Takt des NE555 kommt sauber am 4017 an und der 
4017 zählt ebenfalls sauber hoch und die low/high Signale liegen an den 
entsprechenden Pins an. Angehangen ist eine Skizze des Schaltplans und 
wie ich es angeschlossen habe.

Das Problem ist nun folgendes. Sobald die Signalpegel meiner Sensoren zu 
weit auseinder liegen spinnt das "multigeplexte" Signal rum. Es zittert 
rum und ist nicht mehr pausibel. Ebenfalls ist mir aufgefallen, dass das 
Originalsignal vom Sensor ein anderes Niveau annimmt sobald der MOSFET 
durchschaltet. Sobald ich den ersten Kanal auf Masse oder 
Versorgungsspannung ziehe verändern sich alle anderen 
"Multiplexsensorwerte" ebenfalls.

Was mache ich falsch? Liegt hier ein grundlegendes Problem an der 
Schaltung vor? Wenn ich die MOSFETs nackt aufs Steckbrett popel, dann 
geht es aber alles zusammen irgendwie nicht :(

Gruß Tim

von Wolfgang (Gast)


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Tim schrieb:
> Liegt hier ein grundlegendes Problem an der Schaltung vor?

Wie sind deine FETs angeschlossen, i.e. wie groß ist U_GS a) wenn der 
Kanal gesperrt sein soll und b) wenn er leiten soll?

von Peter D. (peda)


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Tim schrieb:
> Das Problem ist nun folgendes. Sobald die Signalpegel meiner Sensoren zu
> weit auseinder liegen spinnt das "multigeplexte" Signal rum.

Dann leitet die Substratdiode des BS170, die hast Du sogar 
eingezeichnet.
Warum nimmst Du keinen richtigen Multiplexer, z.B. den 4051.

von Tim (Gast)


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Wolfgang, an Gain liegt 0V (low) bzw. 4V (high) an und an Source je nach 
Sensorspannung etwas zwischen 0,7-2,5V etwa.

So ergeben sich folgende Fälle:

G:0V S:0,7V -> U_GS=0,7V
G:4V S:0,7V -> U_GS=-3,3V
G:0V S:2,5V -> U_GS=2,5V
G:4V S:2,5V -> U_GS=-1,5V

Das ist nicht gut oder?

Peter, ja du hast natürlich recht, die Diode leitet in diese Richtung. 
Mist.

Den 4051 wollte ich nicht nehmen da ich die Lauflichtschlatung so 
praktisch fand weil man nichts mit dem uC programmieren muss und es 
einfach zusammen löten kann. Habt ihr eine Idee wie ich das Setup so 
doch ans laufen bekomme?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Peter D. schrieb:
> Warum nimmst Du keinen richtigen Multiplexer, z.B. den 4051.

Und dazu dann den 4060 als Taktquelle ...


Gruß
Jobst

von Franzose (Gast)


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Oder den 4066 anstelle der Mosfets?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Mir fällt als erstes auf, das nirgends auch nur ein einziger 
Abblockkondensator verwendet wird. Das ist bei getaktetem CMOS eine 
Sünde und muss geändert werden.

Jobst M. schrieb:
> Peter D. schrieb:
>> Warum nimmst Du keinen richtigen Multiplexer, z.B. den 4051.
>
> Und dazu dann den 4060 als Taktquelle ...

Und mit dieser Kombination hätte man ein zuverlässiges kleines Teil mit 
geringem Bauteileaufwand.

von Tim (Gast)


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Abblockkondensatoren sind nicht eingezeichnet aber mit eingelötet.

Der Multiplexer 4051 braucht doch an den "Steuerpins" verschiedene 
Muster um die Kanäle durchzuschalten. 000 -> Kanal 1 001 -> Kanal 2 und 
so weiter. Ich verstehe nicht wie der Taktgeber 4060 dieses Schaltmuster 
vorgeben kann?

Auch stört mich der R_on beim Multiplexer. Lässt sich der Widerstand 
vernachlässigen weil beim messen des z.B. Temperatursignals wenig bis 
kein Strom fließt oder wie löst man das?

Vielen Dank schon mal bis hier her!

von c-hater (Gast)


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Tim schrieb:

> Der Multiplexer 4051 braucht doch an den "Steuerpins" verschiedene
> Muster um die Kanäle durchzuschalten. 000 -> Kanal 1 001 -> Kanal 2 und
> so weiter. Ich verstehe nicht wie der Taktgeber 4060 dieses Schaltmuster
> vorgeben kann?

Der 4060 ist ein Binärzähler. Und der 4051 erwartet ein binäres Muster. 
Was kann es da für Verständnisprobleme geben? Das passt einfach so.

Wenn du das verstanden hast, wird dir auch klar, dass du die 
Multiplexfrequenz und das Multiplexmuster ziemlich variabel beeinflussen 
kannst, schlicht durch die Wahl der drei Ausgänge des 4060, die du an 
die drei Steuereingänge des 4051 legst.

> Auch stört mich der R_on beim Multiplexer.

