Taster auf Schalter Schaltung tut nicht

Ich glaube, der gute Mann hat da so ziemlich alles verbockt, was man nur verbocken kann.
Erstens würde ich da keinen FET nehmen, sondern einen normalen Transistor.
Zweitens muss ein normaler FET ein negatives Gate haben, damit er sperrt. Hier liegt die Spannung aber zwischen 0V und +12V. Somit ist der FET eigentlich immer mehr oder weniger leitend.
Drittens verträgt der FET kein Plus am Gate, jedenfalls nicht einen direkten IC-Ausgang. Damit wird die Diodenstrecke voll durchgesteuert (daher die 0,9V), was vermutlich den FET ins Jenseits befördert hat und möglicherweise auch den IC.
Ich würde statt des FET einen normalen BC550 einsetzen und vor die Basis einen Widerstand von 12k. Damit ist der Basisstrom auf 1mA begrenzt.
Und eine Schaltung ohne Widerstand gegen Masse am Clock geht schon mal gar nicht. Da bleibt der Clockanschluss auf "ewige" Zeiten H, auch nach dem Ausschalten der Betriebsspannung. Somit ist der IC ziemlich sicher hinüber und auch wenn er noch leben würde, wäre eine Toggle-Funktion nicht möglich.
Ausserdem ist es reiner Zufall, in welcher Stellung der FF aufstartet. Hier müsste man eine definierte "Aus"-Funktion vorgeben.
Hier das gültige Schema. Und nicht vergessen, CMOS sind sehr empfindliche Bausteine. Am nicht benutzten FF ALLE Eingänge an Masse, nur die Ausgänge frei lassen!! Und vor dem Anfassen sich selbst entladen. Und weil das alles bisher unterblieben ist und die Schaltung eh Murks war, neuen IC kaufen!

Gruss
Richi

Hallo Richi,

oh je, ganz böser Verriss! Reich-Ranitzki hätte das nicht besser gekonnt.

Ok, die alte Platine wandert in den Müll und Reichelt darf sich über eine neue Bestellung freuen. Eigentlich sollte ich dem Layout-Autor die Teile in Rechnung stellen, zumal er seine Schaltung als überlegen gegenüber einer analogen angepriesen hat.

Werd mir mal eine günstige Anordnung für eine Streifenrasterplatine überlegen.

Eine Frage noch, welcher der Ausgänge ist denn bei Deiner Schaltung aktiv, wenn man das ganze unter Strom setzt? Ich tippe mal auf Q\. Die LEDs werden dann wie in der anderen Schaltung auf Masse nach dem jeweiligen Ausgang geschaltet, wobei der entsprechende Vorwiderstand nicht vergessen werden darf.

so long
Turner

Da Reset beim Einschalten H wird, wird Q = L und Q H.
Die Idee ist ja, dass bei einem Netzausfall die Geschichte nicht selbständig einschaltet (sonst dudelt das Radio im Urlaub viele Wochen ).

Falls dies stört, gäbe es eine andere Variante: Beim Elektriker bekommst Du ein sogenanntes Schrittrelais, das bei jedem Spannungsimpuls auf die Spule die Schalterstellung wechselt. Wenn Du das Ding für 12V Gleichspannung an der Spule orderst (unbedingt angeben, weil die Elektriker meist Relais für Wechselspannung verwenden, die bei DC durchbrennen!!), hast Du den Effekt, dass die letzte Stellung erhalten bleibt, ob das nun "ein" oder "aus" war.

Hallo zusammen.
Wenn ich mich richtig erinnere heissen die Dinder Stromstosschalter.
Gibt es auch für 12 und 24 Volt in Relais-Print-Form.

Gruss
Frank

Hallo Richi44,

so, Teile sind da, Platine aufgebaut, getestet, vermessen, nochmal überprüft und angeschlossen.

Ergebnis: leider tuts nicht!

