Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leistungsmonoflop zur getriggerten Ausschaltverzögerung bei 24V


von Peter W. (peter_w462)


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Hallo miteinander,

ich würde gerne eine solche Schaltung realisieren. Mein erster Ansatz 
wäre ein NE555 gewesen, doch etwas unpraktisch wegen der 24V... in 
Verbindung mit einem Spannungsteiler und Schaltung über ein Mosfet aber 
denkbar, doch eher nicht so elegant und aufwendig. Da gibt es sicher 
etwas besser geeignetes/spezialisiertes...

Anforderung wäre im speziellen: ein pulsierendes Rechtecksignal 500ms 
an/aus mit 24V in ein permanentes umzuwandeln, wobei dieses wiederum bis 
1A belastet werden kann. Versatz wenn keine positive Flanke mehr kommt, 
sollte günstigenfalls unter 1 sek liegen.

Weiß da jemand vielleicht etwas aus dem Stehgreif? Danke schonmal

von Jörg R. (solar77)


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Peter W. schrieb:
> Anforderung wäre im speziellen: ein pulsierendes Rechtecksignal 500ms
> an/aus mit 24V in ein permanentes umzuwandeln, wobei dieses wiederum bis
> 1A belastet werden kann. Versatz wenn keine positive Flanke mehr kommt,
> sollte günstigenfalls unter 1 sek liegen.
>
> Weiß da jemand vielleicht etwas aus dem Stehgreif? Danke schonmal

1/2 CD4538, retriggerbar, T=1,2 Sekunden, N-Channel Mosfet am Ausgang.

Der Chip würde ich mit 12V versorgen. Das 24V Eingangssignal muss über 
einen Spannungsteiler zugeführt werden.

Alternative 2 kleiner 8 Pin uC.


Peter W. schrieb:
> ich würde gerne eine solche Schaltung realisieren. Mein erster Ansatz
> wäre ein NE555 gewesen, doch etwas unpraktisch wegen der 24V... in
> Verbindung mit einem Spannungsteiler und Schaltung über ein Mosfet aber
> denkbar, doch eher nicht so elegant und aufwendig.

Was findest Du an einem Spannungsteiler und einem passenden 
Spannungsregler mit einigen zusätzlichen Bauteilen aufwendig?

Ich kenne keinen passenden Chip der mit 24V funktioniert.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Peter W. schrieb:
> Da gibt es sicher etwas besser geeignetes/spezialisiertes...

Du weist keine Lösung, bist aber sicher, dass es genau so etwas gibt. 
Woher nimmst du diese Sicherheit?

Heutige Mikrocontroller und digitale Elektronik laufen allgemein mit 5V, 
3,3V oder weniger. Die Bausteine der alten C-MOS 4000-er Serie aus den 
späten 1960-er Jahren und deren Nachfolger, die 4000B Serie (ab 1975) 
waren für Betriebsspannungen von maximal 18 bzw. 15V vorgesehen. Da 
wirst du bei deinen 24V um eine Pegelkonvertierung nicht drumherum 
kommen, falls du dir nicht selber eine simple Kippstufe mit ein paar 
diskreten Bauteilen selber zurecht klöppeln möchtest.

Niemand baut eine ganzen Logik-IC Serie für Ströme von 1A. Da werden die 
Funktionen getrennt in Steuerlogik und Leistungstreiber.

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


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Eltako MFZ12DX-UC

: Bearbeitet durch User
von Peter W. (peter_w462)


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Jörg R. schrieb:
>
> Der Chip würde ich mit 12V versorgen. Das 24V Eingangssignal muss über
> einen Spannungsteiler zugeführt werden.
>
> Alternative 2 kleiner 8 Pin uC.
>
> Was findest Du an einem Spannungsteiler und einem passenden
> Spannungsregler mit einigen zusätzlichen Bauteilen aufwendig?
>
> Ich kenne keinen passenden Chip der mit 24V funktioniert.

Danke für die schnelle Antwort. Das wäre eine Option. Ich denke, ich 
wäre eher an der von Dir leider nicht näher aufgeführten Alternative 2 
interessiert :-)
So etwas stellte ich mir auch vor.

