Gruppenprojekt aus der Schule: "Automations" Aufga

[BlackDevil]

Erst einmal Hallo,

Ich möchte hier das heute begonnene Gruppenprojekt vorstellen das wir im Fach "Labor" aufgetragen bekommen haben. Da in der Arbeitsteilung für mich das Schreiben, Drucken, die Logikschaltung und Layouten sowie die Schaltpläne anstehen, hab ich mir gedacht kann ich das hier ja auch vorstellen (es fliesen eh alle Fäden bei mir zusammen O:) ).


Worum gehts? Aufgabe?



Ein chemischer Prozess wird durch drei Temperatursensoren D1, D2 und D3 überwacht. An den Ausgängen der Sensoren liegen bei überschreiten einer Kritischen Temperatur jeweils 1 Signal.

Die drei Signale werden mit Hilfe einer Logikschaltung folgendermaßen verknüpft:
Meldet ein Beliebiger Sensor, so Leuchtet H1 (warnung)
Melden 2 oder 3 Sensoren, leuchtet zusätzlich H2, auserdem wird eine Heizung E1 abgeschaltet. Das Schalten der Heizung erfolgt über einen Transistor und ein Relais!


Im Endeffekt hängen wir als H1, H2 und E1 LEDs in die Schaltung, die Sensoren bilden einfache Taster.

Heute haben wir uns aber erst mal um den groben Rahmen der Arbeit gekümmert: Arbeitsaufteilung (Interessiert hier weniger) und eine grobe Gliederung

Gliederung


1. Transistor
- Halbeitertechnik d. Transistors
- Funktion
- Schaltungsmöglichkeiten und Berechnungen

2. TTL Bausteine
- Funktion und Aufbau
- Arten
- Logik

3. Relais
- Funktion und Aufbau
- Verwendungen

4. Die Schaltung
- Logikschaltung
- Steuerschaltung
-- Errechnung der Erforderlichen Bauteile
-- Die res. Schaltung

5. Schaltung und Layout


Wir haben unter anderem vor die Schaltung nicht nur im Labor auf zu bauen sondern auch Ätzen zu lassen und auf einer Platine zu Präsentieren (das Layout übernehme ich, Aufbau und Platinenherstellung ein Gruppenkollege in der Firma wo er Arbeitet).

Wenn ich es Schaffe stell ich die Logikschaltung heute noch Online. Muss aber erst noch rassieren 8-[
Wenn keiner was dagegen hat würd ich mich über einen kleinen Debug freuen O:)


Auf Bald
Ciao ciao





Edit:
Ich hab jetzt mal die Logikschaltung angehängt. Sollte soweit korrekt sein, ein Debug wäre cool O:)

[Kampfratte]

Naja, wär sicher mit nem MC viel cooler... laaange laaange ists her... ich wünsch euch viel glück...

[askazo]

Prinzipiell funktioniert das so, allerdings kannst Du noch jede Menge Gatter einsparen. Du hast einige Verknüpfungen doppelt und dreifach drin...
Im Anhang mal eine optimierte Fassung. So brauchst Du nur noch 2 ICs.

Gruß,
askazo

[BlackDevil]

Bei der oder schaltung geb ich dir vollkommen recht, das kann man vereinfachen - hab da wohl zu kompliziert gedacht.

Nur bei den UND verknüpfungen hast du 1&2&3 vergessen :)

Danke für den kleine nDebug. Hatte eh noch einen kleine nFehler drin in der UND Verknüpfung - ich merz das nachher um


mit µC wär das schon cooler, meine meinung, aber unser lehrer will das so sehen :)

[BlackDevil]

so kleines update
habs geschafft den shaltplan zu vereinfachen. Sind 4 ICs.



Edit:
Habs nochmal kleiner bekommen -> 3 ICs
aber kleiner bekomm ichs nich ... auser ich nehm ein UND glied das mehr als 4 glieder intern hat. Dann kann ich den einzelnen 3er und rausschmeisen und voilá zwei ICs, das bin ich am überlegen zu machen

[askazo]

Nein, ich habe 1&2&3 nicht vergessen. Das ist einfach überflüssig.
Wenn 2 Sensoren an sind, bekommst Du doch sowieso schon eine 1 bei H2 raus. Wenn noch einer mehr angeht, ändert sich nichts - mehr als 1 geht nicht....

Und wieso machst Du die ODER-Verknüpfung mit Gatter V1/4? Das ist ebenso überflüssig.

Die Schaltung, die ich oben gepostet habe, erfüllt genau die Aufgabenstellung - glaub's mir. ;)

Gruß,
askazo

[BlackDevil]

V1&4 ist ein Und glied.

Das wenn 1 ein High hat und 2 ein High hat die lampe H2 zusätzlich anspringt und die Heizung ausgeschaltet wird.

Aber stimmt den dreier Und kann man weg lassen.. ich lernte: Man sollte die aufgaben nicht all zu wörtlich nehmen und zu kompliziert denkeN!

