THEMA: elektronische Bauteildimensionierung

Moinsens Jens,
bevor wir an die Dimensionierung gehen, ein paar Fragen
muss es unbedingt der 4098  als Zeitschalter (Monoflop) sein?
Warum eine Versorgungsspannung von 16V?
Ist dir klar, das auch der 4011 eine Versorgungsspannung braucht?
Der ist mit 16V außerhalb seines garantiertem Spec`s (max. 15V)!!

Hast du dir das schon mal angeschaut:

http://www.1zu160.net/elektrik/zeitrelais.php

?

Diese Schaltung bedarf nur ein wenig Anpassung und würde dann passen.

Gruß,
Günter




Beitrag editiert am 25. 09. 2005 11:15.

Hallo Günter,
muß nicht. Nur beim 4098 kann ich nachvollziehen, was da abläuft, beim 555 dagegen nicht. Und Euer Relais-Tread bestärkt mich nicht gerade im Wunsch nach dem 555er. (undefinierte Zustände, bei einem funktionierts -beim anderen nicht)
Daß der 4011 Spannung braucht, ist mir klar.
Die 16V habe ich halt als Ringleitung liegen. Unter 15V zu kommen ist kein Problem (zwei Dioden).
Auch habe ich schon mit dem Gedanken gespielt, die Spannungsversorgung des s88-Busses anzuzapfen. Da müßte ich ja auf der sicheren Seite sein.
Jens

Gut denn Jens,
dann bitte noch eins, wozu der 4011?
Du brauchst doch nur das Monoflop anzutriggern und dann gut!
Allerdings würde ich dir doch vom 4098 abraten und den 4528 verwenden.....

Zur Spannungsversorgung solltest du einen kleinen Spannungsregler investieren (78L12), sind Pfennigbeträge, machen die Schaltung aber sehr Störungssicher.

Günter

Jens,
oder du harrest noch ein wenig aus.
Ich binne gerade dabei, einen Probeaufbau mit einer modifizierten Schaltung vom Felix aufzubauen und zu dokumentieren.

Günter

Hallo Günter!
Das mit dem 4528 ist 'ne gute Idee (wieso hab' ich den nicht gefunden?) - ist sogar billiger als der 4098.
Spannungsregler wäre zu überlegen.
Was hälst Du von der Idee, die Spannungsversorgung des s88 zuverwenden - der besteht ja auch aus cmos; müßte doch klappen, oder.
Insgesamt werde ich so zwischen 10 und 20 dieser Schaltungen benötigen, das sollte der s88 eigentlich verkraften.
Jens

So Jens,
nachdem ich den heutigen herrlichen Sonntag an der Elbe verbracht habe, ist auf die schnelle was entstanden.
Unter

http://img334.imageshack.us/my.php?image=ausschaltverzgerungfrgleisbese.jpg

kannst du dir das Resultat betrachten. Mit dem Widerstand R6 (Poti) lässt sich die Verzögerungszeit einstellen, geht von ca. 50mS bis zu mehreren Sekunden.

Bei Fragen fragen!

Gruß,
Günter

Hallo Günter,
erst mal Danke für deine Mühe!

Fragen? - jede Menge!
TLP620 statt PC817 - Du wirst wissen warum. Aber gibt's nicht eine einfacher beschaffbare Alternative? (Conrad oder Reichelt)
R6/7 - wie groß müßte er sein für 1/2 sec.? (will kein poti)
Lasten wie Relais will ich nicht schalten. Ich muß den Eingang eines RS-Flip-Flop (4044) nach Masse ziehen. Die Eingänge haben dabei bereits eine Beschaltung mit R und C, damit sie einen definierten Einschaltzustand annehmen.
Mit welcher Spannung arbeitet Deine Schaltung? (ist rechts nicht mehr zu erkennen)
Lassen sich Bauteile einsparen, ohne die Funktion zu stören? - wenn der Baustein nach Anlegen der Spannung erst mal zwei Sekunden braucht, um zu "erwachen", macht das nichts.
Schaltet Masse oder die Flanke nach Masse?

