Timer-Baustein 555/556: Zeitverzögerung mit Folgeschaltung

[Alex B. (omipo)]

Sehr geehrte Foren-Teilnehmer,

ich benötige eine Schaltung mit einem Verhalten nach angehängtem 
Signalverlauf.

In Worten: Immer, wenn das Eingangssignal (Ausgang oder negierter 
Ausgang einer DCF-Empfänger-Schaltung) länger als 500 ms high ist (ich 
beziehe mich hier immer auf den negierten Ausgang), soll Ausgang 1 high 
werden. Er wird wieder low, wenn der Zustand des Eingangs wieder low 
wird.

Zudem soll immer bei fallender Flanke von Ausgang 1 ein Low-High-Impuls 
an Ausgang 2 erzeugt werden.

Ich hoffe, man kann das mit einem 556 umsetzen, da ich das in eine 
bestehende Schaltung integrieren will und kaum Platz hab.

Ich danke euch vielmals!

Alex

[Jörg R. (solar77)]

Retriggebares Monoflop CD4538 bzw. 74HC4538, ggf. in SMD.

Soll die 59. Sekunde detektiert werden?

[Klaus (Gast)]

Alex B. schrieb:
> Ich hoffe, man kann das mit einem 556 umsetzen, da ich das in eine
> bestehende Schaltung integrieren will und kaum Platz hab.

Jeder 8-Pin µC kann das, ist kleiner als ein 556 und braucht extern nur 
einen Stützkondensator.

MfG Klaus

[Mani W. (e-doc)]

Klaus schrieb:
> Jeder 8-Pin µC kann das, ist kleiner als ein 556 und braucht extern nur
> einen Stützkondensator.
>
> MfG Klaus

Echt Super Vorschlag, jemandem einen uC aufschwatzen zu wollen samt
Programmiernebenbeierscheinungen...

[Mani W. (e-doc)]

Alex!

Mit nur einer Hälfte des 556 kommst Du nicht weit, darum mein
Vorschlag mit 4093, dann hast Du alles, was Du brauchst...


Und ein freies Gatter hast Du noch, bei Nichtgebrauch an irgend
ein Potential legen (nur die Eingänge)...

Gruß

Mani

[Alex B. (omipo)]

Jörg R. schrieb:
> Retriggebares Monoflop CD4538 bzw. 74HC4538, ggf. in SMD.
>
> Soll die 59. Sekunde detektiert werden?

ja, genau. Gibts da einfachere Möglichkeiten oder eine 
DCF-Empfängerschaltung, die das direkt ausgibt?

[Alex B. (omipo)]

Mani W. schrieb:
> Alex!
>
> Mit nur einer Hälfte des 556 kommst Du nicht weit, darum mein
> Vorschlag mit 4093, dann hast Du alles, was Du brauchst...
>
> Und ein freies Gatter hast Du noch, bei Nichtgebrauch an irgend
> ein Potential legen (nur die Eingänge)...
>
> Gruß
>
> Mani

Hi Mani, vielen Dank. Das sieht ja schonmal gut aus.
Kann man die Einschaltverzögerungs-R/-C berechnen oder einfach 
probieren?
Bist du sicher, dass OUT2 immer nur kurz pulst, wenn OUT1 fällt? Was 
kann man da für einen C-Wert ansetzen?

[Harald W. (wilhelms)]

Mani W. schrieb:

> Und ein freies Gatter hast Du noch,

Nein, das braucht er zur Minutenerkennung.

[Jörg R. (solar77)]

Alex B. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Retriggebares Monoflop CD4538 bzw. 74HC4538, ggf. in SMD.
>>
>> Soll die 59. Sekunde detektiert werden?
>
> ja, genau. Gibts da einfachere Möglichkeiten oder eine
> DCF-Empfängerschaltung, die das direkt ausgibt?

Ich kenne keine fertige Lösung die das macht.

Der CD4538 ist dafür schon geeignet. Der Aufwand hält sich in Grenzen. 
Einige Widerstände und Kondensatoren reichen aus.

Aber, auch einen uC würde ich nicht ausschließen. Ein Attiny85 würde 
reichen. Klein und preiswert.