Folgendes passiert:

- wenn man die Schaltung unter saubere 12V Spannung setzt, passiert erst mal gar nix, d.h. keine LED leuchtet. Sollte eigentlich nicht sein, es müsste eigentlich die LED an Q\ leuchten

- wenn man den Taster kurz betätigt, schaltet das Relais nicht und die LEDs blinken kurz auf

- beim Dauerschließen des Tasters leuchtet dann die LED an Q\

- die LED an Q blinkt jeweils nur kurz beim Schließen bzw. Öffnen des Tasters

- an Q liegen 1,86V an, wenn der Taster offen ist und 0V, wenn geschlossen
- an Q\ liegen 0V an, wenn offen und 3,77V wenn geschlossen

wo liegt der Fehler? Hab ich was falsch gelötet oder ist in der Schaltung noch irgendwo der Wurm drin?

so long
Turner

Ich war mir ehrlich gesagt schon zum Vornherein nicht sicher, ob Du mit dem IC direkt eine LED ansteuern kannst. Ich habe bei solchen Schaltungen jeweils den Ausgang mit maximal 1mA belastet.
Da Du aber die Originalschaltung schon aufgebaut hattest mit dem FET, ist dadurch der IC mit Sicherheit defekt.
Prinzipiell liefert der IC am Ausgang null und 12V bei maximal 1mA.
Ich würde daher erstens am Clock noch eine Diode gegen Plus legen, damit der Elko sicher entladen wird, bezw. nicht eine Spannung an einem Eingang liegen kann, wenn keine Speisung mehr vorhanden ist (habe ich vergessen, tschuldigung).
Zweitens würde ich die LED über einen Treibertrans anschliessen, Basis über 12k wie beim Relaistreiber, drittens die LED "ON" entweder mit ihrem Widerstand parallel zum Relais oder ohne Widerstand in Serie zum Relais.
Und auf jeden Fall einen neuen IC verwenden. Und Du weisst, bei CMOS immer Vorsicht mit statischen Ladungen. IMMER IC-Sockel verwenden. Dann kannst Du die Schaltung erst mal ohne IC betreiben und die einzelnen Anschlüsse nachmessen, ob die Spannungen und Ströme Sinn machen können. Die Ausgänge kannst Du ja über das mA-Meter gegen Speisung oder Masse hängen und die Funktion prüfen.
IC IMMER so halten, dass alle Ein- und Ausgange durch die Finger verbunden sind. Dann mit der anderen Hand Schaltungs-Masse berühren und erst dann den IC in die Fassung stecken. Beim direkten Einlöten reichen die Brummspannungen vom Netz am Lötkolben, um den IC zu zerstören.

Hallo Richi,

danke für die Hilfe. Ob ich all die Änderungen noch auf meiner bestehenden Streifenrasterplatine umgesetzt bekomme, wird spannend. Ich habe natürlich Deine Schaltung neu aufgebaut und selbstverständlich auch einen neuen IC verwendet. Hoffe mal, dass er diesen Test überlebt hat. Zwei habe ich noch, sonst ist wieder eine Reichelt-Bestellung fällig. Diode und zusätzlicher Transistor müssten ebenfalls noch rumfliegen.

Die LED "on" würde ich mit Vorwiderstand parallel zum Relais schalten, da das Relais zwei Ausgänge hat, die ich beide nutzen möchte und die die gleichen Bedingungen haben sollten.

Den 2. Transistor in die Schaltung zu integrieren, dürfte aus Platzgründen echt haarig werden. Mal schauen, ob ich das irgendwie noch hinbekomme. Jetzt ändert sich ja auch die Anbindung der LEDs. Bislang hatte ich eine gemeinsame Masse, jetzt einen gemeinsamen Pluspol. Da die LEDs natürlich außerhalb der Platine sind und über eine Steckverbindung angesteuert werden, muss ich die auch noch abändern. Heul ...

IC-Sockel ist selbstverständlich und auch das vorherige Durchmessen bei angelegter Spannung habe ich natürlich gemacht - und prompt auch einen Fehler in Form nicht durchtrennter Streifenbahn gefunden.

so long
Stefan

Hallo Stefan,
eine Beichte...
Ich habe natürlich mal die Grundschaltung als Vorlage genommen. Jetzt, bei genauerem Überlegen ist klar, dass die Urschaltung sicher mit TTL aufgebaut war. Wenn man dem FET einen Sourcewiderstand gibt oder eine Zenerdiode, funktioniert die Sache.
Weiter ist TTL in der Lage, LEDs direkt (mit Vorwiderstand) anzutreiben. Und auch die 10 Mikrofarad am Clock deuten auf TTL hin.
Ich habe früher mal einen Toggle-FF mit 4 TTL-NAND aufgebaut (Unterlagen sind verschwunden). Das war kein Problem. Bei CMOS Nachbau musste ich einiges ändern (Dioden in den Ansteuerungen, Kondensatoren, Widerstände usw.) bis es funktionierte. TTL kann man daher nicht 1:1 auf CMOS übertragen.

