Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Toggle Schaltung mit NE555 schaltet ein, aber nicht aus


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von Lars Henry F. (henry_f)


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Hallo zusammen,

ich habe eine Toggle Schaltung aufgebaut, um einen MOSFET anzusteuern.
Die Schaltung für den NE555 habe ich diesem Video entnommen:
https://www.youtube.com/watch?v=pAh1-29VrwI

Als Spannungsversorgung habe ich eine 9 V - Batterie angeschlossen.
Durch Drücken des Tasters werden am Ausgang (am 100 Ohm Widerstand) 9 V 
angelegt. Bei der nächsten Betätigung des Tasters sollten am Ausgang 
wieder 0 V anliegen. Leider bleibt er aber bei 9 V.

Der Kondensator entlädt sich also nicht. Ich hätte erwartet, dass er 
sich langsam über den Innenwiderstand des Messgerätes entlädt, mit dem 
ich die Spannung zwischen dem  Ausgang und dem Minuspol der Battere 
abgreife.
Habe ich etwas übersehen?

Vielen Dank im Voraus für eure Hilfe

Viele Grüße

Henry

von Peter D. (peda)


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Der R7 (mittleres Bild) ist zu klein, nimm mal 100k.

von Lars Henry F. (henry_f)


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Hallo Peter,

danke für den Hinweis. In der Originalschaltung, an der ich mich 
orientiert habe, waren es 10 kOhm, aber ich werde es mal mit mehr 
ausprobieren. Leider kann ich erst morgen wieder an der Schaltung 
basteln. Welchen Vorteil hat denn hierbei ein größerer Widerstand?

VG Henry

von Peter D. (peda)


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Bei 10k hast Du die gleichen Verhältnisse, wie intern. Widerstände haben 
aber immer Toleranzen, d.h. der Komparator kann wieder zurück kippen.
100k sichert ab, daß Du immer im Bereich zwischen beiden Schwellen (nahe 
50%) bleibst, d.h. nur die Kondensatorladung kann ein Kippen bewirken.

Besser ist es auch, einen CMOS-555 zu nehmen, der hat weniger 
Spannungsabfall bei High.

von Lars Henry Fischer (Gast)


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Vielen Dank für die Erklärung. Ich habe die Schaltung nochmal mit 100 k 
aufgebaut und jetzt klappt es:)

von Harald W. (wilhelms)


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Lars Henry F. schrieb:

> ich habe eine Toggle Schaltung aufgebaut,

Du solltest statt dieser Schwurbelschaltung ein echtes
Taktflipflop nehmen.

von Lars Henry F. (henry_f)


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Hallo Harald,

welches Taktflipflop und welche Schaltung würdest du denn konkret 
empfehlen?

Ich habe die Schaltung heute nochmal getestet und sie funktioniert 
leider doch nicht zuverlässig. Das heißt, sie schaltet 10 mal in Folge 
so, wie es sein soll, aber danach funktioniert plötzlich wieder nichts. 
Habe das jetzt mehrmals beobachtet.

Kann vielleicht ein Konensator mit 0,1 mikrofarad zwischen Pin 2 des 
NE555 und GND helfen, um den Taster zu debouncen?

Oder lieber eine bistabile Kippstufe verwenden?

VG Henry

von Jens G. (jensig)


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Das togglen mit dieser NE555-Schaltung funktioniert nur, wenn man nicht 
zu schnell schaltet. Paar mal pro Sekunde könnte knapp werden, je nach 
Toleranz der Teile und Schaltschwellen.

von Dyson (Gast)


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Lars Henry F. schrieb:

> Toggle Schaltung mit NE555 schaltet ein, aber nicht aus

D.h. zu 50% funktioniert es. Das ist schon mehr als man von einem NE555 
erwarten kann.

von Michel M. (elec-deniel)


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: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Lars Henry F. schrieb:
> Das heißt, sie schaltet 10 mal in Folge
> so, wie es sein soll, aber danach funktioniert plötzlich wieder nichts.
> Habe das jetzt mehrmals beobachtet.

<9V und 10k, sind gerade mal max 0.9mA. Für viele Taster/Schalter (vor 
allem die unbekannten;) benötigen min. das doppelte an Strom, damit sie 
zuverlässig funktionieren.
Mach mal die Widerstände 4,7k und den Kondensator ~2,?µF groß.

von Lars Henry F. (henry_f)


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Vielen Dank für die vielen Tipps!

Ich habe, wie Teo vorgschlagen hat, einen größeren Kondensator 
verwendet. Die Schaltung habe ich dann auch noch einmal mit einem 
anderen Taster aufgebaut und jetzt funktioniert sie einwandfrei.

Aktuell rätsel ich noch, warum der n-Kanal MOSFET, den ich mit der 
Schaltung ansteuern will, dennoch immer sperrt.

Viele Grüße
Henry

von H. H. (hhinz)


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Lars Henry F. schrieb:
> Aktuell rätsel ich noch, warum der n-Kanal MOSFET, den ich mit der
> Schaltung ansteuern will, dennoch immer sperrt.

Gate-Source-Spannung messen.

von Lars Henry F. (henry_f)


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Hallo H,

Ich bin erst Mittwoch wieder an der Schaltung, um nachzumesen aber das 
letzte mal habe ich diese Werte gemessen:

Bei 8,1 V am Gate

Drain to Source: 1,75 V

Drain to Minuspol 9V Batterie: 7,3 V

Source to Minuspol 9V Batterie: 8 V

von H. H. (hhinz)


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Lars Henry F. schrieb:
> Source to Minuspol 9V Batterie: 8 V

Das müssten ja auf jeden Fall 0V sein!

