Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik endschalter invertieren


von Peter U. (homerq)


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Hallo!
Ich baue mir gerade eine CNC Fräse auf. Als Elektroniklaie habe ich 
folgende Frage:
Dabei möchte ich eine automatisch Werkzeuglängen- und Kantentastung 
realisieren. Die Längenvermessung funktioniert über Kontakt mit dem 
Taster und anschliessendem Wegfahren, also als Schließer. Die 
Kantentastung genau umgekehrt, also bei Kontakt wird unterbrochen, dem 
anschließenden Wegfahren wieder geschlossen, also Öffner. Nun möchte ich 
die beiden Kontakte zusammenführen, da dafür nur ein Eingang vorgesehen 
ist und aus der Steuerungsoftware hervorgeht, welche Funktion gerade 
aktiv ist. Ich muß also den Schließer der Längenvermessung in einen 
Öffner umwandeln. Anschließend geht das Signal durch eine 
Entprellschaltung mittels 7414. Wie kann ich das am besten realisieren, 
ohne Relais?
Gruß homerq

von Conny G. (conny_g)


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7414 ist ein Schmitt Trigger mit Inverter, musst nur 2x Schmitt Inverter 
nehmen.

: Bearbeitet durch User
von Peter U. (homerq)


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O.K.
Habe das auch schon bei meiner Suche gefunden, wie sieht es mit dem 
Zusammenschalten der beiden Eingänge aus? wie realisiere ich das, bzw. 
gibt es da Probleme? Die Taster schalten jeweils gegen Masse.
Gruß homerq

von Gert Fröbe (Gast)


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Peter U. schrieb:
> wie sieht es mit dem
> Zusammenschalten der beiden Eingänge aus? wie realisiere ich das, bzw.
> gibt es da Probleme?

Nein, die kannst du einfach zusammenlegen.

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> also bei Kontakt wird unterbrochen, dem
> anschließenden Wegfahren wieder geschlossen, also Öffner

Was für Taster? Haben die nicht Umschaltkontakte?

Grund: so wie das jetzt angeschlossen ist, kannst du die Taster nicht 
zusammenschalten, weil ja der Öffnerkontakt im Normalfall immer 
geschlossen ist. Da musst du auch einen Schliesser nehmen, so dass beim 
Messen entweder der eine oder der andere Kontakt schliesst und 
normalerweise beide offen sind. Nachträgliches Invertieren nützt nichts. 
Du kannst höchstens die Signale mit zusätzlicher Logik zusammenschalten.

Georg

von Horsti (Gast)


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Hallo

Falls Du Mach3 verwendest,
Einstellungen -> Port und Pins -> Eingangssignale
In der Spalte Enabled kannst du die Schalter invertieren.

MfG Horsti

von Peter U. (homerq)


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Vielen Dank für die rege Teilnahme.
Es handelt sich um eine Eigenbaufräse. Ich möchte meine bestehende 
Schaltung um die genannten Taster erweitern.
Bauartbedingt ist der Kantentaster als Öffner ausgeführt. Die 
Längenvermessung als Schließer. Hier fahre ich mit dem Werkzeug auf 
einen Kontakt, also kein Schalter in dem Sinne. Das ist also auch nicht 
abänderbar.
Die Steuerung hat aber nur einen Eingang (Digi Probe). Diesen will ich 
für beide Funktionen verwenden, da man ja nur jeweils eine Funktion 
nutzen kann.
Ja ich arbeite mit Mach 3. Ich dachte, daß ich das Schließer-Signal 
invertiere und die beiden dann vorhandenen Signale in Reihe schalte.
Wie stelle ich das am besten an? Anbei die Schaltung, die so aber 
bestimmt nicht funktioniert. Ein Relais wäre die einfachste Lösung, hab 
ich aber leider nicht als Öffner/ Umschalter, nur diverse R,C,IC`s und 
Transistoren.
Gobt es da eine praktikable Lösung?
Gruß homerq

von michael_ (Gast)


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Den 7414 kannst du nicht so verschalten.
Auch die Eingänge sind zu empfindlich.
Nimm einen Transistor und ein Relais.

von Peter U. (homerq)


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Also wenn es dann garnicht anders geht muß ich halt ein Relais nehmen.
Hab aber auch nur ein Schließer. Ich würde dann gern aus dem Öffner 
mittels Relais einen Schließer machen. Anschließend Relais und Schließer 
in Reihe am 7414-Eingang, am Ausgang ein weiter 7414 um das Signal zu 
invertieren.
Allerdings ist das Relais dann ständig angezogen. Geht das abzuändern 
und funktioniert das so überhaupt?
Gruß homerq

von Peter U. (homerq)


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Alles Quatsch!
Schließer und Relais natürlich parallel, sonst passiert garnichts.

von Peter U. (homerq)


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Ich seh gerade, das geht ja so auch nicht. Das Relais müßte dann erst 
anziehen, wenn der Öffner offen ist. Wie bewerkstelligt man das?