Zur generellen Funktion (vor allem für die Mitleser):
Wenn J hoch und K tief ist, wechselt beim nächsten Clock der Ausgang auf Q hoch und Q/ tief.
Für eine Togglefunktion müsste man eigentlich J und K über Kreuz mit den Ausgängen Q und Q/ verbinden. Damit das nicht nötig ist, wird diese Funktion intern ausgelöst, sobald J und K beide H sind.
Jetzt kann man sich mal folgendes vorstellen: Wenn wir die "Überkreuzverbindung" haben, aber der Ausgang geht nicht hoch genug (Last durch LED), dann geht gar nichts. Oder wenn der Clock nicht einmal schaltet, sondern mehrfach durch prellende Kontakte, haben wir eine dauernde Umschalterei.
Oder wenn der Clock nicht mit einer sauberen Flanke daher kommt, sondern mit einer Rampe (C wird geladen), kann es ebenfalls sein, dass nichts schaltet. Oder die Sache fängt wild zu schwingen an...
Und ganz sicher ist, dass es bei TLL gehen kann und bei CMOS nicht oder umgekehrt.

Richtig wäre folgendes: Wir müssten eigentlich den Elko am Clock vergessen und das Clocksignal von der Taste her anders aufbereiten. Dazu wäre ein weiterer FF nötig.
Man müsste J und K dieses zusätzlichen FF an + legen, Clk an Masse und R und S über je einen Widerstand (100k) an Masse. Die Taste müsste ein Umschalter sein, der mit dem Wechsler am + liegt und mit dem Ruhe am R und mit dem Arb. am S.
Damit ist R hoch, S tief und Q tief und Q/ hoch. Beim Drücken der Taste wird R zuerst tief (Tastenverbindung löst) und dann S hoch. Damit kippt die Schaltung und bleibt so, auch wenn S zwischen hoch und tief wechselt (Taste prellt).
Wir hätten somit am Q einen eindeutigen Zustand mit einer steilen Flanke. Das wäre dann der Clock für den zweiten FF, der die Togglefunktion inne hat.

Diese Schaltung funktioniert sicher, denn sie ist bei STUDER (Revox) Studiotonpulten in genau der Art eingebaut.

Ich weiss jetzt nicht, ob das bei Deinem Schaltungsaufbau noch nachrüstbar ist, aber es wäre mit Sicherheit die beste Lösung.

Moin Richard,

da die Pinbelegung nach 4027 aussieht (mein 2. Liebling nach dem 4013 ), geh ich von ihm aus.
Die 4000 Serie kann bis 15V eingesetzt werden. Es wird hoffentlich kein 74 H-CMOS eingesetzt sein, die können nur bis max 6V ab.
Der 4000 Reihe kann man pro Gatter locker 7mA abziehen. Mit Rv für die LED bei 12V von 1.4K sollte das also gehen (hab ich zumindest noch nie anders erlebt).

Wenn J hoch und K tief ist, wechselt beim nächsten Clock der Ausgang auf Q hoch und Q/ tief.

Das geht nur, wenn R und S = L sind, da sie bei H alles andere Überlagern.
Bei CMOS MUSS zudem jeder unbenutzte Eingang auf ein Potential, ob nach Ub+ oder 0 muß durch die Einflüsse entschieden werden. Im Bsp. muß also R und S auf Masse.
Achtung - es gibt auch negierte R und S Eingänge.

