Impuls Steuerung mit dem CD4017B

[Marcel A. (marcel_a327)]

Hallo zusammen

Für den Umbau von unseren Lüftungsanlagen auf SPS benötige ich
auch noch eine Impuls Steuerung, die bis 12 Ventile geht.
Diese wird zur Filterabreinigung (Druckluft Impulsreinigung) eingesetzt.

Dank einer vorhandenen 10er Steuerung und diesem Forum habe ich es
bis 10 Ventile hingekriegt. Hurra, ein Laie ist vom Himmel gefallen.
Bilder und Schaltplan im Anhang

Versuche mit dem 4081er und 4001er dazwischen, haben bei mir zu
keinem Erfolg geführt.
Bei einer alten 12er Steuerung die ich habe, ist mir die Schaltung mit 
dem
CD4514BE noch nicht ganz klar.

Wenn jemand helfen kann, mein Steckbrett wird sehr dankbar sein.

Gruss Marcel

[Jörg R. (solar77)]

Marcel A. schrieb:
> Für den Umbau von unseren Lüftungsanlagen auf SPS benötige ich
> auch noch eine Impuls Steuerung, die bis 12 Ventile geht.
> Diese wird zur Filterabreinigung (Druckluft Impulsreinigung) eingesetzt.
>
> Dank einer vorhandenen 10er Steuerung und diesem Forum habe ich es
> bis 10 Ventile hingekriegt. Hurra, ein Laie ist vom Himmel gefallen.
> Bilder und Schaltplan im Anhang
>
> Versuche mit dem 4081er und 4001er dazwischen, haben bei mir zu
> keinem Erfolg geführt.
> Bei einer alten 12er Steuerung die ich habe, ist mir die Schaltung mit
> dem CD4514BE noch nicht ganz klar.

Der CD4514BE ist ein Decoder 1 aus 16. Er hat 4 Eingänge an die ein 
4-Bit-Zähler angeschlossen werden muss, um einen der 16 Ausgänge 
anzusteuern.

Bei der Lösung mit dem 4017 ist immer ein Ausgang aktiv, soll das so 
sein?

[Marcel A. (marcel_a327)]

Hallo und besten dank.

Über den Clock vom 4017er wird ja der Impuls gegeben und die jeweiligen
Ausgänge sind dann dauerhaft High oder Low.
Ich benötige am Ausgang vom ULN2003 jedoch nur ein High von ca. 1er Sek.

[Michael G. (saveline)]

Marcel A. schrieb:
> Impuls Steuerung, die bis 12 Ventile geht.

hier in Beitrag #5
https://www.ledstyles.de/index.php?thread/14717-12-z%C3%A4hler-mit-cd4017/

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Um den CD4514 ansteuern zu können, brauchst du einen BCD Aufwärtszähler 
z.B. einen CD4518. Dann hast du aber noch ein zusätzliches IC! Dann 
kannst du auch gleich zwei CD4017 kaskadieren, die kann man dann 
hinterher sogar noch bis auf 20 Ventile aufstocken.

Übrigens, der Emitter vom BC546 muss an GND angeschlossen werden.

[Falk B. (falk)]

Marcel A. schrieb:
> Über den Clock vom 4017er wird ja der Impuls gegeben und die jeweiligen
> Ausgänge sind dann dauerhaft High oder Low.
> Ich benötige am Ausgang vom ULN2003 jedoch nur ein High von ca. 1er Sek.

Naja, das ist aber mit dem 4017 nicht so ganz frei steuerbar, denn der 
schaltet bei jedem TAKT(!) auf den nächsten Ausgang.

Siehe Anhang. Damit kann man 1 von 16 Ausgängen mit A0-A3 auswählen und 
mit EN (low active) aktivieren so lange man will. Mit HIGH sind alle 
Ausgänge inaktiv. Die Signal können direkt mit 24V aus der SPS 
angesteuert werden.
Den Rest der 5V Versorgung und der Relais hab ich weggelassen, da weiß 
du ja wie es geht.

Den 74HC238 kann man auch noch in THT kaufen.

https://de.rs-online.com/web/p/encoder-und-decoder-ics/1449997?gb=s

Dein CD4514BE ist hornalt und kaum noch beschaffbar.

[H. H. (hhinz)]

Falk B. schrieb:
> Dein CD4514BE ist hornalt und kaum noch beschaffbar.