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Das Relais müßte dann erst
> anziehen, wenn der Öffner offen ist. Wie bewerkstelligt man das?

Garnicht. Damit ein Relais anzieht, muss Strom durch die Spule fliessen, 
aber über einen offenen Kontakt fliesst halt keiner.

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Garnicht. Damit ein Relais anzieht, muss Strom durch die Spule fliessen,
> aber über einen offenen Kontakt fliesst halt keiner.

Danke für die Belehrung!
Das leuchtet sogar mir ein.
Leuchtet aber nur wenn Strom fließt;-)

von Conny G. (conny_g)


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michael_ schrieb:
> Den 7414 kannst du nicht so verschalten.
> Auch die Eingänge sind zu empfindlich.
> Nimm einen Transistor und ein Relais.

Wieso soll das so nicht gehen? Man kann 7414 Ein/Ausgänge in Serie 
schalten.

von georg (Gast)


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Conny G. schrieb:
> Man kann 7414 Ein/Ausgänge in Serie
> schalten.

Schon, aber nicht parallel.

Georg

von Conny G. (conny_g)


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georg schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Man kann 7414 Ein/Ausgänge in Serie
>> schalten.
>
> Schon, aber nicht parallel.
>
> Georg

Ach so, ok. Dann müsste halt noch ein UND/ODER-Baustein dahinter oder 
eine entsprechende Verschaltung von MOSFETs/Transistoren.

von michael_ (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Ich seh gerade, das geht ja so auch nicht. Das Relais müßte dann erst
> anziehen, wenn der Öffner offen ist. Wie bewerkstelligt man das?

Besorge dir ein Relais mit Umschalter.
Alles andere ist doch Mist.

von Peter U. (homerq)


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michael_ schrieb:
> Besorge dir ein Relais mit Umschalter.
> Alles andere ist doch Mist.

O.k. habe gerade nachgesehen, da ist noch so ein Relais da.
Wie und wo sollte ich das dann einsetzen?

von Conny G. (conny_g)


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michael_ schrieb:
> Peter U. schrieb:
>> Ich seh gerade, das geht ja so auch nicht. Das Relais müßte dann erst
>> anziehen, wenn der Öffner offen ist. Wie bewerkstelligt man das?
>
> Besorge dir ein Relais mit Umschalter.
> Alles andere ist doch Mist.

Relais ist Mist für einen Endschalter. Prellt auch nochmal für sich und 
hat eine Schaltverzögerung.

von Peter D. (peda)


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Der 7414 ist ungeeignet, nimm einen 74HC132, damit kannst Du die 
Eingänge AND oder OR verknüpfen.

von Peter U. (homerq)


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Peter D. schrieb:
> Der 7414 ist ungeeignet, nimm einen 74HC132, damit kannst Du die
> Eingänge AND oder OR verknüpfen.

Kannst du mir da was passendes zusammenstricken?
Ich bin leider auf Vorgaben angewiesen, da ich von der Elekrtonik nicht 
sehr viel Ahnung habe. Ich kann nur fertige Schaltungen umsetzen und 
wenn da Fehler drin sind bin ich auch schon erschossen.
Vielen Dank schon mal auch an alle Beteiligten.

von Peter U. (homerq)


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Da sich hier scheinbar nichts mehr tut, habe ich mal selbst was 
zusammengebastelt um bitte um eure Meinung. Interessant ist der untere 
Teil.
Das Signal des Schließer wird entprellt (und negiert), nochmals negiert 
und am AND Glied mit dem entprellten Öffnersignal zusammengeführt. So 
sollte am Ausgang bei Betätigen eines der Taster jeweils ein "high" 
Signal anliegen.
Ob das mit der Beschaltung des IC`s so einfach geht weiß ich nicht.
Ich bitte um eure Meinung!
Gruß homerq

von Conny G. (conny_g)


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Peter U. schrieb:
> Da sich hier scheinbar nichts mehr tut, habe ich mal selbst was
> zusammengebastelt um bitte um eure Meinung. Interessant ist der untere
> Teil.
> Das Signal des Schließer wird entprellt (und negiert), nochmals negiert
> und am AND Glied mit dem entprellten Öffnersignal zusammengeführt. So
> sollte am Ausgang bei Betätigen eines der Taster jeweils ein "high"
> Signal anliegen.
> Ob das mit der Beschaltung des IC`s so einfach geht weiß ich nicht.
> Ich bitte um eure Meinung!
> Gruß homerq

Also für mich sieht das auf die Schnelle gut aus!