[Mani W. (e-doc)]

Alex B. schrieb:
> Bist du sicher, dass OUT2 immer nur kurz pulst, wenn OUT1 fällt? Was
> kann man da für einen C-Wert ansetzen?

Sicher bin ich sicher!

Wenn OUT1 auf Low geht, entsteht ein Impuls über den C nach Masse,
je nach Werte des R oder C gibt das dann einen schönen Impuls am
Ausgang des Gatters (4093)...

Testest halt mal mit 100 K und 0,1 µ oder geringer, keine Ahnung,
was die Zeitverhältnisse in Deiner Schaltung sind...

Und wenn Du kein Oszi Dein Eigen nennst, dann häng eine LED an
die betreffenden, wichtigen Ausgänge bzw. Ausgänge...

[Mani W. (e-doc)]

Mani W. schrieb:
> je nach Werte des R oder C gibt das dann einen schönen Impuls am
> Ausgang des Gatters (4093)...

Wobei es Unterschiede in den Schaltschwellen zwischen diversen
Herstellern gibt...

[Peter D. (peda)]

Zur Erzeugung von Minutenimpulsen eignet sich DCF-77 schlecht, da es 
leicht gestört werden kann (Monitore, Staubsauger, Gewitter in der 
Nähe).
Die Lösung mit MC ist daher vorzuziehen. Der MC (z.B. ATtiny25) macht 
mit einem 32kHz Quarz die Minutenimpule und synchronisiert sich, sobald 
ein DCF-77 Paket fehlerfrei empfangen wurde. Leicht möglich wäre dann 
auch eine Sommerzeitkorrektur (60min lang keine Pulse bzw. Pulse alle 
30s).

[Einer (Gast)]

Das funktioniert meines Erachtens gar nicht.
Wie soll man bei 0,5 entscheiden das Der impuls noch länger werden wird
wenn alle Impulse länger als 0,5 sind?

Zeitmaschine nötig.

MfG
Einer

[Karl B. (gustav)]

Hi,
hatte einmal die Lösung mit Monoflops versucht,
die Temperaturdrift ist ungünstig.
Habe hinterher eine "Softwarelösung" gefunden.

Die Prinzipschaltung im Bild. Statt LS-TTL auch mit entsprechenden CMOS 
4000-er machbar.

ciao
gustav

[Harald W. (wilhelms)]

Klaus schrieb:

> Jeder 8-Pin µC kann das, ist kleiner als ein 556 und braucht extern nur
> einen Stützkondensator.

M.E. macht es keinen Sinn, einen µC nur zur Impulserkennung zu
verwenden. Wenn man sowieso einen µC einsetzen will und kann,
kann dieser auch gleich die komplette Dekodierung übeernehmen.
Aber anscheinend will das der TE nicht und Monoflops können
problemlos diese Aufgabe durchführen.

[Alex B. (omipo)]

Hallo Leute,

zunächst vielen Dank für die wertvollen Beiträge.

Vielleicht etwas mehr Hintergrund: In meiner Ausbildung habe ich (1997 
:-) ) eine Digitaluhr als Abschlussarbeit der "Digitaltechnik" gebaut. 
Mittels Schwinkreis werden 2 MHz erzeugt, diese dann 1 x durch 2 und 6 x 
durch 10 geteilt, um 1 Hz zu erhalten. Dann mit Zählern Sekunden, 
Minuten, Stunden erzeugen und auf 7-Segment-Anzeigen ausgeben.

Anspruch war, nur "klassische" Funktionen zu nutzen (555, Nand, Zähler 
etc) und das ganze auf eine Euro-Lochraster-Platine zu bekommen. Diese 
ist natürlich voll...

Ich will nun das Ganze wieder in Betrieb nehmen und ich erinnere mich, 
dass die Schaltung recht temperaturabhängig war. Daher will ich 1x pro 
Minute die Sekunden nullen und die Minuten eins hochzählen (muss mich 
dazu nur "an die Einstell-Taster parallel klemmen"). Am Schwingkreis 
kann ich den Takt mit einem Dreh-Kondensator sicher unter 2 MHz bringen, 
damit die Schaltung immer sicher "zu langsam läuft".