TI stellt den nach wie vor her, nur halt nicht mehr mit Schraubklemmen.

[Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)]

Und warum machst Du das nicht gleich alles in der LOGO! ?

[Falk B. (falk)]

Falk B. schrieb:
> Siehe Anhang. Damit kann man 1 von 16 Ausgängen mit A0-A3 auswählen und
> mit EN (low active) aktivieren so lange man will.

Wenn man Pins an der SPS sparen will/muss, kann man EN auch nicht 
anschließen und fest auf GND legen. Dann muss man die Pulsbreite mit den 
Eingängen A0-A3 steuern und einen Ausgang ungenutzt lassen, z.b. bei 
Adresse 0 (IC1A, Y0).

[Falk B. (falk)]

Thomas S. schrieb:
> Und warum machst Du das nicht gleich alles in der LOGO! ?

Vermutlich zu wenig Ausgänge frei.

[Marcel A. (marcel_a327)]

Besten dank
Ja das ist ein Fehler in der Zeichnung.
Hoffentlich der einzige.

Das mit dem Kaskadieren, da habe ich schon einige Varianten probiert.

Zur Erklärung:
Die LOGO steuert die Impuls und die Pausenlängen.
Das Ventile bleibt für ca. 1 Sekunde geöffnet. Jeweils nur eines.
Dann eine Pause von 30 Sek. und das nächste Ventil wird geöffnet.

[Falk B. (falk)]

Marcel A. schrieb:
> Zur Erklärung:
> Die LOGO steuert die Impuls und die Pausenlängen.
> Das Ventile bleibt für ca. 1 Sekunde geöffnet. Jeweils nur eines.
> Dann eine Pause von 30 Sek. und das nächste Ventil wird geöffnet.

Dafür hast du deinen Schaltplan aber auch maximal unverständlich 
gezeichnet.
D4 ist bei dir falsch angeschlossen, das muss DIREKT parallel zum Ventil 
liegen, wenn sie wirken soll.
Außerdem hat deine Schaltung keine Rückmeldung. Deine SPS weiß nicht, 
welcher Relaisausgang gerade aktiv ist. Alles eher unbrauchbar.

[Marcel A. (marcel_a327)]

Eine Rückmeldung wird für meinen gebrauch nicht benötigt.
Aber eine Zählung in der LOGO könnte man realisieren.

Fehler 2, Danke

[Falk B. (falk)]

Marcel A. schrieb:
> Eine Rückmeldung wird für meinen gebrauch nicht benötigt.
> Aber eine Zählung in der LOGO könnte man realisieren.

Das reicht nicht! Beim Einschalten steht der Zähler beliebig! Also weiß 
deine SPS nicht, wo er steht! Damit ist das alles undefiniert und 
Glückssache!

Siehe Anhang, sieht deutlich besser aus und hat einen definierten Reset. 
Hat aber immer noch das Problem, daß man immer der Reihe nach 
durchtackern muss. Ist nicht empfehlenswert. Nur die Anordnung der 
Bauteile.

[Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)]

Falk B. schrieb:
> Außerdem hat deine Schaltung keine Rückmeldung. Deine SPS weiß nicht,
> welcher Relaisausgang gerade aktiv ist. Alles eher unbrauchbar.

Deshalb gleich alles in der Logo! machen.

Falk B. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Und warum machst Du das nicht gleich alles in der LOGO! ?
>
> Vermutlich zu wenig Ausgänge frei.

Dafür gibt es die verschiedensten Erweiterungen. Rechts zu dranstecken.

[H. H. (hhinz)]

Einen µC zu verwenden kommt nicht in Frage?

[Roland F. (rhf)]

Hallo,
H. H. schrieb:
> Einen µC zu verwenden kommt nicht in Frage?

Zu einfach.

rhf

[Jörg R. (solar77)]

Marcel A. schrieb:
> Eine Rückmeldung wird für meinen gebrauch nicht benötigt.
> Aber eine Zählung in der LOGO könnte man realisieren.
>
> Fehler 2, Danke

https://www.mikrocontroller.net/attachment/658686/Impulssteuerung_10fach.png

In Deiner Schaltung wird die Versorgungsspannung für die Relais über den 
PNP zu- bzw. abgeschaltet. Die Spannung geht auch auf die COM-Anschlüsse 
(PIN9) der ULN2002, der Anschluss der die Freilaufdioden im Chip 
aktiviert. Durch das Abschalten der Versorgungsspannung an dem PIN9 
werden die Freilaufdioden außer Funktion gesetzt, die Induktionsspannung 
des abfallenden Relais also nicht eliminiert.