Vor kurzem hatte ich eine ähnliche Problemstellung, also mit den 24V - 
eine Polumkehrung mit Abschalter zu realisieren, die bisher mit 2 2UM 
Relais gemacht wurde. Als simpelste Lösung (für mich) bin ich auf einen 
IFX9201SG gekommen. Da brauchte ich dann nur eine einfache 
Pegelanpassung (mit R und Zener am Eingang), der kleine Motor IC mit 
Treiber wird auch gleich mit den 24V versorgt.

von Peter W. (peter_w462)


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Rainer W. schrieb:
> Du weist keine Lösung, bist aber sicher, dass es genau so etwas gibt.
> Woher nimmst du diese Sicherheit?

> Niemand baut eine ganzen Logik-IC Serie für Ströme von 1A. Da werden die
> Funktionen getrennt in Steuerlogik und Leistungstreiber.

ja klar, danach suchte ich auch nicht. Aber spezialisierte Controller 
ICs gibt es ja für spezielle Lösungen - und dafür würde ich auch 
Anregungen suchen :-)

von Rahul D. (rahul)


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Peter W. schrieb:
> Danke für die schnelle Antwort. Das wäre eine Option. Ich denke, ich
> wäre eher an der von Dir leider nicht näher aufgeführten Alternative 2
> interessiert :-)
> So etwas stellte ich mir auch vor.

Gibt's aber auch nicht für 24V.
Pegelkonvertierung wirst du auf jeden Fall brauchen.
Wie soll deine Schaltung überhaupt versorgt werden?
Aus den pulsierenden 24V?
Dann brauchst du schon mal mindest eine Diode, über die ein Kondensator 
geladen wird.
Für einen NE555 oder µC (Mikrocontroller) dann noch einen LDO (plus 
Hühnerfutter) und einen Leistungstransistor (z.B. P-Kanal MOSFET), um 
den Pluspol zu schalten.
Sowas hätte ich vor 30 Jahren als Lötübung auf Lochraster gemacht.

Für eine Schaltung mit µC brauchst du natürlich noch gewisse 
Programmierwerkzeuge (und Hirnschmalz).

Kauzf dir lieber einen fertigen Baustein, wie  Nemopuk vorgeschlagen 
hat.

von Peter W. (peter_w462)


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Nemopuk schrieb:
> Eltako MFZ12DX-UC

Merci für die Anregung - was ich so sehe ist das dann aber fast sowas 
wie mit Kanonen auf Spatzen schiessen - so kräftig (und groß) braucht es 
nicht zu sein - vom Prinzip her ja, als einzelner µC über Beschaltung 
einstellbar wäre es das. Ich werde mal in der Richtung suchen


Rahul D. schrieb:
> Gibt's aber auch nicht für 24V.
> Pegelkonvertierung wirst du auf jeden Fall brauchen.
> Wie soll deine Schaltung überhaupt versorgt werden?
> Aus den pulsierenden 24V?

die 24V stehen auch konstant zur Verfügung

von Nemopuk (nemopuk)


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Peter W. schrieb:
> so ... groß braucht es nicht zu sein

Ich verstehe nicht. Diese Module sind kompakt. Kriegst du das kleiner 
hin? Muss es wirklich kleiner sein? Wenn nicht, würde ich mir das 
Gefummel nicht freiwillig antun. Lohnt sich dein Entwicklungsaufwand?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Peter W. schrieb:
> Mein erster Ansatz wäre ein NE555 gewesen, doch etwas unpraktisch wegen
> der 24V...

Impulsausfalldetektor mit LM397/LM393:

Wenn ein Impuls kommt, wird (direkt aus dem Eingangssignal über eine 
Diode) ein Kondensator aufgeladen, der sich über einen Entladewiderstand 
in 750ms bis unter die Schaltschwelle des Komparators entlädt. Der 
Komparator (mit Hysterese) steuert einen MOSFET für deinen hohen Strom.

Ja, die Versorgungsspannung muss wahrend der 750ms halbwegs stabil 
bleiben, denn die Schaktschwelle würde man durch einen Spannungsteiler 
bilden.

Ist das Eingangssignal nicht sauber genug, kann man den zweiten 
Komparator des LM393 nutzen um es vorzukonditionieren, dann entfällt 
auch die Diode.