Quasi der Mittelweg zwischen "ich will nicht alle paar Wochen 
nachstellen müssen" und "ich will die Ursprungsschaltung nicht 
beeinflussen".

Ich bin seit der Ausbildung in der Energietechnik beschäftigt und SOWAS 
VON RAUS aus analoger und digitaler Schaltungstechnik...daher will und 
kann ich es mir nicht antun, deswegen in µC-Programmierung einzusteigen. 
Der von "Mani W." skizzierte Weg scheint mir der effektivste und mit am 
wenigsten Aufwand verbundene zu sein, daher werde ich nun diesen 
beschreiten.

Ich werde mich melden, sobald fertig (das wird aber nicht morgen 
geschehen, da oft auf Dienstreisen und Family zu Hause...).

Nochmals vielen Dank!
Omipo

[HildeK (Gast)]

Ich habe jetzt nicht alle Beiträge gelesen, aber mit zwei Monoflop ist 
das doch problemlos lösbar.
1. Monoflop auf > 1s (z.B. 1.5s), nachtriggerbar. Das erhält die 
Sekundenpulse vom DCF-Empfänger und wird bis auf die Sekunde 59 dauernd 
gesetzt sein. Der fehlende Puls in der 59. Sekunde lässt es zurückfallen 
und gibt die Triggerung eines zweiten MF frei, was dann bei der Sekunde 
0 durch das erneute Setzen des 1. MF passieren wird.
Dem zweiten MF jetzt nur noch die Dauer des benötigten Resetpulses für 
die Sekunde mitgeben.

[Karl B. (gustav)]

Alex B. schrieb:
> In meiner Ausbildung habe ich (1997
> :-) ) eine Digitaluhr als Abschlussarbeit der "Digitaltechnik" gebaut.
> Mittels Schwinkreis werden 2 MHz erzeugt, diese dann 1 x durch 2 und 6 x
> durch 10 geteilt, um 1 Hz zu erhalten. Dann mit Zählern Sekunden,
> Minuten, Stunden erzeugen und auf 7-Segment-Anzeigen ausgeben.

Hi,
herzlichen Glückwunsch! Da sind wir ja auf derselben Wellenlänge
Meine "erste" Digitaluhr hatte eine Mischung aus LS-TTL und CMOS (ein 
Unding, ok). Die lief 10 Jahre störungsfrei, bis der Keramiktrimmer 
defekt war, habe ihn durch einen Styroflex-Fest-Kondensator ersetzt.
Bestückung: 4060, 74LS90,  74247 (mit bei 9 und 6 "Bogen" extra), 
Codierschalter etc.
Dann die erste Funkuhr (1979) mit TTL-Schieberegister und Monoflops. 
Funktion war sehr stark von der Empfangssituation abhängig.

Zu jener Zeit waren Funkuhren noch eine Rarität und kein Massenartikel.
Und im Rundfunk wurde das Zeitzeichen des Deutschen Hydrografischen 
Instituts nur einmal am Tag um 12 Uhr gesendet.

Teile bitte noch einmal genau mit, welche Verbesserung Du vorhast.

ciao
gustav

[Peter D. (peda)]

Alex B. schrieb:
> Ich will nun das Ganze wieder in Betrieb nehmen und ich erinnere mich,
> dass die Schaltung recht temperaturabhängig war.

Ja, der 555 ist als Zeitbasis kaum noch schlechter aufzubauen.
Nimm einen Uhrenquarz (32,768kHz) und nen CD4536 als 2^15 Teiler 
dahinter als 1s Takt.