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Ich bitte um eure Meinung!

Das wird wohl so funktionieren wie du dir das gedacht hast, aber was mir 
auffällt (ich habe jahrzehntelang Steuerungen gebaut): du hast jeweils 
nur einen Eingang für die Endschalter X,Y,Z, aber es müssen ja an jeder 
Achse 2 Schalter sein. Das heisst, du musst dir merken, in welcher 
Richtung die Maschine gegen einen der Endschalter gefahren ist, damit du 
von da auch wieder wegkommst (nämlich in der Gegenrichtung, trotz 
aktivem Endschalter).

Meine Steuerkarten hatten immer getrennte Eingänge für die Endschalter 
in + und - Richtung. Abgesehen davon, dass diese die Motoren aus 
Sicherheitsgründen unabhängig von der Steuerung stoppen.

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Das wird wohl so funktionieren wie du dir das gedacht hast, aber was mir
> auffällt (ich habe jahrzehntelang Steuerungen gebaut): du hast jeweils
> nur einen Eingang für die Endschalter X,Y,Z, aber es müssen ja an jeder
> Achse 2 Schalter sein. Das heisst, du musst dir merken, in welcher
> Richtung die Maschine gegen einen der Endschalter gefahren ist, damit du
> von da auch wieder wegkommst (nämlich in der Gegenrichtung, trotz
> aktivem Endschalter).

Macht alles die Software (Mach3). Vorher PCNC konnte das auch schon.
Die Endschalter sind in Reihe geschaltet und fungieren auch als 
Referenzschalter.
Gruß homerq

von Peter U. (homerq)


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Conny G. schrieb:
> Also für mich sieht das auf die Schnelle gut aus!

Dann werd ich mal loslegen. Vielleicht löst sich alles in ein 
Rauchwölkchen auf, dann bin ich wieder zurück.
Danke an alle für die Mitarbeit.

von michael_ (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Die Endschalter sind in Reihe geschaltet und fungieren auch als
> Referenzschalter.

Nee, parallel.
Aber es funktioniert, da die Maschine weiß, in welche Richtung es geht.

von Cerberus (Gast)


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Wenn ich das Problem richtig verstanden habe, kann man einen Schalter
mit Pull-Down (Schalter an +)oder Pull-UP-Widerstand (Schalter an 
Masse)betreiben. Dann invertiert sich das Signal ganz simpel.
Wahlweise Öffner oder Schließer zu benutzen, wäre auch noch
eine Möglichkeit.

von michael_ (Gast)


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Aber nur an elektronischen Eingängen.
Aber so ein Maschineingang ist anders.
Da ist nur ein Eingang vorhanden. Alle Schalter sind parallel 
angeschlossen.

Ehe ich so eine komplizierte Elektronik mache, würde ich mit seinem 
Wissen lieber eine mechanische Lösung bewerkstellen.

Die Kontakte von einem Öffner in einen Schließer umbauen.
Wahrscheinlich sind das aber Industrietaster.
Die man leicht tauschen kann.

Manche Steuerungen haben auch einen zweiten Eingang. Ich glaube, PCNC 
hat sowas.

von georg (Gast)


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michael_ schrieb:
> Die Kontakte von einem Öffner in einen Schließer umbauen.

Das habe ich schon vor langer langer Zeit vorgeschlagen, aber der TO hat 
geantwortet, dass das konstruktionsbedingt nicht geht, weil es eben 
keine normalen Taster sind. Schade, weil das auch meiner Meinung nach 
die einfachste Variante wäre.

