Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bistabile Kippstufe mit nur 1 Taster


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von Johannes P. (johannes_p637)


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Hallo zusammen,

ich suche eine Schaltung für eine bistabile Kippstufe mit nur einem 
Taster und minimalem Bauteilaufwand.

Gefunden hätte ich diesen Thread aus 2012:
Beitrag "Flipflop - mit einem Taster möglich?"

Dort schreibt ein user
MaWin schrieb:

> Einfacher geht's so:
>
1
>   +-----------+--
2
>   |           |
3
>   |       +---)----------------+
4
>   | +     |   |         74HC14 |
5
> Batterie  +--|>o--10k--+--|>o--+---an/aus
6
>   | -         |        |       |
7
>   |           |        |       1M
8
>   |           |        |   _   |
9
>   |           |        +--o o--+
10
>   |           |                |
11
>   |           |              100nF
12
>   |           |                |
13
>   +-----------+----------------+
Leider verstehe ich den Schaltplan nicht ganz., v.a. wo kommen die 2 
Dioden hin?

Konkret habe ich folgende Anforderung.
Für die Lego Eisenbahn sollen Signale beleuchtet werden. Ein/Aus mittels 
Einsetzen der Knopfzelle, Umschalten zwischen rot und grün mittels 
Taster.
Von der Idee her genau das: https://www.youtube.com/watch?v=EZj4nJKfp2s
Leider bringe ich keine 15 Bauteile nebst den Dioden im Signal unter. 
Weshalb mir die Idee mit Schmitt Trigger weitaus besser gefallen würde.
Wenn möglich wäre noch ein sanfter Wechsel rot/grün - grün/rot eine 
super Sache (~1 Sekunde)

Danke für die Hilfe!
Johannes

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Johannes P. schrieb:
> Wenn möglich wäre noch ein sanfter Wechsel rot/grün - grün/rot eine

Tasterabfrage und 2 mal PWM, sitzt für einen Tiny85 (o.ä.) problemlos 
drin.

von Jörg R. (solar77)


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Johannes P. schrieb:
> Leider bringe ich keine 15 Bauteile nebst den Dioden im Signal unter.
> Weshalb mir die Idee mit Schmitt Trigger weitaus besser gefallen würde.

A) D-Flip-Flop
B) 74HC4017
   CD4017 (Schmitt-Trigger Eingänge, erleichtert die Tastenentprellung)

> Wenn möglich wäre noch ein sanfter Wechsel rot/grün - grün/rot eine
> super Sache (~1 Sekunde)

C) uC, z.B. Attiny85, 8-pol, der kann dann auch den weichen Übergang

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Johannes P. schrieb:

> ich suche eine Schaltung für eine bistabile Kippstufe mit nur einem
> Taster und minimalem Bauteilaufwand.

Normalerweise nimmt man dafür ein sog. T-Flipflop, z.B. aus der
4000er-Reihe. dafür braucht man dann noch eine Tasterentprellung
und eine Treiberstufe für die Lampen. Will man "minimalem Bauteil-
aufwand" (1 Bauteil) könnte man auch ein Strommstossrelais nehmen.

von Jörg R. (solar77)


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Gibt es eigentlich ICs mit nur einem FF, also z.B. 1/2 CD4013?

: Bearbeitet durch User
von Tom (Gast)


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Strommstossrelais

Und das soll er dann in das Signal einbauen wie er es möchte??

von Andreas B. (bitverdreher)


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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Johannes P. schrieb:
>> Wenn möglich wäre noch ein sanfter Wechsel rot/grün - grün/rot eine
>
> Tasterabfrage und 2 mal PWM, sitzt für einen Tiny85 (o.ä.) problemlos
> drin.

Da reicht ein Tiny 10. Warum so ein Overkill? ;-)

Jörg R. schrieb:
> Gibt es eigentlich ICs mit nur einem FF, also z.B. 1/2 CD4013?

OnSemi MC100EP35.
Falls der TO nicht programmieren möchte, passt das. Mit dimmen ist dann 
allerdings nichts mehr.

Oder:
https://www.mouser.de/Semiconductors/Integrated-Circuits-ICs/Logic-ICs/Flip-Flops/_/N-6j78b?P=1z0z33qZ1z0z7v7

von Toxic (Gast)


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Johannes P. schrieb:
> ich suche eine Schaltung für eine bistabile Kippstufe mit nur einem
> Taster und minimalem Bauteilaufwand.

Vielleicht gefaellt dir dies:
ueber Loetbruecken kann man auf Toggeln oder normale Tasterfunktion 
umstellen
Ebay-Artikel Nr. 232461336344

von Lego (Gast)


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Mit dem passenden Taster könnte man das Problem lösen

von c-hater (Gast)


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Johannes P. schrieb:

> Leider verstehe ich den Schaltplan nicht ganz., v.a. wo kommen die 2
> Dioden hin?

