Taktsignal von einer Minute - Möglichkeiten?

[PBeck]

Hallo,

ich hoffe ich bin mit einer allgemeinen Elektronikfrage hier nicht falsch ;)

Ich versuche zurzeit einen Timer zu entwickeln, der uns z.B. in der Küche sagt, wann der Braten endlich fertig ist ;)

Die Schaltung an sich steht, nun stehe ich allerdings vor dem Problem, das der Zähler im Minutentakt runterzählen soll. Als Möglichkeit habe ich nun den NE555 gefunden, den ich als astabile Kippstufe schalte. R1 und R2 sind 47 kOhm und C1 entspricht 600 µF. Damit sollte ich meines Wissen auf rund eine Minute Ein- und Ausschaltzeit kommen.

Das Signal vom NE555 geht dann direkt auf einen Zähler. Nun kristalisiert sich vielleicht schon mein Problem: Der NE555 liefert zuerst ein High-Signal. Das würde ja bedeuten das der Zähler am Ausgang direkt um eine Stelle herunter zählt. Ein Inverter würde nach meiner Denkweise auch nicht helfen, da der Zähler immer auf eine High-Flanke schaltet, dass würde doch bedeuten das er nur die Impulszeit abbekommt (also ca. die Hälfte der Zeit) und dann am Ausgang abschaltet, was am Inverter und am Zähler nun bewirkt das er herunterzählt.

Vielleicht stehe ich zurzeit auch einfach auf dem Schlauch und werfe alles durcheinander ;)

Mein Problem ist also, das ich ein Taktsignal brauche das jede Minute ein High-Signal liefert, damit der Zähler richtig zählt.

Schaltplan könnte ich euch für die bessere Vorstellung auch online stellen, wobei er wie gesagt noch nicht ganz fertig ist (Werte Dimensionieren und ähnliches). Vielleicht wäre es sogar möglich, das ihr einen Blick darauf werfen könntet :)

MfG PBeck

[Hubert.G]

Hier gibts einiges zum 555.
Die Zähler haben einen Reset-Eingang, wenn du mit dem Start des Timers auch einen Reset am Zähler auslöst und diesen etwas verögerst, sollte dein Problem gelöst sein. Genaueres kann ich aber erst nach einem Blick auf deinen Schaltplan sagen.
Ein Testaufbau auf einem Steckbrett wäre für dich sicher auch hilfreich, denn wenn du in solchen Fragen nicht ganz fit bist, hilft probieren zumeist weiter.

Hubert

[Johannes G.]

Hallo ;)

so sieht man sich wieder ^^

Magst du alles mit Logigbausteinen aufbauen?
Ich würde mit dem NE555 ein Signal mit 1Hz erzeugen und dann bis 60 Zählen.
Aber da hast du ja auch das Problem mit High bzw Low Signal..

Wie wärs so:


_ _ _
____| |____| |____| |____

Du hast z.B. 995ms ein Low Pegel und dann 5ms ein High Pegel.
Bei jedem High Pegel zählst du eins weiter

Es kanns ein dass ich jetzt totalen Mist gelabert habe, aber vllt hilft dir es ja ;)


Viele Grüße,
Johannes

[PBeck]

Ok, dann hier der Schaltplan im Anhang. Ich habe ihn mal als PDF angehängt.

Ausgang des Timers geht zurzeit negiert auf den Zähler. Vielleicht habt ihr auch noch ein paar Optimierungen. Bin dankbar für jede Hilfe.

@ Johannes:

Jo das wäre eine Möglichkeit, erfordert aber natürlich eine extra Logik. Vielleicht komme ich mit dem NE555 doch irgendwie zu rande?