[Äxl (Gast)]

Mani W. schrieb:
> dann hast Du alles, was Du brauchst...

eventuell noch checken, ob der DCF-OUT ein openCollector ist und 
gegebenfalls einen Pullup einfügen, welcher dann in die 
Zeitkonstantenberechnungen mit einfliesst. (zu Px-Rx hinzuaddieren)

[Karl B. (gustav)]

Äxl schrieb:
> Zeitkonstantenberechnungen mit einfliesst. (zu Px-Rx hinzuaddieren)

Hi,
das Monoflop hat eigenen (externen) R und C für Zeitkonstante.
Wenn der Ausgang des DCF77-Empängers direkt mit dem Triggereingang des 
Monoflops verbunden wird, hat ein Pullup-Widerstand keinen "echten" 
Einfluß auf die Zeitkonstante des Monoflops, oder wie meinst Du das?
Wie man sehen kann, hatte ich zwar bei meinem Beispiel oben einen 
Pull-down-Widerstand und zwei Verteilwiderstände zur Entkopplung von 
Logikgatter und Monoflop-Triggereingang eingebaut, das hatte aber andere 
Gründe.

ciao
gustav

[Jörg R. (solar77)]

Karl B. schrieb:
> Hi,
> herzlichen Glückwunsch! Da sind wir ja auf derselben Wellenlänge
> Meine "erste" Digitaluhr hatte eine Mischung aus LS-TTL und CMOS (ein
> Unding, ok). Die lief 10 Jahre störungsfrei, bis der Keramiktrimmer
> defekt war, habe ihn durch einen Styroflex-Fest-Kondensator ersetzt.
> Bestückung: 4060, 74LS90,  74247 (mit bei 9 und 6 "Bogen" extra),
> Codierschalter etc.
> Dann die erste Funkuhr (1979) mit TTL-Schieberegister und Monoflops.
> Funktion war sehr stark von der Empfangssituation abhängig.

Kollegen von mir haben um 1990 herum eine DCF77 Uhr gebaut. 2 Platinen, 
jede von der Fläche so groß wie eine Tafel Schokolade. Eine Platine nur 
Empfänger, die Andere der Prozessor usw. Das Ganze um 6 Stück 7-Segment 
Displays und 8 Leds anzusteuern. 7 Leds für die Wochentage, 1 Led für 
den DCF-Empfang. Der Abgleich der Empfängerplatine war Geduldsarbeit. 
Schön wars;-)

#####

Anbei noch eine kleine Schaltung, getestet habe ich sie nicht. Bei 5 
Volt Versorgung würde ich den 74HC4538 nehmen.
Ich habe alle Ausgänge herausgeführt. Leider konnte ich keinen 
Negierungsstrich anbringen.

Wie HildeK geschrieben hat habe ich als Zeit > 1 Sek. gewählt. Mit 
deinen 500ms würde die Schaltung schon in der 58. Sekunde "anschlagen".

[Karl B. (gustav)]

Jörg R. schrieb:
> Mit
> deinen 500ms würde die Schaltung schon in der 58. Sekunde "anschlagen".

Hi,
sollte auch nur als Schaltungsdenkanstoß dienen.

Die Erholzeit, gerade bei so "langen" Austastungen hatte ich noch nicht 
berücksichtigt. Die beträgt bei den üblichen Monoflops -> siehe 
Datenblatt.
Bei MSF60 benötige ich auch noch die Erkennung von 500ms für den 
Minutenstart.
Will ich mindestens 300 ms ausblenden + 500 ms + Erholzeit + 
Fehlertoleranz kommt es schon vor, dass der Impuls "verschluckt" wird.

Aber zurück zum Thema. Ich suche noch den alten Schaltplan 'raus.
Der hatte 7464 Schieberegister, 74122- und 74121-er drin.

ciao
gustav

[Jörg R. (solar77)]

Hallo Karl,

die 500ms habe ich nicht auf einen Kommentar von dir bezogen. Deb Wert 
hat der TO aufgeführt.

Alex B. schrieb:
> In Worten: Immer, wenn das Eingangssignal (Ausgang oder negierter
> Ausgang einer DCF-Empfänger-Schaltung) länger als 500 ms high ist...

[Äxl (Gast)]

Karl B. schrieb:
> Äxl schrieb:
>> Zeitkonstantenberechnungen mit einfliesst. (zu Px-Rx hinzuaddieren)
>
> Hi,
> das Monoflop hat eigenen (externen) R und C für Zeitkonstante.