Für eine Togglefunktion müsste man eigentlich J und K über Kreuz mit den Ausgängen Q und Q/ verbinden. Damit das nicht nötig ist, wird diese Funktion intern ausgelöst, sobald J und K beide H sind

Genau und damit das geht müssen R und S = L sein.
Der Takteingang wird über Ub mittels dem Schalter getaktet. Und damit keine Prellung entsteht, wird dem Elko (2 bis 5µ) ein Keramik (680p bis 10n) parallelgeschalten.

Also,
4027
J und K auf H
R und S auf L
an Q und Q/ jeweils eine LED mit 1.4K gen Masse
an den C der Taster gegen Ub+ ohne Widerstand,
von C nach Masse 1K, 4.7µ und 4.7n
und es sollte mit jedem Tastendruck eine Umschaltung der LED`s funktionieren.
Alle nichtbenötigten Eingänge das 2. JK-FF des 4027 auf Masse legen!

Stefan, schreib doch mal eben den Typ des JK-FF auf.

Sollte es dennoch prellen, dann muß Richards Lösung mit einem 2. IC her, wobei da ein Entpreller ala 4490 + etwas zwischen 1n und 10n über seinem PIN 9 und 7 möglich wäre.

hallo,

ja, der FF ist in der Tat ein MOS 4027, stand ja so auch in der ursprünglichen Schaltung drin.

Um nicht komplett verwirrt zu sein, kann evtl. jemand nochmal die letzte funktionierende Version als Schaltplan einstellen, so dass ich das bestehende Layout nach Richis Plan auf einer Streifenrasterplatine mit möglichst wenig Änderungsaufwand doch noch zum Laufen bekomme? Wäre super nett.

Danke
so long
Stefan

Klar,



Wenn Du es so zum laufen bekommts, die Entprellung genügt, dann geht es mit den Beinchen des 4027 ganz gut.
J, K, S, R und C des 2. FF in dem Gehäuse legst Du auf Masse, die Ausgänge bleiben frei.
Die LED sollen im Moment nur signalisieren.

PIN Belegung ist klar?

Hallo Henry, das Problem ist jetzt aber, dass die Schaltung in keinem definierten Zustand startet. Daher habe ich ja am Reset den Ladeimpuls eines C angewendet. Wenn dieser Kond. mal geladen ist, ist R und S tief, also ist der FF normal funktionsfähig.

Klar Richard,

das kostet aber extra.



Exakt so geht es - gerade mal versucht. R2 und R3 können auf 560R gesenkt werden, 13mA tun gar nichts.

Hallo,


"...13mA tun gar nichts". Fragt sich nur wie lange.

Die Stomlieferfähigkeit der C-MOS-Gatter der 40er Serie
ist begrenzt.
Eine low-power-LED (2-3mA)mit entsprechendem Vorwiderstand
geht meistens gerade noch.

Bei 12 V Betriebsspannung und 560R Vorwiderstand wären das
ca. 18mA. Bei 5V sind es immer noch 6mA.
Das ist definitiv zu viel!


Gruß Wilhelm

Hallo Wilhelm.

laut Datenblatt ist die 4xxx Serie mit 10mA pro Gatter belastbar.
Bei 12.05V Ub ist ein H Pegel an Q von 9.5V bei einer Last von 560R und einer Uf der LED von 2.03V anstehend. Die Uv des R wäre somit 7.47V (was messbar ist) und stellt einen Strom von 13.3mA dar.

Bei einer Last von 1560R erhöht sich der H Pegel an Q auf 11V. Die Uf der LED beträgt 1.95V, was für den R demzufolge eine Uv von 9.05V darstellt, 5.8mA fließen lässt.
(Die LED ist hier eine andere gewesen als bei 560R Last.)

Der Ri des CMOS müßte demzufolge bei ca. 190R an 560R Last liegen und bei 1560R Last einen Wert von ca 180R annehmen

Ab welchem Strom die im Datenblatt angegebenen 11.95V für H Pegel bei 12V Ub anstehen, kann ich nicht schreiben. Es scheint aber, als wenn ein Strombegrenzer in den CMOS ist. Hat das etwas mit der Pufferstufe am Ausgang zu tun?

Die max Ptot soll zwischen 400 und 500mW liegen, wenn die Taktfreq. Dimensionen von mehr als 5Mhz (Baustein und Hersteller unterschiedlich) annimmt.
In dem Fall hier liegt aber praktisch keine Taktfreq. vor. Der Taster wird irgendwann einmal gedrückt.

