Schaltplan einer binären Uhr verstehen

[ph4nt0m]

Hallo,

ich habe mit Elektronik bisher nicht sehr viel zu tun gehabt (dh. mit dem Eigenbau irgendwelcher Schaltungen) und wollte nun in das Thema mit eine Binär-Uhr einsteigen. Bei Elektor gab es da mal einen Beitrag und die Einzelteile (Platine, Bauelemente, PIC) habe ich mir schon bestellt. Allerdings verstehe ich als Anfänger nur sehr wenig von dem zu Grunde liegenden Schaltplan (und dabei wurde ein Großteil der Funktionalität doch offensichtlich schon in den programmierten PIC ausgelagert :-k ):

http://s4.directupload.net/images/080321/temp/voscbmix.gif (http://s4.directupload.net/images/080321/voscbmix.gif)

Ich habe den Plan mal nach bestem Wissen in drei Teile unterteilt (zumindest sehe ich da drei Unterteilungen). Dabei leuchtet mir der blaue Teil noch am meisten ein. Es handelt sich dabei offenbar um eine "Multiplex-Schaltung", da der verwendete PIC nicht genug Ports hätte, um alle LEDs einzeln anzusteuern.

Doch was passiert in dem rot gefärbten Teil der Schaltung? Der anliegende Wechselstrom wird durch den B80C1500 anscheinend gleichgerichtet, doch was macht der LM7805 in Verbindung mit den vier Kondensatoren dort?

Vielleicht könnt ihr einem Anfänger da irgendwie weiterhelfen. Natürlich habe ich mich über die einzelnen Bauelemente informiert, aber mit dem bloßen Wissen, wie z.B. ein Kondensator intern funktioniert, komme ich hier irgendwie nicht weiter. Ich kann mir nicht vorstellen, dass diese hier nur verwendet werden, um Ladungen zu speichern.

Gruß,
ph4nt0m

[hosti]

Dein Bild will nicht so recht

[pctoaster]

Das ist die Stromversorgung für die Schaltung. Der LM7805 stabilisiert die Spannung auf 5V und die Kondensatoren halten Spikes von der Spannung fern und verhindern auch das Schwingen der Reglers. Daher müssen die beiden 100n Kondensatoren direkt an den Anschlüssen des 7805 geschaltet werden. Die Elkos dienen der Pufferung der Spannungen.

@hosti: Dein Compu will nicht so recht ;-)

[ph4nt0m]

Wie meinst du das? Funktioniert der Link bei dir nicht? Hier geht eigentlich alles. Aber ich kann es auch eben woanders hochladen :)

[Felix G]

das Rote ist die Spannungsversorgung, der LM7805 ist ein Spannungsregler, der aus den grob gleichgerichteten 7-12V an seinem Eingang wunderbar geglättete 5V an seinem Ausgang macht. Die Kondensatoren puffern die ganze Geschichte ein wenig, und man sollte besser nicht auf sie verzichten.

Da der 7805 ein Linearregler ist, sollte die Eingangsspannung nicht zu weit über der Ausgangsspannung liegen (7V sind da ganz gut) denn alles was vorne an Spannung zuviel ist wird vom 7805 in Wärme umgewandelt. Zu gering darf der Unterschied aber auch nicht sein, sonst funktioniert der 7805 nicht.


Der grüne Teil ist der Pic samt Grundschaltung (also allem was man eben so braucht damit er funktioniert), und noch zwei Tastern die wohl zur Bedienung der Uhr dienen.

Man könnte diesen Teil übrigens auch problemlos gegen einen anderen Controller ersetzen, falls das erwünscht sein sollte.


Und das Blaue hast du schon ganz richtig erkannt, die LEDs würden anderenfalls zu viele Pins benötigen.



edit:
ach mist, ich muss schneller tippen...

[Hubert.G]

Der LM7805 ist ein Linearspannungsregler, er regelt die Eingangsspannung von 7 bis max 37V auf eine konstante Spannung von 5V. Die C1 und C2 unterdrücken eine eventuelle Schwingneigung des Regler. C3 und C4 sind zur Glättung der Spannung und Ladungsspeicherung.