[askazo]

Sorry, hab mich verguckt - trotzdem überflüssig.
Wenn der Ausgang von V3/1 eine 1 hat, setzt das vorraus, dass mindestens 2 Sensoren auf 1 sind.
Der Ausgang von V11/1 ist jedoch schon auf 1, wenn mindestens 1 Sensor auf 1 ist.
Der Ausgang von V11/1 ist also auf jeden Fall immer schon auf 1, wenn V3/1 auf 1 geht. Also reicht der Ausgang von V3/1 aus, um H2 anzusteuern.

askazo

[BlackDevil]

stimmt auc hwieder... wieder zu bildlich gedacht *g*

man darf wirkilich nich zu bilidlich denken..
Gibts einen Trick das zu vereinfachen?

So isses jetz klein genug



edit: an die Eingänge brauch ich ja nur 5V hängen. Aus den Ausgängen kommen im Worst-Case 2,4V - richtig recherchiert?

[BlackDevil]

Okay die Gliederung ist Akzeptiert, die Logik funktioniert laut simulationsprogramm, heute Abend gehts an die Steuerseite

Ich find die Aufgabe viel zu einfach *gg*

[askazo]

Gibts einen Trick das zu vereinfachen?
Zuerst einmal mit logischem Denken. Das lernt man mit der Zeit, kann man aber auch ziemlich gut trainieren, z.B. mit dem Rätselheft PM Logik-Trainer (http://www.pm-magazin.de/de/aktuellehefte/pm_logiktrainer.htm).

Bei komplexeren Aufgaben nimmt man KV-Diagramme (http://de.wikipedia.org/wiki/KV-Diagramm) zur Hilfe, um die minimalste Logik zu bekommen.


an die Eingänge brauch ich ja nur 5V hängen. Aus den Ausgängen kommen im Worst-Case 2,4V - richtig recherchiert?Ja, 2,4V ist die Untergrenze, die ein TTL-IC als High-Pegel ausgeben darf.

askazo

[BlackDevil]

danke. Ich schau mir das gane mal an

Das Heft scheint cool zu sein, nur online fand ich keine rätsel

[BlackDevil]

UPDATE!

Auswahl der benötigten Bauteile und Berechnung der Schaltung

Relais: E3207
Betriebsspannung: 12V
Wicklungswiderstand: 360Ohm
Strombedarf: I=U/R=12V/360Ohm = 18,18mA

Transistor: BC107
Benötigte Werte:
UBE = 2,4...5,2V
UCE = 12V
ICE = 18,18mA

Vom Transistor gelieferte Werte:
UCB = 50V
UBE = 5V
ICE = 100mA

LED: Standart Rot
Strombedarf: 10mA
Schleusenspannung: 1,5V

Vorwiderstand:
I = 10mA - U = 5,4V (höchst) und 2,4V (niedrigst)
Rmax = U/I = 5,4V/10mA = 540Ohm
Rmin = U/I = 2,4V/10mA = 240Ohm
-------------------------------------------
Arithmetischer Mittelwert: (540+240)/2=390Ohm
bei 2,4V bleiben 6,15mA
bei 5,4V herrschen 12mA
alles noch im Rahmen :)

PullUp Widerstände: 10k (damit ich bei Druck auf Taster eine 1 erhalte)
Glättungs/Sicherheitskondensatoren: 100nF


Im Anhang findet ihr die Schaltung. Wäre cool wenn jemand mal durchschauen könnte und mir bescheid geben könnte wo nch was verbesser werden könnte. Die LED an K1 soll eine Heizung darstellen (klar das wir hier keine Echte Heizung sondern einen Dummy schalten).

[silent1987]

hey is ja urig! die gleiche aufgabe musste ich letzte woche machen! allerdings konnte ich dafür ne sps benutzen! wenns dir was nützt, kann ich dir morgen mal meine lösung schicken!?
das war auf jeden fall halt auch was mit ner 2 aus 3 logik... weiß net mehr genau!:P musste so viel für meine zwischenprüfung büffeln!:)
MfG

[BlackDevil]

Die logik stimmt, haben wir ja simuliert

Frage ist nur ob der rest auch passt O:)

[BlackDevil]

So weiter gehts


Hab eben mal rein den Transistor geschnappt und Simuliert. Die 5V kommen vom TTL baustein. Den Schaltstrom (max) vom Relais hab ich der einfachheit halber mit einem Ohmschen Widerstand ersetzt (um den Stromfluss zu erhalten)

Nun halte ich den max. Kollektorstrom von 100mA ein, genauso die Emitter Basis Spannung (5V) allerdings kommt mir der Basisstrom zu groß vor. Kann mir jemand sagen wie ich den max. Berechne? Dann weis ich was für eine vorwiderstand ich brauche (bei einem Kollektorsrom von x mA und einer Basisspannung von x V)

danke O:)

[BlackDevil]

Das bild ist weg macht nichts

Nach einiger Recherche habe ich herrausgefunden das man im Regelfall versucht den Strom unter 4mA zu bekommen

Ich nahm dafür einen 2kOhm Widerstand und komme auf rund 2mA
Optimal

DIe Schaltung Funktioniert. Die Ausarbeitung ist in der Mache

wenn noch interesse besteht poste ich diese Später als PDF (wenn Sie fertig ist9