[Falk B. (falk)]

Jörg R. schrieb:
> Die Spannung geht auch auf die COM-Anschlüsse
> (PIN9) der ULN2002, der Anschluss der die Freilaufdioden im Chip
> aktiviert. Durch das Abschalten der Versorgungsspannung an dem PIN9
> werden die Freilaufdioden außer Funktion gesetzt, die Induktionsspannung
> des abfallenden Relais also nicht eliminiert.

Selten so einen Schwachsinn gelesen. Aber wir wissen ja, vom wem es 
kommt.

[Marcel A. (marcel_a327)]

Bei der Originalen Platine sind die Ventile direkt angeschlossen.
Jedoch parallel über 2 Durchgänge vom ULN (Ventile max. 24V 1A)

Wegen der Spulenspannung vom Koppelrelais habe ich mir auch Gedanken 
gemacht
und deshalb Sockel gewählt mit einer EMV-Spulenbeschaltung. finder 
93.01.7.024
Gerade bemerkt das es vermutlich nichts nützt, da ja gegen Masse 
geschalten wird.

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Jörg R. schrieb:
> Durch das Abschalten der Versorgungsspannung an dem PIN9 werden die
> Freilaufdioden außer Funktion gesetzt

Die Freilaufdioden bleiben aber nach dem Abschalten der 
Versorgungsspannung trotzdem weiterhin mit den Relaisanschlüssen 
verbunden und behalten ihre Funktion bei.

Marcel A. schrieb:
> das es vermutlich nichts nützt, da ja gegen Masse geschalten wird.

Solange sich die EMV-Mimik im Sockel und somit direkt am Relais 
befindet, ist alles gut.

[Jörg R. (solar77)]

Enrico E. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Durch das Abschalten der Versorgungsspannung an dem PIN9 werden die
>> Freilaufdioden außer Funktion gesetzt
>
> Die Freilaufdioden bleiben aber nach dem Abschalten der
> Versorgungsspannung trotzdem weiterhin mit den Relaisanschlüssen
> verbunden und behalten ihre Funktion bei.

Hallo Enrico,
vielen Dank für die Erläuterung:-) Das habe ich nicht bedacht.

[Marcel A. (marcel_a327)]

Hallo,

Ja, die Logo kann um weiter Grundeinheiten erweitert werden.
Aber für nur 1-2 Ausgänge etwas übertrieben.
Auch platzmässig.

Jedoch könnte mit dem 10ten Ventil einen Impuls an die LOGO gehen und 
die letzten zwei
Impulse über weitere Ausgänge gemacht werden. Danach ein Neustart. Also 
3 Ausgänge, schon besser.
Jedoch Murks Variante.

Gruss Marcel

[Jörg R. (solar77)]

Marcel A. schrieb:
> (..)
> Jedoch könnte mit dem 10ten Ventil einen Impuls an die LOGO gehen und
> die letzten zwei
> Impulse über weitere Ausgänge gemacht werden. Danach ein Neustart. Also
> 3 Ausgänge, schon besser.
> Jedoch Murks Variante.

Am besten und wäre es wenn Du 4 Ausgänge der Logo benutzt um damit den 
CD4514 anzusteuern. Ausgang Q0 bleibt frei.

[Marcel A. (marcel_a327)]

Ja das ist doch mal ein versuch wert. Super

Ich werde mich gleich ans Layout machen und eine neue Platine Lasern.

Gruss und besten Dank
Marcel

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Jörg R. schrieb:
> Am besten und wäre es wenn Du 4 Ausgänge der Logo benutzt um damit den
> CD4514 anzusteuern.

Das Logomodul würde dann mit 4 Ausgängen an die Data-Eingänge 1 bis 4 
angeschlossen werden und für eine Sekunde lang den Code für das 
gewünschte Relais senden. Dadurch können dann auch der BD244 und der 
BC546 entfallen.

Der Strobe-Eingang wird fix auf High gelegt und der Inhibit-Eingang auf 
Low, so das dafür keine weiteren Ausgänge mehr vom Logomodul herhalten 
müssen.