Das sind keine Dioden, sondern Gatter(Negatoren). Zwei Stück, also 1/3 
74HC14. Wenn du das wirklich so bauen willst, musst du daran denken, die 
Eingänge der unbenutzten Gatter auf definiertes Potential zu legen.

> Von der Idee her genau das: https://www.youtube.com/watch?v=EZj4nJKfp2s
> Leider bringe ich keine 15 Bauteile nebst den Dioden im Signal unter.

Dann nimm einen kleinen ATtiny+1x 100n. Das passt immer.

> Wenn möglich wäre noch ein sanfter Wechsel rot/grün - grün/rot eine
> super Sache (~1 Sekunde)

Das kann die von dir zitierte Schaltung nicht, ein ATtiny allerdings 
erstmal auch nicht. Man muss es ihm beibringen. Das nennt sich 
"Programmieren"...

Übrigens: ein realistischer Glühlampeneffekt hat eine viel kürzere 
Einschalt- als Ausschaltrampe.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

das dimmen könnte man noch in Hardware mit passenden RC Glied machen und 
ggf. noch mit Poti etwas einstellbar. Hat man jedoch erstmal die 
Möglichkeiten eines µC kennengelernt, macht man eigentlich alles damit. 
Weil µC Hardware bleibt und dessen Software kann man jederzeit ändern. 
Egal wie, beides kostet Einarbeitungszeit, wenn man frisch anfängt. Mit 
µC ist man jedenfalls flexibler.

von MaWin (Gast)


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Johannes P. schrieb:
> wo kommen die 2 Dioden hin?

An den Ausgang. Bei einer Knopfzelle wie CR2032 kannst du eh nicht mehr 
als 2mA durch die LED fliessen lassen, und nur 2.1V rot und grün 
betreiben. Als IC reicht ein 74HC2C14 in SOT363 
https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74HC_HCT2G14.pdf
1
     LED
2
+3V -|>|-+
3
    rot |
4
        470R
5
        |
6
an/aus--+
7
        |
8
       470R
9
   grün |
10
GND -|<|-+
Rausnehmen einer Batterie ist übrigens ziemlich uncool zum abschalten, 
nimm doch einen kleinen (Schiebe)Schalter. Dann täte es auch ein zweiter 
Schalter um die LEDs umzuschalten. Schon braucht man keine Elektronik 
mehr.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Jörg R. schrieb:
> Gibt es eigentlich ICs mit nur einem FF, also z.B. 1/2 CD4013?

Zumindest für die 74xx Reihe kann ich das mit JA bestätigen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_integrierten_Schaltkreisen_der_74xx-Familie#Einzel-,_Zweifach_und_Dreifachgatter

: Bearbeitet durch User
von Steffi ⛄ (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:

> Zumindest für die 74xx Reihe kann ich das mit JA bestätigen.

Wie solltest du es auch mit NEIN bestätigen?

von FrankDee (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> OnSemi MC100EP35.
> Falls der TO nicht programmieren möchte, passt das. Mit dimmen ist dann
> allerdings nichts mehr.

Dein Ernst? Flip-Flop in ECL100-Technik! Ist wohl ein bisschen Overkill, 
sowohl bei der Frequenz, der Stromaufnahme als auch beim Preis. Er will 
doch keinen SAT-Empfänger oder Radaranlage bauen...

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Gibt es eigentlich ICs mit nur einem FF, also z.B. 1/2 CD4013?
> Zumindest für die 74xx Reihe kann ich das mit JA bestätigen.
Stichwort für die Googlesuche: Single Gate Flipflop
https://www.nexperia.com/products/analog-logic-ics/synchronous-interface-logic/flip-flops/d-type-flip-flops/series/74LVC1G74.html

Die NC7SZ374, NC7SZ175 und 74AHC1G79 usw. sind zwar noch kleiner, aber 
es fehlt der /Q Ausgang, der fürs Toggeln hilfreich wäre.

MaWin schrieb:
> nimm doch einen kleinen (Schiebe)Schalter. Dann täte es auch ein zweiter
> Schalter um die LEDs umzuschalten. Schon braucht man keine Elektronik mehr.
Und wenn der Schiebeschalter dann 3 Positionen "on-off-on" oder gar 
"on-on-on" hätte, könnte man sich noch einen der Schiebeschalter sparen 
(sowas wie https://docs.rs-online.com/6e6f/0900766b81587662.pdf oder 
https:https://www.mouser.de/ProductDetail/Diptronics/SS4P-H-V-B?qs=MLItCLRbWsx1CFVX69%252Bg5g%3D%3D 
oder auch kleiner).

Mit einem kleinen 6-Pin µC (z.B. AVR ATtiny4) könnte man den Taster 
abfragen, die LEDs passend  einschalten (ggfs. sogar automatisch nach x 
Stunden abschalten oder auch blinken lassen). Bei brauchbarer 
Programmierung würde dank Watchdog und Sleepmodi die Batterie im Standby 
locker ein paar Jahre (5..10) halten. Natürlich nicht so lang, wenn die 
LED leuchtet.