Da der Komparator nicht funktioniert, wenn ein Eingang positiver als 
Versirgung-1.5V ist vermeide man schaltungstechnisch (Spannungsteiler) 
solche Spannungen.

Bauteilaufwand: 1IC, 1C, 1D, 6R, 1T, ggf. Abblockkondensator und 
Freilaufdiode

von Peter W. (peter_w462)


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Michael B. schrieb:
> Impulsausfalldetektor mit LM397/LM393:

Ja, das klingt nach einer schönen Lösung. Vielen Dank für die 
Ausführung. Eleganter wäre nur noch ein IC mit einer integrierten 
Mosfet-Stufe, aber so passt das auch natürlich gut. Wunderbar.

Eingangssignal ist sauber, kommt aus einer SPS. Der Unterschied zur VS 
(die angesprochenen 1,5V wohl am Besten mit einer kleinen Zenerdiaode in 
Serie sicherstellen(also etwa 3V3)?

Die angegebenen 750ms lassen sich wirklich so relativ genau damit 
festmachen? Also auch praktisch? Ich vermute es muss dann sicher 
zumindest ein Folienkondensator sein und kein Elko - kannst Du mir das 
eventuell bitte noch etwas genauer erläutern?



Nemopuk schrieb:

> Ich verstehe nicht. Diese Module sind kompakt. Kriegst du das kleiner
> hin? Muss es wirklich kleiner sein? Wenn nicht, würde ich mir das
> Gefummel nicht freiwillig antun. Lohnt sich dein Entwicklungsaufwand?

Ja und ja -> ich mache das komplette PCB selbst und der mögliche Platz 
ist durchaus begrenzt - der Platz wird für wesentlich komplexere 
Steuerungslogiken gebraucht - je geringer der Bedarf, desto besser. Ich 
brauche auch nichts fummeln, die Platine wird fertig bestückt geordert. 
Da habe ich also keine Einschränkungen

von Klaus F. (klaus27f)


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Peter W. schrieb:
> ich mache das komplette PCB selbst

Nunja, deine Fragen und Ausführungen zeugen eher davon, daß du von einer 
selbstgemachten (oder selbstbestellten) Platine noch deutlich weg bist.

von Rainer W. (rawi)


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Peter W. schrieb:
> Ja und ja -> ich mache das komplette PCB selbst und der mögliche Platz
> ist durchaus begrenzt ...

Dann werde doch einmal konkret: Wieviel Platz steht auf dem PCB für das 
nachtriggerbare Monoflop inklusive Treiber zur Verfügung?

> ... der Platz wird für wesentlich komplexere Steuerungslogiken gebraucht

Steuerlogik findet heutzutage eigentlich in einem µC oder FPGA statt. 
Der Platzbedarf ist dabei unabhängig von der Komplexität und wird von 
der Anzahl der erforderlichen I/Os bestimmt.

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


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Peter W. schrieb:
> ich mache das komplette PCB selbst

Wenn du das schon kannst, dann ist das natürlich kein großer Akt für 
diese einfache Schaltung. Ich hatte zwischen den Zeilen deiner Schaltung 
heraus gelesen, dass du nicht selbst entwickelst.

von Michael B. (laberkopp)


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Peter W. schrieb:
> Die angegebenen 750ms lassen sich wirklich so relativ genau damit
> festmachen? Also auch praktisch? Ich vermute es muss dann sicher
> zumindest ein Folienkondensator sein und kein Elko -

Die Zeit hängt exakt von der Stabilität der Versorgungsspannung und des 
Eingangssignals ab, ist beides stabil schwankt die Zeit nicht. Ein 
Folienkondensator reicht, sind ja nur 750ms, also 1MegOhm/750nF wenn man 
die Schaltschwelle auf 33% legt. Die 25nA Eingangsstrom des LM393 
erlauben sogar höherohmige Widerstände, z.B. 7.5Meg + 100nF und die 
Schaltschwelle könnte sogar bei 10% oder noch weniger liegen.

von Peter W. (peter_w462)


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Michael B. schrieb:
> Die Zeit hängt exakt von der Stabilität der Versorgungsspannung und des
> Eingangssignals ab, ist beides stabil schwankt die Zeit nicht. Ein
> Folienkondensator reicht, sind ja nur 750ms, also 1MegOhm/750nF wenn man
> die Schaltschwelle auf 33% legt. Die 25nA Eingangsstrom des LM393
> erlauben sogar höherohmige Widerstände, z.B. 7.5Meg + 100nF und die
> Schaltschwelle könnte sogar bei 10% oder noch weniger liegen.