Sind viele Fragen, aber die Schaltung ist für mich 'ne echte Blackbox.
Jens

Warum der TLP?
Ganz einfach deshalb, weil er zwei antiparallel geschaltete LED`s inne hat. Dadurch kann er er beide Fahrtrichtungen erkennen.

Die Verzögerungsschaltung stammt in ihrer Urform von Felix.
Ich habe zwar einiges geändert, aber eben nicht alles. Ich passe sie dir daher nochmal an.
Ansonsten arbeitet die Schaltung mit 12V.

Bauteile einsparen? Eher nicht.

Ich melde mich wieder.

Gruß,
Günter

Bitte nicht annehmen, ich würde das Interesse verlieren - bin ab morgen bis Donnerstag unterwegs.
Jens

Kein Problem Jens,
hier aber mal die geänderte Version passend für deine Ansteuerung:

http://img310.imageshack.us/my.php?image=ausschaltverzgerungfrgleisbese.jpg

Bei dieser Art Detektion muss aber beachtet werden, das bei Fahrtreglerstellung "0" kein Strom mehr durch die LED fließt und somit die LED`s im Koppler auch ausgeschaltet sind.
Wenn du willst, stelle ich dir gerne mal meine Version vor.

Gruß,
Günter

Sorry Günter - ich hatte vergessen zu erwähnen, daß ich ausschließlich digital fahre.
Blöde Frage (hab wirklich keine Ahnung): Die Betriebsspannung des Bausteins und des s88 wird ja getrennt generiert. Erkennt dann der s88 die Masse des Melders als solche?
Kann R12 nicht entfallen, da der s88 bereits einen Widerstand am Eingang gegen + hat (100k)?
Deine Schaltung interessiert mich selbstverständlich! (vor allem, wenn sie mit weniger Teilen auskommt)
Gruß Jens

Hallo Jens,

ich hätte dazu ein paar Anmerkungen:

1. Die Durchlassspannung einer 1A Diode ist typ. bei ca. 0,5 Volt. Ist die Durchlassspannung der LED im Optokoppler nicht höher als 2 typische Diodenspannungen (1,0 V)?

2. Bei Kurzschluss am Gleis gehen die Dioden hops, diese brennen typ. auf Durchlass durch.

3. Dem Digitalbetrieb sind diese Diodenkonstruktionen generell nicht zuträglich. Diodentypabhängige Decoderstörungen bei Verwendung von Belegtmeldern unterschiedlicher Fabrikate wurden hier im Forum schon kolportiert. Es müssen auf jeden Fall möglichst schnelle Dioden verwendet werden.

4. Wenn die Lok ohne Licht steht wird der Standby-Strom des Decoders sehr klein, es ist mit wenigen mA zu rechnen. Es ist die Frage ob dann der Optokoppler noch schaltet - evtl. einen OK mit Schmitt Trigger oder eine Darlingtontype nehmen.

5. Die Signalverlängerung zwischen dem niederohmigen Kopplerausgang und dem hochohmigen CMOS Eingang am S88 RM würde ich (ausreichender Verstärkungsfaktor des OK vorausgesetzt) einfach mit R-C Gliedern realisieren um einen "Gatterfriedhof" zu vermeiden. Die Verwendung von Relais ist in diesem Anwendungsfall ebenso unnötig da ja die Gleisseite bereits pot.-getrennt ist.

Grüße, Peter W.

@ 2
Hallo Jens,
hoffendlich haben dich die Aussagen im Thread "Relais" bezüglich des NE 555 nicht zu sehr irritiert.