Aber die Lösung mit dem "Dual-Gate-Schmitttrigger-Inverter" in der 
Originalschaltung dürfte wohl die realistischte sein...  ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Andreas B. (bitverdreher)


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FrankDee schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> OnSemi MC100EP35.
>> Falls der TO nicht programmieren möchte, passt das. Mit dimmen ist dann
>> allerdings nichts mehr.
>
> Dein Ernst? Flip-Flop in ECL100-Technik! Ist wohl ein bisschen Overkill,
> sowohl bei der Frequenz, der Stromaufnahme als auch beim Preis. Er will
> doch keinen SAT-Empfänger oder Radaranlage bauen...

Stimmt, da habe ich etwas zu oberflächlich geschaut.
Aber genug Auswahl hat es ja in den folgenden Link.

von Jörg R. (solar77)


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Andreas B. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Gibt es eigentlich ICs mit nur einem FF, also z.B. 1/2 CD4013?
>
> OnSemi MC100EP35.
> Falls der TO nicht programmieren möchte, passt das. Mit dimmen ist dann
> allerdings nichts mehr.
>
> Oder:
> 
https://www.mouser.de/Semiconductors/Integrated-Circuits-ICs/Logic-ICs/Flip-Flops/_/N-6j78b?P=1z0z33qZ1z0z7v7

Lothar M. schrieb:
> Die NC7SZ374, NC7SZ175 und 74AHC1G79 usw. sind zwar noch kleiner, aber
> es fehlt der /Q Ausgang, der fürs Toggeln hilfreich wäre.

Interessant, vielen Dank für diese Antworten;-)


Leider hat der TO kein Interesse an der Problemlösung mehr.
Wieder nur der Eröffnungsthread eines neu angemeldeten Users...und das 
war es dann;-(

von Jörg R. (solar77)


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FrankDee schrieb:
> Dein Ernst?

Dein Ernst? Nix zum Thema beitragen, aber rumnölen;-(

Beitrag #6389526 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6389534 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Johannes P. (johannes_p637)


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Jörg R. schrieb:
> Leider hat der TO kein Interesse an der Problemlösung mehr.
> Wieder nur der Eröffnungsthread eines neu angemeldeten Users...und das
> war es dann;-(

Hallo zusammen,

vielen Dank für euren Einsatz - bin überwältigt! Im positiven Sinne 
aufgrund der Anzahl antworten, im negativen Sinne weil ich auch ein 
wenig überfordert bin. Habe 3 kleine Jungs daheim, für deren Legozug die 
Signale beleuchtet werden müssen. Auch irgendwie meine Schuld, weil den 
Personenzug und die Güterlok habe ich ihnen bereits genialst rot/weiß 
wechselnd beleuchtet.
Wie ich die ersten Antworten mit µC gelesen habe - im Urlaub am Handy, 
war für mich klar, dass das ein größeres Projekt wird, nicht wie 
erwartet eine diskrete Lösung. Habe vor vielen Jahren 8051er 
programmiert, C und Assembler, heute mehr die Raspberry Fraktion, so 
kleine Teile wir den tiny10 kannte ich nicht!

Gebt mir bitte ein paar Wochen das zu analysieren, danke schon einmal 
für den riesen Input!

Johannes

von Jörg R. (solar77)


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Johannes P. schrieb:
> vielen Dank für euren Einsatz - bin überwältigt! Im positiven Sinne
> aufgrund der Anzahl antworten, im negativen Sinne weil ich auch ein
> wenig überfordert bin.

Ok, dann geht es weiter;-)

Welche Lösung wäre Dir denn lieber, uC oder mit „klassischen“ ICs bzw. 
Bauteilen?

Wieviel Platz hast Du in den Signalen? Muss die Elektronik darin 
untergebracht werden. oder kannst Du die Elektronik auch außerhalb 
anbringen?

von Harald W. (wilhelms)


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Johannes P. schrieb:

> nicht wie erwartet eine diskrete Lösung.

Was ist für Dich eine "diskrete Lösung"?

von Johannes P. (johannes_p637)


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Hallo zusammen,

hatte wieder ein wenig Zeit, danke nochmals für eure super Ideen.
Ich werde 2 Varianten versuchen
- einerseits die mit dem Schiebeschalter (ON/OFF/ON). Das ist denke ich 
die beste Lösung für den Usecase.
- ebenso die ATtiny85, 6 Stück davon bestellt für je €2, da ist nix 
verhaut, programmieren werde ich sie über einen Arduiono Nano. An dieser 
Lösung gefällt mir das µC programmieren sowie die Möglichkeit PWM zu 
dimmen.

Besten Dank!

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