Den hast du bei deinen MOSFETs auch. Er ist nur eine Größenordnung 
geringer.

> Lässt sich der Widerstand
> vernachlässigen weil beim messen des z.B. Temperatursignals wenig bis
> kein Strom fließt

So sollte es zumindest sein. Ob das bei deiner Temperaturmessung gegeben 
ist, kann niemand ausser dir wissen, weil du zu blöd warst, einen 
vernünftig gezeichneten und vor allem auch vollständigen Schaltplan zu 
posten, aus dem man die nötigen Angaben entnehmen könnte, um dazu etwas 
Fundiertes sagen zu können...

von Jobst M. (jobstens-de)


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c-hater schrieb:
> weil du zu blöd warst

Wenn Du Deine diplomatischen Fehltritte mal in den Griff bekommen 
würdest, dann könnte man Dich ja auch ernst nehmen.

Subtrahiert man die persönlichen Beleidigungen, ist der Inhalt nämlich 
korrekt.


Gruß
Jobst

von c-hater (Gast)


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Jobst M. schrieb:

> die persönlichen Beleidigungen

Erstens: Plural?

Zweitens: Feststellung eines objektiv unbezweifelbar wahren (weil 
offensichtlichen) Sachverhaltes ist eine "persönliche Beleidigung"? Seit 
wann denn das?

von Tim (Gast)


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Ganz locker bleiben. Vollständiger Schaltplan ist ja auch langweilig, es 
soll ja auch noch eine kleine Herausforderung sein ;-) Ihr habt mir 
bereits sehr geholfen, danke dafür. Und hier im Rheinland ist ein 
ruppiger Umgangston durchaus üblich, also alles jut Aapefott.

Ich löse es jetzt doch mit einem kleinen PIC den ich hier noch habe, an 
dem ich dann den Multiplexer anschließe. Damit der Beitrag doch noch 
sinnstiftend wird lade ich den Schaltplan dann noch hoch :-)

Schönen Sonntag euch allen

von Peter D. (peda)


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Tim schrieb:
> Ich löse es jetzt doch mit einem kleinen PIC den ich hier noch habe, an
> dem ich dann den Multiplexer anschließe.

Oftmals nehme ich gleich den internen ADC des µC, der hat einen internen 
Multiplexer. Z.B. der ATtiny261 hat am ADC 11 MUX-Eingänge.
Aber auch externe ADC gibt es viele mit MUX. Z.B. setze ich gerne den 
MAX1300 ein (8 Eingänge, 16Bit).

von Jobst M. (jobstens-de)


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c-hater schrieb:
> Erstens: Plural?

Zieh alle ab, die Du finden kannst.


c-hater schrieb:
> Zweitens: Feststellung eines objektiv unbezweifelbar wahren (weil
> offensichtlichen) Sachverhaltes ist eine "persönliche Beleidigung"?

Ja, es ist eine Beleidigung, jemandem Blödheit vorzuwerfen. Auch wenn es 
wahr sein sollte.


Gruß
Jobst

von Tim (Gast)


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Also ich habe jetzt einen korrekten kleinen Schaltplan für den 
Multiplexer und so sollte es dann funktionieren. Man könnte nun fragen, 
warum nicht gleich so? Ich habe keine Ahnung...

Gruß

Tim

von Axel R. (Gast)


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D1 macht was? sollte evtl. gegen VCC, parallel zu R2?
Signal "COM" ist einfach nur da? Wo geht es hin?
CD74HC4067 läuft mit 3.3Volt?
U$1 sollte IC4 werden?
"sonst" fällt mir nichts auf.
Ein (o.g.) 4060 war Dir zu doof?

StromTuner

von Tim (Gast)


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Axel R. schrieb:
> D1 macht was? sollte evtl. gegen VCC, parallel zu R2?
D1 sperrt/sichert die Schaltung vor der Programmierspannung aus JP4 (ca. 
12V)

> Signal "COM" ist einfach nur da? Wo geht es hin?
Geht einfach auf einen PIN der dann auf mein Messgerät gelötet wird. 
Habe ich jetzt noch mit der Versorgung und GND auf eine Pinleiste 
gelegt.

> CD74HC4067 läuft mit 3.3Volt?
Funktioniert laut Datenblatt ab 2V
Auszug:
• HC Types
- 2V to 6V Operation

> U$1 sollte IC4 werden?
Ja richtig! Ist geändert.

> Ein (o.g.) 4060 war Dir zu doof?
Ja auch richtig. So kann ich die Schaltzeit für jeden Kanal wenigstens 
einzeln steuern. Eigentlich wollte ich keinen uC nehmen aber mit dem 
4067 war mir das mit dem 4060 zu "blöd". Vor allem da ich nur 10 Kanäle 
nutzen möchte, der Zähler zählt ja dann ins "leere" und ich warte auf 
die Signale.

Morgen kommt der 4067, dann berichte ich ab alles klappt.

von Tim (Gast)


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Um den Beitrag zu schließen, es halt alles wunderbar funktioniert!

Gruß und schönes Wochenende

Tim

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