MfG PBeck

Edit: Diode wird wohl eine 1N4001 (In Eagle habe ich diesen Wert noch nicht angepasst)
Zur Schaltung bin ich mir zudem beim Summer nicht ganz schlüssig bzw. wie ich den Transistor schalte. Zudem ist eine weitere Frage mit welchen Widerständen ich die 7-Segment-anzeigen ansteuern soll? Vielleicht bestehen doch ein paar Fragezeichen mehr ;)

[wkrug]

Ich würd für sowas einen C-Mos Teiler wie zum Beispiel den 4060 verwenden.
Der hat auch schon gleich einen Taktgenerator mit eingebaut, der nur noch von aussen mit einem RC Glied zur Frequenzeinstellung beschaltet werden muß.
Dadurch kommt der Kondensator in Bereiche die sich mit Folienkondensatoren erreichen lassen.
Den Widerstand solltest Du aus einem Widerstand mit nachgeschaltetem Trimmer aufbauen um die Frequenz abgleichen zu können.

Wenn Du lieber einen externen Oszillator willst kannst Du auch einen 4040 verwenden.

Der 4060 teilt das Taktsignal durch maximal 16384 somit kann der Oszillator auf 273 Hz abgestimmt werden.

Der Baustein kosstet bei Reichelt 0,30€

[PBeck]

Der CMOS ist ein 14-Stufiger Binärzähler/Teiler mit einem integriertem Oszillator, soviel habe ich nun herausgefunden. Dieser soll dann die Aufgabe vom NE555 übernehmen und das Taktsignal für eine Minute geben.

273 Hz bedeutet ja das ich pro Sek. 273 Impulse bekomme. Ich bräuchte dann doch eine Frequenz von eher 1/60, oder irre ich mich da?

Irgendwie kann ich dir demnach gerade nicht ganz folgen.

MfG PBeck

[Johannes G.]

Warum willst du unbedingt ein Taktsignal von 1min? 1Sek wär doch besser und das zählst du bis 60?

Viele Grüße,
Johannes

[wkrug]

@PBeck
Wenn Du deine 273 Hz / 2^14 teilst bekommst du an Q14 alle Minute einen Impuls raus und das ist ja genau das was Du willst, oder irre ich mich da.
Der Bauteileaufwand ist nicht größer als mit dem NE555 nur das Folienkondensatoren - die Du bei dieser Schaltung vermutlich einsetzen kannst - geringere Toleranzen und ein besseres Alterungsverhalten haben als ELKO's.

[PBeck]

Erstmal danke für die Beteiligung an meinem Thread, ich weiß das wirklich zu schätzen :)

Ich konnte mich heute über den 4060 informieren und ich denke der eignet sich wirklich super dafür. Habe ihn deshalb direkt in den Schaltplan integriert (Siehe Anlage)

Ich bin mir hier jetzt nur nicht bei der Berechung ganz sicher. Habe für den Kondensator 146 nF berechnet (Würde mal bezweifeln das es den gibt, aber ich kanns ja dann mit dem Trimmer ausgleichen). Den Festwiderstand habe ich auf 8 K und den Trimmer auf 5 K festgelegt. Für den Widerstand war die Berechnung insgesamt 10 K, dann sollte ich das doch verknünftig regeln bzw justieren können, oder?

Die Logik zum Reseten habe ich dem 4060 angepasst, da er ja nicht einen negativen Impuls braucht.

[wkrug]

@PBeck

Irgendwie scheint mir deine Oszillatorbeschaltung nicht zu stimmen.
Der Widerstand war eigentlich in Reihe zu einem Festwiderstand gedacht.
Der Schleifer des Trimmers ist gar nicht angeschlossen.
Zweckmäßigerweise verbindet man den Schleifer in solchen Schaltungen mit einem der anderen Anschlußpins.

Der Kondensator 150nF kommt an Pin 9 in Reihe dazu wird der zeitbestimmende Widerstand mit ca. 11kOhm geschaltet.
Also ein 10KOhm Widerstand und ein 2kOhm Trimmer.
Du kannst auch nen 8,2kOhm Widerstand und einen 5kOhm Trimmer nehmen.
Diese Serienschaltung wird dann mit Pin 10 verbunden.