Geht man von 2.55V Uv im CMOS und 13.3mA an 560 R Last aus, beträgt die Ptot 34mW.

Wo ist mein Knoten?

viele Grüße - Henry

Mal eine kleine Nachfrage oder Rat:andere IC- Gatter (hier FF) mit seinen unbenutzten Eingängen unbedingt auf definierte Potentiale legen, keinesfalls offen/unbeschaltet lassen. Das kann auch schon IC Zerstörung durch wildes hochfrequentzes Hin und Herschalten geben.

Ansonsten geht der 4027 so mit langsam an und absteiegnden Flanken? Ich hätte da auf Probleme getippt. Wenns keine gibt, umso besser. Im Datenblatt lese ich auch nicht von Mindestanstiegszeiten. Vielleicht war das früher (TTL ?) oder bei irgendeinen andern IC kritisch. Ansonsten gäbe es den 4093. Auch ein schöner IC.

Hallo wieder,

die Zeit verging, und andere Projekte hatten Vorrang ... (Nachwuchs) ...

Hab mich mal wieder meiner Taster-Schalter-Schaltung widmen können und die letzten Änderungen der zweiten Schaltung von Richi44 aus Beitrag #7 nachvollzogen.

Die Schaltung wurde um den zweiten Transistor erweitert, der jetzt die Aus-Diode steuert.

Folgendes passiert:

Wenn die Schaltung unter Spannung gesetzt wird, leuchtet die Aus-Diode an Q-Quer. Das ist schon mal richtig und gut.

Wenn ich den Taster drücke, leuchtet die An-Diode und das Relais zieht an. Auch richtig und gut.

Leider fällt die Schaltung sofort wieder in den ursprünglichen Zustand zurück, wenn ich den Taster los lasse. Falsch und nicht gut - das hätte ich mit einem Taster ohne Flip-Flop-Schaltung ja auch erreicht.

Eigentlich müsste der FF jetzt ja automatisch den Ausgang Q auf Dauerbetrieb schalten, tut er aber nicht. Hab drei einzelne ICs getestet, einer war ganz neu, die anderen bereits schon mal in den Versuchsschaltungen drin. An einem defekten IC kann es also nicht liegen.

Wo könnte der Hase im Pfeffer liegen?

Danke für die Hilfe!

so long
Turner

Hallo,

wäre eine Möglichkeit, den Elko an CLK kleiner auszuführen, um eine steilere Flanke anstelle einer Rampe zu bekommen? Sieht ja wohl so aus, dass der FF einfach nicht die Ausgänge schalten will, d.h. er bekommt nicht das erforderliche Signal, oder?

Nachtrag:

hab den Elko an CLK deutlich verkleinert - ändert gar nix, kann aber auch eigentlich nicht die Ursache sein, denn der FF schaltet ja, aber er fällt wieder zurück.

Die Truth Table des IC sieht folgendermassen aus:

http://img297.imageshack.us/my.php?image=zuschneiden3uq0.jpg

Wenn die Schaltung mit Spannung versorgt wird, ist sowohl J und K high, d.h. Q ist low und Qquer ist high, das passt soweit.

Bei Betätigung des Tasters wird der nächste Status aktiv, d.h. Q ist high und Qquer low - passt soweit auch.

Warum jetzt alles wieder in Ursprungszustand zurückfällt, kann ich mir nicht erklären, diesen Fall sieht die Tabelle ja eigentlich gar nicht vor, oder?

Der einzige Fall, bei dem an CL ein abfallendes Signal angegeben ist, hat wohl keine Auswirkungen auf die Ausgänge.

Wo liegt das Problem in meiner Schaltung?

Danke
so long
Turner

würde evtl. ein Schmitt-Trigger an CLK etwas bringen?

Hallo Richi und Co,

also dieser 4027 MOS Flip Flop macht mich noch wahnsinnig ...

zwischenzeitlich hatte ich die Schaltung auf Basis des letzten Schaltplans von Richi soweit lauffähig, dass beim Schließen des Tasters zumindest solange der andere Ausgang high war, wie der Taster geschlossen war. Dummerweise sprang der Ausgang dann wieder zurück, wenn man den Taster losgelassen hat.