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Marcel A. schrieb:
> Ich werde mich gleich ans Layout machen

Langsaaaam! Prüfe doch erst einmal wie viele Ausgänge du am Logo Modul 
noch zur freien Verfügung hast und ob du sie entsprechend für die 
Ventilsteuerung konfigurieren kannst und dann mach erstmal einen 
Schaltplan und zeige ihn hier, bevor du evtl. ein Platinenlayout für die 
Tonne machst.

[Marcel A. (marcel_a327)]

Bis jetzt sind es 10 Ausgänge.
FU für Zuluft, Abluft, Regelventil und Pumpen der Heizung, Meldeleuchten 
usw.

Noch eine kurze Verständnis Frage.
Der Ausgang ist also nur so lange High wie Signal an Data 1-4 anliegt.
Für S2 = Nur Pin3 High (1) / Alles gemäss Tabelle

Schaltplan, aber sicher doch.

[Falk B. (falk)]

Marcel A. schrieb:
> Noch eine kurze Verständnis Frage.
> Der Ausgang ist also nur so lange High wie Signal an Data 1-4 anliegt.

Die Signale liegen immer an, LOW oder HIGH.
Mit den Codes 0000-1111 kann man den jeweiligen Ausgang auf HIGH setzen, 
alle anderen sind LOW. Bei diesem Konzept muss man einen Ausgang 
ungenutzt lassen, das ist dann die "Parkposition", wo alle Ausgänge LOW 
sind (außer der ungenutzte). Welcher das sein soll, kannst du dir 
aussuchen.

> Für S2 = Nur Pin3 High (1) / Alles gemäss Tabelle

und A, C B LOW!

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Falk B. schrieb:
> Welcher das sein soll, kannst du dir aussuchen.

So wie Jörg schon intuitiv vorgeschlagen hat, böte sich für die 
Parkposition der Ausgang S0 regelrecht an.

Falk B. schrieb:
> und A, C B LOW!

A, C, D LOW!

[Falk B. (falk)]

Enrico E. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> und A, C B LOW!
>
> A, C, D LOW!

Ja Mist, vertippt! 8-0

[Marci W. (marci_w)]

Marcel A. schrieb:
> Hallo,
>
> Ja, die Logo kann um weiter Grundeinheiten erweitert werden.
> Aber für nur 1-2 Ausgänge etwas übertrieben.

Bei der vielen Bastelei und Recherche wäre vermutlich ein zusätzliches 
Modul doch die bessere Lösung gewesen. Auf jeden Fall aber die 
professionellere. ;-)

ciao

Marci

[Jobst M. (jobstens-de)]

Was spricht eigentlich dagegen, ein Schieberegister zu benutzen?
Die gibt es ja auch schon fertig mit Treibern für die Relais.

- man kann einfach ein Bit über die Ausgänge schieben
- man kann auch alle Ausgänge abschalten
- man kann sogar mehrere Relais schalten
- beliebige Länge
- je nach Anforderung mit 2 - 4 Leitungen komplett steuerbar.


Gruß
Jobst

[Marcel A. (marcel_a327)]

Hallo zusammen

Der Schlussteil von der 12er Platine mit dem 4514, ist so wie im Plan 
aufgebaut.

Gruss Marcel

[Falk B. (falk)]

Marcel A. schrieb:
> Der Schlussteil von der 12er Platine mit dem 4514, ist so wie im Plan
> aufgebaut.

Naja. Im Prinzip OK, aber dann müssend eine SPS-Ausgänge potentialfreie 
Relaiskontakte sein. Kann man machen, ist aber wieder ne Einschränkung. 
Und sie müssen relativ gleichzeitig schalten. Wenn nicht, gibt es beim 
Umschalten Zwischenstufen und einige Relais zucken kurz. Das ist Murks. 
Dann lieber das INHIBIT-Signal noch auf die SPS führen und dann

INHIBIT LOW
Neuen Code anlegen (kann beliebig langsam und ungleichmäßig sein)
INHIBIT HIGH

So kannst du sauber schalten.

Ich würde an den Steuereingängen Spannungsteiler aus 10k+10k anbringen, 
dann kann man direkt mit 24V Signalen der SPS drauf gehen, egal ob die 
Relaisausgänge oder Transistorausgänge hat.

[Falk B. (falk)]

Ich war mal so frei, noch eine clevere Pinsparvariante zu entwerfen. Man 
braucht nur 2 Pins an der SPS! Einmal für ON/OFF des ausgewählten Relais 
und ein kombiniertes Takt- und Reset Signal! Siehe Anhang.