Es ist vom Prinzip her zwar richtig, das der NE555 beim Einschalten kurzfristig zu einem indifferenten Verhalten neigt. Dieser Moment dauert aber nur wenige Microsekunden, dies ist aber auch bei anderen Schaltungen/Bauteilen mehr oder weniger ausgeprägt der Fall. Danach wartet der NE555 brav, wenn nicht als astabiler Multivibrator eingesetzt ist (Takt/Frequenzgenerator), auf den ersten (Trigger)Impuls. Auf unserer Vereinsanlage sind einige NE555 verbaut-sie arbeiten problem- und fehlerlos.
Und was die Funktion des NE555 anbetrifft, so kann man sich es grob so merken :
Pin 2 unter 1/3 Versorgungsnung und bis 200mA belastbar,
Pin 6 über 2/3 Versorgungsspannung = Ausgang Pin 3 geht auf Masse (Minus,Aus).

hier hab ich für dich und alle anderen Interessierten mal etwas "Literatur" - sprich Infos zum NE555 hochgeladen :

http://img340.imageshack.us/img340/2041/ne555s10rc.jpg
http://img340.imageshack.us/img340/4774/ne555s20cp.jpg
http://img132.imageshack.us/img132/2270/ne555s33fq.jpg

Ich kann diesen genialen Achtbeiner und die Beschäftigung mit ihm jedenfalls nur empfehlen.

LG Willi

PS. bis auf die Anwendungsbeispiele beruhen die Infos auf den Daten des Herstellers. Das Original-Datenblatt kann man hier downloaden :

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter...-da-02-en-NE_555.pdf

Beitrag editiert am 26. 09. 2005 05:23.

@Peter
1. ca. 200! solcher Rückmeldeabschnitte funtionieren bei mir völlig zuverlässig
2. machen die nicht
3. s88 verschiedener Hersteller - keine Störung (meine Verkabelung würde Dir den Schweis auf die Stirn treiben)
4. 1mA reicht z.B. Decoder ohne Licht (oder mein Finger)
5. ich suche ja eine einfache Lösung - her damit, wenn Du eine hast!

@Willi
Klar - der 555 als eierlegende Wollmilchsau ist mir in der Literatur schon oft begegnet. Nur reichen meine Elektronikkenntnisse nicht, um daraus 'ne funktionsfähige Schaltung zu machen.
Der Relaistread hat mich bis zu einem gewissen Punkt sogar amüsiert. Letztens habe ich einen Repa-Entkuppler über ein Relais an einen Decoder angeschlossen. Impuls war zu kurz - 500µF direkt ans Relais. Impuls war immer noch zu - noch mal 500µF. Jetzt funktionierts genau so, wie ich mir das vorgestellt hatte. (Keine Rauchzeichen / keine Zusatzheizung)
Klar - liegt hier ein Risiko, aber ein überschaubares (Relais für ein paar Cent)
Jetzt schlägt der Peter praktisch das gleiche vor (in 5.). Wäre die für mich ideale Lösung (weil ich sie nachvollziehen kann). Nur - ich kann sie nicht Dimensionieren! - und s88-Bausteine zwischen 15 und 20€ sind doch recht teure Testobjekte!
Gruß Jens
(der dann mal schnell nach Mailand muß)
PS: bitte laßt den Tread nicht sterben - ich brauch die Schaltung wirklich!

Moin auch Peter,
zu deinen Ausführungen in #12 hätte ich einige Fragen aber vorab doch die Bemerkung: mir war nicht so ganz klar, ob der Jens analog fährt oder digital.....

aber egal, nun meine Fragen:

zu 2: wird im Digitalbetrieb die Gleisspannung incl. Datenstream nicht über einen Booster jedweder Art ans Gleis gelegt? Ist dieser Booster nicht Kurzschlussfest?

zu 3: ist mal ergründet worden, warum das so ist? Wird hier Wert auf ein möglichst steilflankiges Signal gelegt?

zu 4: das habe ich in #10 bereits angedeutet. Auf jeden Fall sind Zusatzmassnahmen erforderlich, damit auch ein stehender Zug erkannt werden kann. M.E. ist dieses ein gravierendes Problem (welches aber letztlich in der Auswerteschaltung einfach zu lösen ist)!

zu 5: Eine `nur RC Kombination` würde letztlich aufgrund seiner Tiefpassfunktion aber das Signal nur in seinem Anstieg verschleifen. Kommt der S88 Bus mit dem langsamen Anstieg zurecht?

fragend und mit Gruß,
Günter

Hallo miteinander!

Digital, die Spannung kommt über Booster; diese sind kurzschlußfest.