Eigentlich wäre das ja gar nicht so schlimm, wenn man jetzt diesen Ausgang mit CLK des 2. FF koppeln würde, und den ersten FF somit als Schmitt-Trigger verwendet. Die Flanke die der erste FF an seinem Ausgang erzeugt, müsste steil genug sein, dann den 2. FF zum eigentlichen Umschalten zu bewegen.

Dummerweise hatte ich zwischenzeitlich noch eine andere Schaltungsvariante aus Elektor ebenfalls mit Schmitt-Trigger probiert (die natürlich ebenfalls nicht funktioniert hat). Ich habe die Schaltung von Richi nochmal komplett neu aufgebaut - zumindest den Eingangsteil - aber der 4027 schaltet wieder nicht, weder solange der Taster geschlossen ist noch kurzzeitig.

Ich habe ungefähr 10 dieser ICs rumliegen, auch bei ganz neuen ist es das gleiche Verhalten, also am IC kann es nicht liegen. Ich glaube auch nicht, dass die Teile so wahnsinnig empfindlich sind, immerhin haben alle Eingänge eine Schutzschaltung.

Was mache ich bloss falsch??? Langsam fang ich echt an zu zweifeln ...

so long
Turner

Übernimmt so ein JK Flip Flpo nicht immer bei aktiver Taktflanke die am J-Eingang stehende Information/Pegel und schiebt sie nach Q durch ???

Bei
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:JK_FF_impulse_diagram.png
http://en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics)
sieht das so aus.
Oder sehe ich das falsch ?

Dann müßte J mit Q-quer verbunden werden und nicht mit 5 Volt. Probiere doch mal und berichte.

Rein zur Info:

Beim 4027 steuert die H/L-Flanke
des Taktes an C zunächst die Übernahme an
den Eingängen J und K liegenden Informa-
tionen in den Masterteil des Flip-Flop. Die
Potentiale der beiden Ausgänge ändern sich
dabei jedoch nicht.
Die folgende L/H-Flanke des Takts bringt die
Informationen intern von Master in den Slave.
Erst jetzt erscheint sie an den Ausgängen in
direkter und invertierter Form.
Im unterschied zu diesem getakteten Betrieb wird
im direkten Betrieb wieder mit den Eingängen R und S
gesteuert. H an S bringt Q auf H, während am
negierten Ausgang H erscheint. Umgekehrt wird dieser
Ausgang bei H an R H annehmen, während Q auf L geht.

Viele Grüße Rico

Ultraschall schrieb:

Dann müßte J mit Q-quer verbunden werden und nicht mit 5 Volt. Probiere doch mal und berichte.

Aber, das stimmt so ?

@Ultra

Ich würde sagen, JA.

Suche gerade in meinen Unterlagen...

Warum kein 4013? geht einfacher

S + R an Masse, C = Takt, D über 100KOhm an Q-, 10nF von D nach Masse, beliebigen npn-T an Q über Rv=10k, Relais im Kollektorkreis.

Schaltung ist vorhanden:-)

Werfe eben mal den Scanner an=)

Digicam war schneller...



Für den Transistor(SF126) kann auch der von Richi verwendete BC550 eingesetzt werden und für die Diode eine 1N4148.

Viele Grüße Rico

finally, it works! ...

Die Schaltung von Richi im Eingang zur Steuerung des ersten FF als Schmitt-Trigger und an Q und Qquer des 2. FF die LEDs bzw. das Relais über die Transistoren gesteuert klappt schließlich. Bei allen anderen Konstellationen schaltet der FF nicht wie gewollt, da die Anstiegszeit der Flanken vom Taster viel zu langsam sind.

Der Fehler im neuen Aufbau lag in einer kalten Lötstelle - ausgerechnet bei VDD am IC. Zwar hatte die komplette Schaltung Strom, nur der FF nicht, klar, dass das dann nicht funzt ...

Wenn ich Zeit hab, werd ich das finale und funktionierende Layout mal noch als Schaltplan zur Verfügung stellen.

so long
Turner