Der nächste Widerstand wird am Knotenpunkt zwischen dem Kondensator und der Widerstandsreihenschaltung angeschaltet und sollte einen Wert zwischen 22kOhm....100kOhm haben.
47kOhm sollten OK sein. Das zweite Bein des Widerstandes kommt an Pin 11.
So sollte das Ganze funktionieren.
Vergiss auch nicht einen 100nF (150nF geht auch) Kondensator zwischen + und - möglichst nahe am 4060 Anzuschalten.

Schau mal auf diese Seite - da ist sogar ein Schaltplan mit bei.:
http://pdf1.alldatasheet.co.kr/datasheet-pdf/view/66436/INTERSIL/CD4060.html

[PBeck]

Ich habe es mal nach deinen Korrekturen angepasst, ich hoffe das stimmt so. Den Kondensator habe ich laut Datenblatt parallel an + angeschlossen.

Im übrigen wollte ich dich fragen, woher du die Formel für die Berechnung von RC hast. Gibts dazu eine gute Seite oder habe ich es im Datenblatt übersehen? Ich habe hier nur eine private Seite gefunden, die den 4060 erläutert hat. Tat mir nämlich schon beim NE555 schwer, woher ich die Formel bekomme.

MfG PBeck

[wkrug]

Ich weiss schon "Blöd das Datenblätter immer in Englisch sind"
Die Formel steht im Datenblatt beim RC Generator:
TX=2,2*RX*CX
Damit kannst Du die Periodendauer eines Impulses ausrechnen.
1/benötigte Frequenz= erforderliche Periodendauer.
Auf der selben Seite steht auch die Formel für RS
RS=2......10*RX .
Wenn ich also einen RX von 11kOhm habe kann ich einen RS von 22...110kOhm nehmen.
Man nimmt da einen Wert aus der Mitte also 47k oder 56k.

Was nicht klar im Datenblatt steht ist ob es sich bei der Formel da um eine halbe Periode oder um eine ganze handelt (vermutlich letzteres).

Sonst würde dein Timer nur alle 2min einen Impuls ausgeben.

Deine Beschaltung scheint so auf den ersten Blick zu stimmen.

[PBeck]

Oh jetzt springt es mir natürlich ins Auge ... Habe mir dazu auch noch ein paar
andere Datenblätter angeschaut und da stand es dann noch offensichtlicher drin.

Danke für die Erläuterung ;)

Bei meiner Schaltung bestehen für mich jetzt noch drei Fragezeichen und zwar:

Weiß ich nicht ob das mit den Tastern so klappt oder ob die irgendwie das gesamte Signal nach unten ziehen (Vorallem wegen der Größe der Widerstände). Das zweite wäre die Ansteuerung des Summers, kann ich das so lassen? Aber wie muss dann die Dimensionierung des Widerstands an der Basis aussehen?

Die letzte Unstimmigkeit ist die Ansteuerung der Sieben-Segment-Anzeigen da müssten doch 270 Ohm passen?

Ich stehe vorallem gerade beim Transistor richtig vorm Berg.

Bis auf die drei Dinge, hoffe ich das die Schaltung so funktionieren sollte, wenn doch jemand was findet oder was zu verbessern hat, bin ich dafür immer offen :)

MfG PBeck

[wkrug]

Wie ich sehe verwendest Du in deinem Schaltplan standard TTL IC's
Da könntest Du auch einen 74HCT4060 verwenden der besser zu dieser Logikfamilie passt.
Ansonsten wirst Du Dir die Funktion der Schaltung schon durchdacht haben.
Ich kenn jetzt die dort verwendeten IC's nicht so genau.

[PBeck]

So ich habe die Schaltung soweit fertig geplant und für den Taktgenerator einen IC 74HC4060 nach deinem Vorschlag genommen. Jetzt sind in der Schaltung nur *HC*, dass sollte denke ich auch am besten passen.

Bestellt habe ich heute ebenfalls und dann bin ich mal gespannt ob die Schaltung so funktioniert, wie ich es mir vorgestellt habe ;)

In diesem Sinne möchte ich mich auch bedanken für die Hilfe :)

MfG PBeck