[radbruch]

Hallo

Der LM7805(Datenblatt (http://www.fairchildsemi.com/ds/LM/LM7805.pdf)) ist ein 5V/1A-Spannungsregler. Die Kondensatoren mit grosser Kapazität (C3, C4) stützen die jeweiligen Spannungen bei Belastungsspitzen, die mit kleiner Kapazität (C1, C2) dienen der Entstörung. Zusammen mit dem Gleichrichter wird also im roten Teil die stabilisierte Spannung für den Pic und die LEDs erzeugt.

R16/C6 erzeugen beim Einschalten einen verzögerten Reset am PIC durch die Ladekurve am Kondensator. X1, C7,C8 erzeugen den Takt, C5 dient wieder der Entstörung und sollte nahe am PIC sein. Ich kenne die PICs nicht, deshab weiß ich nicht, was der Pin 3 (RTCC) macht, die Schaltung mit der 4,7V Z-Diode muß dir ein PIC-Kenner erklären.

Blau hast du richtig gedeutet.

Gruß

mic

[ph4nt0m]

Danke für die vielen Antworten :)

Sind C3 und C4 in ihrer Kapazität unterschiedlich, weil an ihnen unterschiedliche Spannungen anliegen? Warum sind dort Voltzahlen angegeben bzw. warum steht bei C4 16V, wenn der LM7805 doch 5V liefert (wahrscheinlich dumme Frage)?

Bei C3 und C4 handelt es sich ja um ELKOs, bei denen die Polung wichtig ist. Bei C1 und C2 ist das anscheinend egal. Hat diese Wahl der unterschiedlichen Kondensatortypen irgendwelche Gründe? Warum haben C1 und C2 keine Spannungsangabe? Ist diese in diesem Fall nicht von Belang? Ich habe bei Conrad einfach 501027 - 62 sowie 500956 - 62 bestellt. Ist einer davon zu gebrauchen?

ph4nt0m

[radbruch]

Danke für die vielen Antworten
*lol* Gute Chancen für ein erfolgreiches Projekt.

[Felix G]

Warum sind dort Voltzahlen angegeben bzw. warum steht bei C4 16V, wenn der LM7805 doch 5V liefert (wahrscheinlich dumme Frage)?Das ist die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren, und da nimmt man eigentlich immer etwas mehr als theoretisch nötig, einfach um auf der sicheren Seite zu sein.


Bei C3 und C4 handelt es sich ja um ELKOs, bei denen die Polung wichtig ist. Bei C1 und C2 ist das anscheinend egal. Hat diese Wahl der unterschiedlichen Kondensatortypen irgendwelche Gründe?Also zunächst mal haben Elkos natürlich eine erheblich höhere Kapazität als die meisten anderen Kondensatortypen, sie werden daher gerne als Pufferkondensatoren eingesetzt. C1 und C2 sollen den 7805 stabilisieren, da ist es sinnvoll kleine schnelle Keramik- oder Folienkondensatoren zu nutzen.


Warum haben C1 und C2 keine Spannungsangabe? Ist diese in diesem Fall nicht von Belang?Weil diese, im Gegensatz zu Elkos, bei zu hoher Spannung normalerweise nicht explodieren ;)

[daniel.weber]

Hallo,
du weist schon, dass der PIC ohne Programmierung nicht eine LED zum leuchten bringen wird?

[izaseba]

Ich kenne die PICs nicht, deshab weiß ich nicht, was der Pin 3 (RTCC) macht, die Schaltung mit der 4,7V Z-Diode muß dir ein PIC-Kenner erklären.

Ich bin auch kein PIC Kenner, aber ich würde fast darauf wetten, daß hier der Takt für die Uhr aus den Netzfrequenz gewonnen wird :-k

Gruß Sebastian

[Felix G]

Ich bin auch kein PIC Kenner, aber ich würde fast darauf wetten, daß hier der Takt für die Uhr aus den Netzfrequenz gewonnen wird :-kAber wozu, wenn doch der Quarz eigentlich einen schönen präzisen Takt liefern kann?