Die Diskussionen um Signalverfälschungen durch Dioden sind mir bekannt. Durchaus möglich, daß meine Anlage eigentlich nicht funktionieren dürfte; sie tut es aber.
Für die Stromfühler setzte ich die billigsten (für mich erhältlichen) Dioden ein: 1N4001.
Wie schon geschrieben - rund zweihundert dieser Dinger funktionieren tadellos.
Auch stehende Objekte werden sicher erkannt, alle Verbraucher ab etwa 1mA.

Normale Fahrstraßen machen keine Probleme, da hier immer das Erreichen eines bestimmten Punktes die nächste Aktion auslöst.
Mein Problem liegt in Rangierfahrstraßen, da hier oft das Freifahren eines Abschnittes die nächste Aktion auslösen muß.

Zwar werden Wagen, deren Achsen mit 15k gebrückt sind, problemlos erkannt, aber über die Kontaktsicherheit insbesondere von zweiachsigen Wagen brauche ich , glaube ich, nichts sagen.
Und hier will ich ansetzen, indem ein "Besetzt" ca. eine halbe Sekunde lang erhalten bleibt. Damit sollen die kurzen Kontaktunterbrechungen der Fahrzeuge nicht mehr sofort zu einer Freimeldung führen.

Der s88 hat am Eingang einen 4044, dessen Set-Eingang mit einem Widerstand nach Plus und mit einem Kondensator nach Masse beschaltet ist, sowie einen Widerstand "vor" dem Eingang. Die Werte schwanken je nach Hersteller leicht.

Es muß doch irgendeine einfache Lösung für dieses Problem geben!
Ich will mich nicht als Hesteller betätigen, muß also keine Garantie gewähren oder die Einhaltung irgendwelcher Parameter gewärleisten. Es wird keine CE-Abnahme geben. Kein Tüv wird je meine Schaltung abnehmen.
Nur einfach, preiswert, funktionell vom Laien nachvollziehbar und -funktionieren!

Gruß Jens

Jens,

die Freimeldung beim S88 RM wird nicht unmittelbar durch das Eingangssignal sondern erst durch das "Reset" Signal am S88 Bus ausgelöst. Das Eingangssignal setzt das FlipFlop im 4044, gelöscht wird es aber von der Zentrale. Eingentlich muss man nur die Zentrale dazu bringen, die 4044 im 500 msec Takt zu resetten, dann ist genau das erreicht was Du möchtest.

Beim alten M* Interface 6050/6051 kann man das über die PC-Schnittstelle steuern. Die IB/TC macht das allerdings autonom. Ich weiß nicht ob man das parametrisieren oder kompatibel zum M*-Interface-Protokoll umstellen kann. Dazu kenne ich die Kiste zu wenig. Wenn nicht, könnte man in die Reset-Leitung des S88 Bus nach der Zentrale einen Counter einschleifen, der die Frequenz auf ca. 2 Hz herunter teilt.

Grüße, Peter W.

Hallo Peter,

das habe ich mir auch schon überlegt, nur hätte das nicht den gewünschten Effekt. Das Problem ist ja, daß es immer zu kurzen Kontaktunterbrechungen der Fahrzeuge kommt. Ob jetzt das Zentralen-Reset alle 0,1 sec. oder erst alle 2 sec. erfolgt, wenn in dem Moment gerade eine kurze Kontaktunterbrechung erfolgt, dann erfolgt eine Freimeldung, die nicht den Tatsachen entspricht.
Abhilfe kann wirklich nur schaffen, das L an Set um eine bestimmte Zeit zu verlängern und dies retriggerbar.
Eine Möglichkeit wäre noch, irgendwie sicher zu stellen, daß die P/S-Umschaltung der Schieberegister erst eine bestimmte, genau definierte Zeit nach dem Reset erfolgt. Nur wäre dies, mit Kanonen auf Spatzen zu schießen. Außerdem würde in dem Fall auch die Besetztmeldung verzögert.

Was kann den schlimmstenfalls passieren bei der Variante mit einem RC-Glied?
Kaputt gehen dürfte doch eigentlich nichts - oder?
Welche Werte wären zum testen geeignet?