Versorgung ist 100% stabil, ebenso das Triggersignal 500/500ms - mir 
ging es eher darum, dass ich die Zeit (in dem Fall also 750ms wie von 
Dir vorgeschlagen) ziemlich exakt einstellen kann und nicht erst durch 
Trial and Error auf die gewünschte Zeit komme - oder jede Baugruppe per 
Hand über ein Poti einstellen muss, um nicht unter 500 oder über 1000ms 
zu kommen - Die 1000 als Höchstgrenze um nicht über eine max. 
Reaktionszeit von 1sek zu kommen, beim Ausbleiben des Pulssignals. Und 
diese dann auch praktisch stabil bleibt.
Bei der Überlegung werde ich doch ein wenig skeptisch dies so 
sicherstellen zu können...


Nemopuk schrieb:
> Wenn du das schon kannst, dann ist das natürlich kein großer Akt für
> diese einfache Schaltung. Ich hatte zwischen den Zeilen deiner Schaltung
> heraus gelesen, dass du nicht selbst entwickelst.

Das Haupt-PCB mit allem drumherum habe ich auch bereits fertig und 
funktional als Prototyp hier. Nur diese zusätzliche Anforderung sollte 
noch erbracht werden

Rainer W. schrieb:
> Dann werde doch einmal konkret: Wieviel Platz steht auf dem PCB für das
> nachtriggerbare Monoflop inklusive Treiber zur Verfügung?
>
> Steuerlogik findet heutzutage eigentlich in einem µC oder FPGA statt.
> Der Platzbedarf ist dabei unabhängig von der Komplexität und wird von
> der Anzahl der erforderlichen I/Os bestimmt.

Ja, am meisten Platz nehmen die Unzahl an Rundsteckverbindern zum 
Ankoppeln der Peripherie ein. Am PCB selbst wären ein paar cm² mehr oder 
weniger kein Problem - ein zusätzliches Modul das auch noch 
Handlingspielraum und Verkabelung braucht jedenfalls - elegant natürlich 
auch nicht

von Jörg R. (solar77)


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Peter W. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Die Zeit hängt exakt von der Stabilität der Versorgungsspannung und des
>> Eingangssignals ab, ist beides stabil schwankt die Zeit nicht. Ein
>> Folienkondensator reicht, sind ja nur 750ms, also 1MegOhm/750nF wenn man
>> die Schaltschwelle auf 33% legt. Die 25nA Eingangsstrom des LM393
>> erlauben sogar höherohmige Widerstände, z.B. 7.5Meg + 100nF und die
>> Schaltschwelle könnte sogar bei 10% oder noch weniger liegen.

> Versorgung ist 100% stabil, ebenso das Triggersignal 500/500ms - mir
> ging es eher darum, dass ich die Zeit (in dem Fall also 750ms wie von
> Dir vorgeschlagen) ziemlich exakt einstellen kann und nicht erst durch
> Trial and Error auf die gewünschte Zeit komme - oder jede Baugruppe per
> Hand über ein Poti einstellen muss, um nicht unter 500 oder über 1000ms
> zu kommen - Die 1000 als Höchstgrenze um nicht über eine max.
> Reaktionszeit von 1sek zu kommen, beim Ausbleiben des Pulssignals. Und
> diese dann auch praktisch stabil bleibt.
> Bei der Überlegung werde ich doch ein wenig skeptisch dies so
> sicherstellen zu können...

Sowohl mit dem Vorschlag von Michael B., wie auch mit meinem Vorschlag 
mit dem CD4538 bekommst Du das mit der richtigen Dimmensionierung der 
Bauteile hin, auch ohne weiteren Abgleich.


Klaus F. schrieb:
> Peter W. schrieb:
>> ich mache das komplette PCB selbst
>
> Nunja, deine Fragen und Ausführungen zeugen eher davon, daß du von einer
> selbstgemachten (oder selbstbestellten) Platine noch deutlich weg bist.

Deine Antwort hilft dem TO aber so gar nicht weiter.

: Bearbeitet durch User
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