Der Takt CLK liegt in Ruhelage auf HIGH. Ein langer LOW-Puls >500ms 
macht einen Reset des Schieberegisters. Danach geht der Takt wieder für 
>1000ms auf HIGH, damit der RC-Tiefpass R8+C6 auf HIGH geht. Wenn man 
jetzt ein Relais auswählen will, muss man 2x N kurze, negative Taktpulse 
erzeugen. Damit werden nacheinander die Ausgänge Q0-Q7 des 1. 
Schieberegisters ausgewählt, danach Q0-Q7 des 2. Schieberegisters. Es 
wandert quasi ein einzelnes HIGH durch die Ausgänge. Man kann das 
Schieberegister beliebig verlängern.

Der Trick liegt in den kurzen LOW-Pulsen von <100ms und anschließend 
>500ms Pause. Denen kann nur Tiefpass R6+C5 (tau=10ms) folgen, der 
langsame Tiefpass R8+C6 (tau=500ms) aber nicht, der bleibt praktisch auf 
HIGH. Warum nun 2 Pulse pro Relais? Weil die Taktpulse aus dem 1. 
Tiefpass zu lahm sind und mit den Schieberegistern Unsinn anstellen 
würden! Die wollen SCHNELLE Takte mit max. 1us Anstiegszeit sehen, die 
haben keinen Schmitt-Trigger Eingang! IC2 hat den aber und 
verkraftet beliebig langsame Taktflanken. Dafür wird IC2A auch benutzt, 
ein Filter für langsame Taktflanken. Das FlipFlop wird als 
Toggle-FlipFlop geschaltet. Darum braucht man 2 Takte am Eingang für 
einen Ausgangstakt. Durch den RC-Filter verkraftet die Schaltung auch 
leicht prellende Relaiskontakte einer SPS. Ein prellfreier 
Transistorausgang wäre natürlich besser.

Die Endstufen habe ich gleich mit gescheiten Logic-Level MOSFETs 
aufgebaut, die brauchen kam mehr Platz als ein oller ULN2xxx, können 
aber locker 5A schalten! Damit kannst du die Ventile direkt ohne 
Koppelrelais ansteuern. Freilaufdioden gibt es auch. Wenn sich einer 
wundert, wie die Leitungen liegen, die Platine ist lochrastertauglich 
entworfen. Wenn jemand den Spaß auf Lochraster aufbauen will. Oder 
einfach direkt als Platine bestellen.

Viel Spaß damit.

[Peter D. (peda)]

Jobst M. schrieb:
> Was spricht eigentlich dagegen, ein Schieberegister zu benutzen?

Nichts.
Man könnte dann mehrere Ausgänge gleichzeitig anschalten.
Es reicht nur 1 Pin von der Steuerung aus. Die Signale werden über 
RC-Glieder getrennt. Langer Puls = 1-Bit, kurzer = 0-Bit, lange Pause 
als Latchpuls.
Z.B. der TPIC6C595DR kann 24V/0,25A schalten.
https://www.digikey.de/de/products/detail/texas-instruments/TPIC6C595DR/1670633

[Falk B. (falk)]

Und wenn man die Spielerei mit dem FlipFlop als Schmitt-Trigger nicht 
haben will, nimmt man halt einen richtigen. Dann reichen N Takte Zur 
Auswahl den Nten Ausgangs. Es gibt ja genug Platz auf der Platine und 20 
Cent sollten das Budget nicht sprengen ;-)

[Marcel A. (marcel_a327)]

Sodele, nun sollten eigentlich wieder mal ein paar Zeilen vom Laien 
kommen.

Beim Ansteuern des CD4514 über die LOGO (A,B,C,D) gibt es
wie von Falk erwähnt, ein leichtes durchflackern. Wobei nur eines 
schaltet.

Bei einer vorhandenen 10er Steuerung, sind die Ausgänge auch ohne 
ULN2003
Dieser habe ich jedoch keine Beachtung geschenkt, da sie auch nur für 10 
Ventile ist.

Für den nächste versuch mit Schieberegister, muss ich mich erst noch 
etwas in die
Pläne von Falk einarbeiten. Besten dank dafür. Teile habe ich mal 
bestellt.

Tolles Forum.
Gruss Marcel