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Das habe ich schon vor langer langer Zeit vorgeschlagen, aber der TO hat
> geantwortet, dass das konstruktionsbedingt nicht geht, weil es eben
> keine normalen Taster sind. Schade, weil das auch meiner Meinung nach
> die einfachste Variante wäre.
>
> Georg

Genauso!
Die Werkzeuglänge wird einfach über einen Kontakt der mit dem Eingang 
verbunden ist bewerkstelligt. Das Werkzeug kommt an Masse. Das Werkzeug 
fährt auf den Kontakt, der federnd gelagert ist und Schlißt. Danach 
fährt die Steuerung wieder hoch, bis der Kontakt wieder öffnet(hoffe ich 
doch).
Die anderen Endschalter bzw. 3-D Taster und auch E-Stop sind Öffner pro 
Achse in Reihe geschaltet. Öffner parallel macht wohl keinen Sinn. Es 
sind solche Rollenschalter, die direkt angefahren werden, für meine 
Zwecke ausreichend genau.
Der Notaus soll immer eine Öffner sein, um bei Kabelbruch in Notaus zu 
gehen.
Es gibt doch die tollen Logik-Bausteine für solche Fälle und ich muß 
nichts zukaufen, da das alles aus früheren Projekten vorhanden ist.
Positver Effekt: Ich mußte mich notgedrungen mit dem Thema beschäftigen 
und wieder etwas dazugelernt.
Gruß homerq

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Das Werkzeug kommt an Masse. Das Werkzeug
> fährt auf den Kontakt, der federnd gelagert ist und Schlißt

Was wenn das Werkstück nicht leitet? Ich würde jedenfalls versuchen, da 
einen Mikroschalter einzubauen, der hat Öffner und Schliesser und 
reagiert mechanisch. Aber ich kenne die Maschine ja nicht. Allerdings, 
das Werkstück als Teil der Elektronik zu verwenden erscheint mir schon 
als Schnapsidee.

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Was wenn das Werkstück nicht leitet? Ich würde jedenfalls versuchen, da
> einen Mikroschalter einzubauen, der hat Öffner und Schliesser und
> reagiert mechanisch. Aber ich kenne die Maschine ja nicht. Allerdings,
> das Werkstück als Teil der Elektronik zu verwenden erscheint mir schon
> als Schnapsidee.
>
> Georg

Schnaps ist nicht schlecht, aber es handelt sich dabei um die 
Werkzeuglängenvermessung. Meine Werkzeuge bestehen zum größten Teil, 
nein ausschließlich aus leitendem Material.
Also weg mit dem Schnaps!
Zur Erklärung:
Es sollen 2 Tastsystem zusammengeführt werden:
1. Werkzeuglängentaster (um unterschiedliche Werkzeuglängen zu 
korrigieren)
2. 3-D-Taster zum Antasten der Werkstückkanten
Es kann jeweils nur ein System agieren, als möchte ich den selben 
Eingang
für das Signal der Steuerung nutzen, hoffe nur die Software läßt das zu.

von michael_ (Gast)


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Nimm ein kleines Relais und gut ist es!

Außer du benutzt einen zweiten Eingang.
Deine Soft sollte das können als auch die Elektronik.
Ist nur evtl. nicht verdrahtet.

An die Meckerköppe zur Relaisverzögerung, auch IC-Bauteile haben 
Verzögerung!

von Peter U. (homerq)


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michael_ schrieb:
> Nimm ein kleines Relais und gut ist es!
>
> Außer du benutzt einen zweiten Eingang.
> Deine Soft sollte das können als auch die Elektronik.
> Ist nur evtl. nicht verdrahtet.
>
> An die Meckerköppe zur Relaisverzögerung, auch IC-Bauteile haben
> Verzögerung!

Relais ist jetzt gegessen. Ich setz meine vorgestellte Variante um.
Ein weiterer Eingang für die Steuerung wäre auch mit zusätzlichem 
Aufwand verbunden, da die parallele Schnittstelle zum Pc durch ein 
Breakoutboard bedient wird, welches halt nur einen Digi-Probe-Eingang 
hat.
Gruß homerq

von Peter U. (homerq)


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Peter U. schrieb:
> Da sich hier scheinbar nichts mehr tut, habe ich mal selbst was
> zusammengebastelt um bitte um eure Meinung. Interessant ist der untere
> Teil.
> Das Signal des Schließer wird entprellt (und negiert), nochmals negiert
> und am AND Glied mit dem entprellten Öffnersignal zusammengeführt. So
> sollte am Ausgang bei Betätigen eines der Taster jeweils ein "high"
> Signal anliegen.
> Ob das mit der Beschaltung des IC`s so einfach geht weiß ich nicht.
> Ich bitte um eure Meinung!
> Gruß homerq

Da hab ich wohl einen Denkfehler in meiner Logik. Das wird so nicht 
funktionieren. Der 7408 ist hier nicht geeignet, hab noch einen 4093 
gefunden. Damit sollte es gehen.

von Peter U. (homerq)


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Hab mir das jetzt so gedacht. Wenn einer der beiden Schalter betätigt 
wird soll am Ausgang Taster ein L Signal anliegen, ansonsten H.
Ich hoffe, dass es jetzt funktioniert.