Da fehlt wohl die Verbindung zwischen GND des NT und GND(Minus) der 
Batterie. In deinem Layout ist davon auch nichts zu sehen.

: Bearbeitet durch User
von Lars Henry F. (henry_f)


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Oh ja danke, da hast du recht. Ich war der Meinung, dass ich das 
verbunden hätte.

Im Eagle Ersatzschaltbild habe ich es vergessen, aber im ESB der 
gesamten Schaltung mit Last und Netzgerät (3. Datei) ist die Verbindung 
enthalten.

VG
Henry

von Lars Henry F. (henry_f)


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Hallo H,

ich habe jetzt Source und den GND der Batterie verbunden und eine neue 
Batterie zur Versorgung des NE555 eingebaut.

Zwischen GND und Source liegen jetzt 0 V und die Gate Source Spannung 
liegt bei 8,75 V.

Leider schaltet der MOSFET dennoch nicht und bleibt gesperrt.

Ich habe am Netzgerät 12 V eingestellt und eine elektronische Last 
angeschlossen. 2 V sind an der elektronischen Last abgefallen, 10 V über 
dem MOSFET. Und das unabhängig davon, ob am Gate 0 oder 8,75 V anlagen.

Hast du noch eine Idee?

Seltsam finde ich auch, dass die Batterien zur Versorgung des NE555 bei 
meinen Tests schnell an Spannung verlieren, sodass ich jetzt schon die 
dritte Batterie nutze.

VG Henry

von Lars Henry F. (henry_f)


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Ich verwende diesen MOSFET. Der sollte ja bei 8,75 V Gate to Source 
Spannung voll durchschalten.

von Dennis (Gast)


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von Lars Henry F. (henry_f)


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Hallo Dennis,

danke für deine Alternativvorschläge für die Schaltung. Die Toggle 
Schaltung, die ich aufgebaut habe, funktioniert jetzt zuverlässig. Daher 
würde ich bei dieser bleiben.

Ich rätsel nur, warum der MOSFET auch bei 8,75 V Gate to Source Spannung 
nicht durchschaltet. Daran würde ja auch eine andere Schaltung nichts 
ändern.

VG Henry

von Teo (Gast)


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Du hast ihn falsch angeschlossen oder er ist kaputt.
Mehr "Fehlerdiagnose" is bei deiner Prosa, leider nich drin.

von Lars Henry F. (henry_f)



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Hi,
ich habe das Problem gefunden. Die Z-Diode ist bei einer Messung 
zerstört worden. Dadurch waren Gate und Source und damit auch Ground 
kurzgeschlossen. So lagen zwar vor dem 100 Ohm Widerstand am Ausgang 
noch 8,5 V an, danach kam allerdings der Kurzschluss, sodass das Gate 
keine Spannung gesehen hat. Mit einer neuen Diode funktioniert die 
Schaltung jetzt.

Aktuell messe ich Entladevorgänge von Batterien. Ich messe mit einem 
Oszilloskop die Spannung an der Last, den Strom und die Spannung am 
Gate. Bei einer fallenden Flanke des Gates triggere ich, da dann der 
MOSFET sperrt. Bei 250 MHz Messfrequenz fällt auf, dass die Spannung am 
Gate und damit auch der Strom und die Spannung an der Last oszillieren. 
Wenn kein Strom fließt, schaltet das Gate korrekt. Je größer der 
abzuschaltende Strom ,desto stärker schwingen die Messwerte und desto 
größer ist die Relaxationszeit.

Ich habe hier mal ein paar Aufnahmen des Oszis angehängt. Die Spannung 
am Gate ist rötlich, der Strom gelb und die Spannung an der Last in blau 
dargestellt.

Die "schöne Abschaltmessung" ist ohne Stromfluss, das geringere 
Schwingen  bei 1 A und 1,5 V Alkaline Batterie und das starke Schwingen 
bei 20 A und einem 12 V Bleiakku aufgenommen.

Hat dazu vielleicht jemand eine Idee?

VG Henry

von Michel M. (elec-deniel)


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wie sieht die gesamte Schaltung jetzt aus ?!

von Bernd K. (bmk)


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Lars Henry F. schrieb:
> Wenn kein Strom fließt, schaltet das Gate korrekt. Je größer der
> abzuschaltende Strom ,desto stärker schwingen die Messwerte und desto
> größer ist die Relaxationszeit.

Das sieht nach einer Rückkopplung des Stroms auf der GND-Schiene
auf die Ansteuerung durch den NE555 aus.

Bitte mal GND(Last) vom GND(Ansteuerung) möglichst trennen.
Also einen GND-Punkt (Sternpunkt) schaffen, von dem aus einmal die
Steuerschaltung und zweitens der Laststrom versorgt wird.

Und dann GND(Ansteuerung) so dicht wie möglich an Source vom
MOSFET anschließen. Dadurch wird eine Rückkopplung vermieden.

Was auch nicht verkehrt ist: Dem NE555 einen Kerko 100nF
parallel zu seiner Versorgungsspannung zu spendieren.

von Mani W. (e-doc)


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Am Anschluss (5) fehlt ein 100 nF Kondensator!

von Bernd (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Am Anschluss (5) fehlt ein 100 nF Kondensator!
It depends.
Vielleicht reichen auch schon 10 nF...

von Mani W. (e-doc)


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Bernd schrieb:
> Vielleicht reichen auch schon 10 nF...

Möglich, immerhin besser als gar keiner...

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