Beitrag "Re: Timer-Baustein 555/556: Zeitverzögerung mit Folgeschaltung"

ich bezog mich auf dei 4093-Schaltung im angezogenen Link, War ich zu 
unscharf in meinen Antworten, sorry... Hätte ich den Autor noch mit 
hinzuzitieren sollen. Nächstes Mal denn.

[Alex B. (omipo)]

Karl B. schrieb:
>
> Teile bitte noch einmal genau mit, welche Verbesserung Du vorhast.
>
> ciao
> gustav

Hallo Gustav,

wenn ich geahnt hätte, was mein Thread so auslöst... :-)

Habe mal ein paar Bilder angehängt. Im Bild "1_front" siehst du oben 3 
Taster: 1-Stunde hochtasten, 2-Minuten hochtasten, 3-Sekunden nullen. 
Taster 1&2 wirken auf die Zähler wie auch der überschlagende Zähler der 
Minuten bzw. Sekunden. Mit der diskutierten Schaltung will ich, dass bei 
einer DCF-Sekunde "59" (58 wäre natürlich auch ok) die Minuten 
inkrementiert und die Sekunden genullt werden.

Für alle, die wie meine "junge Elektro-Kollegin" beim Anblick der Bilder 
4 und 5 die Hände über dem Kopf zusammenschlagen: Wir haben damals mit 
Kupferlackdraht, mit dem auch Trafos, Motoren etc. gewickelt werden, 
gelötet. Vorteil: Schnell, wenig Platzbedarf, Draht ist durch den Lack 
isoliert. Einfach den Lack mit etwas höher gestelltem Lötkolben (ca. 400 
°C), Lötzinn und Flussmittel an der gewünschten Stelle "wegbrennen" und 
dann verbinden - oder gar für Potenziale von Punkt zu Punkt springen.

Einer der Azubis versuchte, ein Layout zu erstellen, da wir auch 
Platinen selber geätzt haben. Nach 2 Wochen war er reif für die 
Psychiatrie...und das Layout in weiter Ferne :-)

[Jörg R. (solar77)]

Alex B. schrieb:
> beim Anblick der Bilder 4 und 5 die Hände über dem Kopf zusammenschlagen..

Ganz im Gegenteil, das ist wie Musik aus den 80ern, wird nie langweilig?

[Mani W. (e-doc)]

Hier noch eine kleine Erweiterung mit der gestrichelt gezeichneten
Diode, damit ist OUT2 schneller bereit, einen neuen Impuls zu erzeugen,
wenn DCFOUT (negiert) zu kleine LOW-Zeiten hat...


I hope, it´s easy to understand...

[Mani W. (e-doc)]

Äxl schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> dann hast Du alles, was Du brauchst...
>
> eventuell noch checken, ob der DCF-OUT ein openCollector ist und
> gegebenfalls einen Pullup einfügen, welcher dann in die
> Zeitkonstantenberechnungen mit einfliesst. (zu Px-Rx hinzuaddieren)

Guter Einwurf!

[Mani W. (e-doc)]

Alex!

Eines, was mir von Anfang an aufgefallen ist, dass Deine Impulsdiagramme
nicht ganz richtig gezeichnet sind...

Laut Deinem Diagramm müssten bei allen anderen Impulsen von
DCFOUT (negiert) das OUT1 Signal ansprechen, zumindest hast Du das
so gezeichnet (die 0,5 Sekunden)...

Aber egal!

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Hatte auch mal vorgehabt eine Uhr zu bauen, mit unterdrückter Null am 
Anfang. Bräuchte dafür aber ca. neun bis zehn IC's. Das war mir schon 
zuviel Sisyphusarbeit und hab es erst einmal sein gelassen. Der 
Quarzoszillator ist noch nicht eingezeichnet, würde dafür einen 4,194304 
MHz Quarz einsetzen und diesen runterteilen.

Aber jetzt wo ich Deine Kiste sehe, bin ich wieder auf den Geschmack 
gekommen.