Gruß Jens

Jens,
das könnte schon gehen mit einem einfachem RC-Glied mit noch einem Widerstand, einer Diode und einem Transistor zusätzlich.
Aber, in #15 fragte ich unter Punkt 5 den Peter, was denn der S88 Bus mit total verschliffenen Signalformen macht (bin kein digital-s88-spezialist), habe aber leider noch keine Antwort hierauf erhalten.
Ich vermute aber, das es sich nicht so einfach RC-mäßig lösen lässt, bin aber äußerst lernfähig......

Gruß,
Günter


Beitrag editiert am 29. 09. 2005 10:12.

Hallo Günter,

der s88 Bus selber spielt dabei gar nicht mit rein. Er besteht aus lauter P/S-Schieberegistern (4014). Diese erhalten immer saubere Signale, da sie von den R/S-Flip-Flops(4044) "gefüttert" werden.
Es wäre also nur zu prüfen, in wie weit letztere mit unsauberen Signalen zurecht kommen.
Andersrum: wäre das Problem nicht auch zu lösen, wenn ich den 4098 zwischen den S-Eingang des 4044 und dessen Eingangsbeschaltung setze?
Ist die Nand-Verknüpfung (siehe meine ursprüngliche Schaltung), welche das Eingangssignal mit dem verzögerten Signal verknüpft, notwendig? Diese hatte ich vorgesehen, weil, so wie ich das verstanden habe, der 4098 ja nur mit der Flanke aber nicht mit dem Pegel getriggert wird, ein stehendes Fahrzeug mit permanentem Kontakt also nach Zeitablauf "verschwinden" würde. Oder habe ich das falsch verstanden?

Gruß Jens

Hallo Jens und Günter,

ich glaube man braucht keine Zwischenelektronik sondern es genügt, einfach einen Elko an den S88 Eingang zu schalten. Metal-Gate-CMOS (also HEF4000er Serie) ist auf Grund der relativ hohen Innenwiderstände der FETs nicht empfindlich gegenüber langsamen Änderungen an den Eingangssignalen.
Zur Dimensionierung: Ladewiderstand = Pullup + Eingangswiderstand, die Schaltschwelle des low-aktiven Reset Eingangs (low-to-high Transition) liegt garantiert oberhalb 2,5 Volt da Low-Pegel im Bereich von 0...1,5 Volt und High-Pegel im Bereich von 3,5...5 Volt spezifiziert sind.

Grüße, Peter W.

Beitrag editiert am 29. 09. 2005 17:55.

Also Jens,
mal folgendes:
du benötigst ein sog. ' retriggerbares '  Monoflop. Dies heist,

1. solange ein Eingangssignal anliegt, ist das Ausgangssignal vorhanden (monostabiler Zustand).
2. ändert sich das Eingangssignal, beginnt die Monozeit zu laufen.
3. gibt es keine weitere Änderung des Eingangssignals, kippt der Ausgang nach Ablauf der Monozeit in den Ruhezustand.
4. Fallen innerhalb der Monozeit weitere Eingangsimpulse an, verbleibt das Flip-Flop in seinem monostabilen Zustand.

Das heißt nichts weiter wie, lege ich eine Spannung an den entsprechenden Eingang, verbleibt der Ausgang in seinem Monostabilen Zustand.

Der 4528 ist in dieser Betriebsart genauso ein Baustein, wie du ihn brauchst.
Die Dimensionierung der beiden Zeitbestimmenden Bauteile Rt und Ct ist sehr einfach:
T = K * Rt * Ct  (Ohm, Farad, Sekunden). K = Faktor wobei
bei  5V Betriebsspannung K = 0,42
bei 10V Betriebsspannung K = 0,32
bei 15V Betriebsspannung K = 0,30
ist.
Bei 12V kannst du mit 0,31 rechnen, das kommt sehr gut hin.
Beispiel: bei Rt = 100KOhm und Ct = 4,7µF liegst du mit der Verzögerung bei ca. 150mS (genau: = 0,1457 Sekunden).

Den 4011 brauchst du nicht!