Vielleicht soll das eine Art Netzspannungsüberwachung sein, um einen Stromausfall zu detektieren!?
Wobei auch das bei einer Uhr nicht viel Sinn machen würde, wenn kein Akku vorhanden ist.

[ph4nt0m]

@daniel.weber: Ja, natürlich. Ich habe daher vorerst den vorprogrammierten PIC bestellt. Vielleicht lege ich mir später (wenn alles klappt) ein "Brenngerät" zu, damit ich in Zukunft selbst etwas programmieren kann.

Kann mir noch jemand sagen, welchen der beiden Kerkos von Conrad ("501027 - 62" und "500956 - 62") ich nehmen soll? Aus den Angaben werde ich irgendwie nicht schlau, aber irgendwo muss ja ein Unterschied sein.

Zu diesem RTCC Port: Das scheint wohl laut google eine Art Timer zu sein. Bei jedem Takt wird intern ein Register um 1 erhöht. Und da dieser Port ja direkt mit der Diode D22 verbunden ist, kommen hier wohl entsprechend der Wechselstromfrequenz gleichmäßige "Impulse" an. Kann das jemand so bestätigen? :)

Edit: Stimmt, der Quarz müsste ja eigentlich bereits für den Takt verantwortlich sein... Wozu ist denn nur diese Zener-Diode und weshalb wird zu Beginn ein verzögerter Reset durchgeführt, wie radbruch bereits sagte?

[izaseba]

Aber wozu, wenn doch der Quarz eigentlich einen schönen präzisen Takt liefern kann?

Tja gute Frage...
Fakt ist, daß ein 0815 Quarz keine gute Grundlage für eine ziemlich genaue Uhr ist.

Eine Antwort könnte das Programm geben, liegt es als Quelldatei vor ?

[Felix G]

Also ich stelle mal die Behauptung auf, daß ein 08/15 Quarz einen präziseren Takt liefern kann, als die 50Hz aus der Steckdose.

Aber wenn an diesem RTCC Port tatsächlich ein Zähler hängt, dann wird es wohl doch so sein, daß hier tatsächlich der Takt für die Uhr gewonnen wird.


edit:

weshalb wird zu Beginn ein verzögerter Reset durchgeführt, wie radbruch bereits sagte?Das ist bei Mikrocontrollern allgemein üblich...
der Pic soll erst mit seiner Arbeit beginnen wenn die Versorgungsspanung stabil ist, also hält man den Reset-Pin beim Einschalten erstmal kurz auf Low.

[ph4nt0m]

Ja, es seitens Elektor liegt eine kostenlose Kopie vor.

[McJenso]

Hallo,

die Netzfrequenz ist für einen kurzen Zeitraum betrachtet recht ungenau. Es sind durchaus 30s am Tag drinn. Über einen längeren Zeitraum gleichen sich diese Ungenauigkeiten aber recht gut aus und die Uhr ist genauer als mit einem Quarz. Das Bild kann ich leider nicht aufrufen, es kommt ein Hinweis auf Wartungsarbeiten.

Gruß

Jens

[ph4nt0m]

Geht das Bild jetzt bei allen?

[niki1]

Hm... aber ich habe eine Frage , bei dem Lila Teil, an den Ports A0-A3 und B0-B5, liegen 5 V an oder?Liegen dann jetzt auch an D1 und R1 auch die 5V an oder ?

Mfg niki1

[Hubert.G]

Es darf je waagrechte LED-Reihe immer nur eine LED leuchten, da sie andernfalls in der Helligkeit schwanken würden.
Es werden also die Sekunden x1 eine kurze Zeit angezeigt, dann die Sekunden x10, dann die Minuten x1 usw.
Es liegt also immer nur an einem RBx 5V und dazugehörend an einem oder mehreren RAx 5V an.

[izaseba]

Ich hab mir das Programm angeguckt, verstehe leider nur Banhof :-(
Bleibt nur zu hoffen, daß ein PIC Guru mal drüber guckt...

[hosti]

Ja, jetzt geht das Bild :)

[niki1]

Wie würde man den ein Funkmodul in den Quellcode implementieren?
R5-R10 passen ja nur den Basisstrom an und die Spannung an der BE -Strecke oder?