Alex B. schrieb:
> Einer der Azubis versuchte, ein Layout zu erstellen, da wir auch
> Platinen selber geätzt haben. Nach 2 Wochen war er reif für die
> Psychiatrie...und das Layout in weiter Ferne :-)

Das mit den Kupferlackdrähten ist schon eine großartige Leistung. 
Respekt!

[Philipp G. (geiserp01)]

Alex B. schrieb:
> Für alle, die wie meine "junge Elektro-Kollegin" beim Anblick der Bilder
> 4 und 5 die Hände über dem Kopf zusammenschlagen: Wir haben damals mit

Respekt von der Arbeit, ich habe auch viele solche Schweinereien.

Problem hier ist halt das 'debugging' Jahre später. Wenn Du da mal auf 
Fehlersuche gehen musst ist der Neuaufbau fast schneller gemacht.

[Alex B. (omipo)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Das mit den Kupferlackdrähten ist schon eine großartige Leistung.
> Respekt!

Vielen Dank dafür!

Ich kann mich noch erinnern, dass wir den Quarz-Schaltungsteil mit 
Unterstützung der Ausbilder gemacht haben und den Rest alleine. Wir 
machten uns grobe Skizzen über die benötigten Bauteile und los gings - 
ohne detaillierten Plan: 2 MHz OK? -> Teilen -> 1 MHz ok? -> Teilen und 
so weiter und so fort. Lötstation und Oszi waren quasi immmer in 
Betrieb.

Ich habe später Elektrotechnik - Energietechnik studiert und habe 
seitdem mit Generatortechnik zu tun, traurig dass es mir so schwer 
fällt, mich da wieder reinzudenken. Aber das ist halt der Lauf der Zeit.

[Alex B. (omipo)]

Philipp G. schrieb:
> Respekt von der Arbeit, ich habe auch viele solche Schweinereien.
>
> Problem hier ist halt das 'debugging' Jahre später. Wenn Du da mal auf
> Fehlersuche gehen musst ist der Neuaufbau fast schneller gemacht.

Auch dir vielen Dank.

Die Uhr war geschätzt 7...8 Jahre in Betrieb, bis ich sie nach einem der 
1000 Umzüge vergessen hab. Ich kann mich erinnern, dass etwa nach 3 
Jahren plötzlich die Doppelpunkt-LEDs und die 7-Segment-Anzeigen fast 
nicht mehr leuchteten - Schock! Ich hab dran geklopft wie mans bei alten 
Uhren macht, und es ging wieder. Scheint irgendwo ein "nicht-satter" KS 
oder eine schlecht leitende Stelle gewesen zu sein.

[Alex B. (omipo)]

Mani W. schrieb:
> Alex!
>
> Eines, was mir von Anfang an aufgefallen ist, dass Deine Impulsdiagramme
> nicht ganz richtig gezeichnet sind...
>
> Laut Deinem Diagramm müssten bei allen anderen Impulsen von
> DCFOUT (negiert) das OUT1 Signal ansprechen, zumindest hast Du das
> so gezeichnet (die 0,5 Sekunden)...
>
> Aber egal!

Oh Mann, peinlich - jo.

[Mani W. (e-doc)]

Alex B. schrieb:
> Wir haben damals mit
> Kupferlackdraht, mit dem auch Trafos, Motoren etc. gewickelt werden,
> gelötet. Vorteil: Schnell, wenig Platzbedarf, Draht ist durch den Lack
> isoliert. Einfach den Lack mit etwas höher gestelltem Lötkolben (ca. 400
> °C), Lötzinn und Flussmittel an der gewünschten Stelle "wegbrennen" und
> dann verbinden - oder gar für Potenziale von Punkt zu Punkt springen.

Saubere Arbeit, von diesen Platinen haben wir hunderte hergestellt im
Prüfgerätebau und Entwicklung - war eine schöne Kopf(arbeit) mit der
"Rückansicht" - und Leiterbahnfehler waren so gut wie ausgeschlossen,
wenn der Schaltplan passte...

Warum?

Weil die Pins immer wieder durchgezählt wurden, so blieb ein Fehler im
Layout NIE unbemerkt - außer falsch eingebaute Elkos - muss ich 
zugeben...