Grüßend,
Günter

Hallo Günter,

genau darüber grübel ich ja (den 4011 betreffend): die Punkte 1 und 3 Deiner Aufzählung widersprechen sich! Laut meinem cmos-Taschenbuch trifft Punkt 3 zu, was bedeuten würde, daß das Monoflop bei kontinuierlichem Eingangssignal nach der Monozeit zurückkippt.
Mein Buch (schon etwas älter) beschreibt, daß C beim 4529 auch einen Einfluß hat auf die zeitliche Abfolge von Triggerflanke und Ausgangssignal - größeres C > Ausgangssignal später. Wörtlich: "Verwenden sie diesen Chip nicht, wenn sie sowohl lange zeitliche Verzögerungen als auch einen Ausgangsimpuls unmittelbar nach dem Triggern benötigen." Beim 4098 steht davon nichts.

Gruß Jens,
(der's immer noch nicht versteht)

Nein, nicht widersprüchlich!
Wenn z.B. von L -> H getriggert wird, kippt das Monoflop. Und erst wenn ein H->L übergang kommt, beginnt die Monozeit zu laufen und erst danach kippt es wieder zurück in seinen stabilen Zustand.
Gleiches gilt für dicht aufeinanderfolgende Eingangsimpulse, die einzeln zwar kürzer als die Monozeit sind, in ihrer Anzahl aber die zeitliche Länge der Monozeiz überschreiten. Diese beginnt erst mit (in diesem Beispiel) mit der steigenden Flanke des letzten Impulses.

Was du in seiner Verhaltensweise beschreibst, ist generell ein "non-retriggerbares Monoflop". Bedeutet also, das bei einer Folge von Impulsen immer der Erste den Triggervorgang mit Ablauf der kompletten Monozeit auslöst. Weitere Impulse werden erst nach Ablauf der Monozeit wieder berücksichtigt.

Thema 4528 (ichvermute, den meinst  du): Die Timing - Kapazität wird beim Triggern nicht schlagartig in ihrem Ladezustand verändert. Hier vergehen tatsächlich einige µSekunden abhängig von der Kapazität. Dies kann der 4098 besser.
Allerdings ist das Problem m.E. nicht wirklich relevant denn, wenn du auf diese Dinge Wert legst, ist eine Realisierung mit "nur RC-Gliedern" restlos utopisch !!!!

Grüßend,
Günter

(der endlich mal wieder Zeit hat!)


Nachtrag: der 4528 kann je nach Beschaltung beide Betriebsarten!

Beitrag editiert am 29. 09. 2005 19:53.

Günter,

so wie Du's jetzt beschreibst, kapier ich's auch. Aus meinem Buch ging es leider so nicht hervor.
Am Wochenende werde ich es mal ausprobieren, den 4098 direkt zwischen das FF und dessen Eingangsbeschaltung zu setzen. 4098 deshalb, weil ich den da hab', den 4528 dagegen nicht.
Auf alle Fälle werde ich darüber berichten.

Gruß Jens

wat is`n dat fürn Buch ????

Günter

CMOS-Taschenbuch
Band1-Standard-Bausteine
10.Auflage 1993
IWT-Verlag Vaterstetten

Verdächtig....


Hätten wir da schon den Trittin,
wäre C-Mos längst dahin!

(ist übrigends ein Spruch der grünen Fortschrittsfanatiker)

Das Büchlein ist mir nur so bekannt, das es recht gute Aussagen über die Pin-Anschlüsse gibt.
Exakte Daten liefert es nicht.

Jens,
versuche es !

Nur der Weg ist das Ziel!!
Günter

Im Internetz kriegt man die Data Sheets leichter und gratis :)

Jo Peter,
hier zum Beispiel :

http://www.alldatasheet.com/

Bei Fa. Unrad musste ja bald mit zusätzlichen Kosten rechnen....

Günter

Eingang s88 - 1,2k - 10µF - Masse
Verzögerung knapp 1/2 sec. (geschätzt, nicht gemessen)
Besten Dank an alle, die sich an der Suche nach der Lösung beteiligt haben!
Jens