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Ich hoffe, dass es jetzt funktioniert.

Irgendwann, vor langer langer Zeit in diesem Thread, waren wir uns mal 
einig (glaube ich zumindest), dass ein Eingang invertiert werden muss, 
der andere nicht. Das scheint in Vergessenheit geraten zu sein. So kann 
die Kombination von Öffner und Schliesser nicht funktionieren.

Aber inzwischen habe ich jeglichen Überblick über die Diskussion 
verloren, ich lass es jetzt lieber bleiben, vielleicht sehe ich alles 
falsch.

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Peter U. schrieb:
>> Ich hoffe, dass es jetzt funktioniert.
>
> Irgendwann, vor langer langer Zeit in diesem Thread, waren wir uns mal
> einig (glaube ich zumindest), dass ein Eingang invertiert werden muss,
> der andere nicht. Das scheint in Vergessenheit geraten zu sein. So kann
> die Kombination von Öffner und Schliesser nicht funktionieren.
>
> Aber inzwischen habe ich jeglichen Überblick über die Diskussion
> verloren, ich lass es jetzt lieber bleiben, vielleicht sehe ich alles
> falsch.
>
> Georg

Ja, hast recht. Verflixte Logik.
Also leite ich das ganze mal theoretisch her. Am Tasterausgang soll als 
Ursprung H anliegen. Schliesser zum Eingang A des 4093 ist H. Öffner zum 
7414 ist L, am Ausgang ergibt H, dieser zum Eingang B des 4093. H-H an 
den Eingängen des 4093 bedeutet L am Ausgang. Nochmal durch den 7414 
wird wieder H am Tasterausgang. Jede Schalterbetätigung erzeugt 
unterschiedliche Pegel oder 2mal L an den Eingängen des 4093, somit H an 
dessen Ausgang und wieder L hinter dem 7414 am Tasterausgang.
Ich hoffe es jetzt richtig hergeleitet zu haben und die Schaltung stimmt 
jetzt.

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> Ich hoffe es jetzt richtig hergeleitet zu haben und die Schaltung stimmt
> jetzt.

Logisch ja, aber 7414 gibt es wahrscheinlich garnicht mehr, und es passt 
auch nicht gut zur 4000er CMOS-Logik. Du hast doch im 4093 3 Gatter 
übrig, warum nimmst du nicht 2 davon als Inverter?

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Peter U. schrieb:
>> Ich hoffe es jetzt richtig hergeleitet zu haben und die Schaltung stimmt
>> jetzt.
>
> Logisch ja, aber 7414 gibt es wahrscheinlich garnicht mehr, und es passt
> auch nicht gut zur 4000er CMOS-Logik. Du hast doch im 4093 3 Gatter
> übrig, warum nimmst du nicht 2 davon als Inverter?
>
> Georg

O.K. ich geb mein Bestes, aber auf den 7414 möchte ich jetzt im Rest der 
Schaltung nicht verzichten auch wenn sie ins Museum gehören. Mal sehen, 
ob ich das hinkriege.

von georg (Gast)


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Peter U. schrieb:
> aber auf den 7414 möchte ich jetzt im Rest der
> Schaltung nicht verzichten

Ich werfe hiermit ein virtuelles Handtuch.

Georg

von Peter U. (homerq)


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georg schrieb:
> Peter U. schrieb:
>> aber auf den 7414 möchte ich jetzt im Rest der
>> Schaltung nicht verzichten
>
> Ich werfe hiermit ein virtuelles Handtuch.
>
> Georg

Bitte nicht!
Ich bin kurz vorm Durchbruch. Ich bitte vielmals um Verzeihung, aber ich 
bin doch nur ein Laie. Ich habe eine vorgegebene Schaltung, die auch 
funktioniert und nur ein wenig modifiziert werden muß. Hier mein 
Vorschlag zum Problem:

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Du kannst die Eingänge von IC1b und IC1c auch parallel schalten, dann 
sparst Du Leiterbahnen nach +5V. Jetzt ist auch endlich der 7414 weg. So 
wird ein Schuh daraus.

von Peter U. (homerq)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Du kannst die Eingänge von IC1b und IC1c auch parallel schalten, dann
> sparst Du Leiterbahnen nach +5V. Jetzt ist auch endlich der 7414 weg. So
> wird ein Schuh daraus.

Na also!
Jetzt wird gebohrt, gefräst und gelötet.
Dank an alle für die Hilfe!

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