Timertje maken met kristal

Mar 19, 2006 24 Replies

Hoi allen,



Ik heb op 5 maart een topic met titel "R berekenen voor juiste RC tijd" geopend maar ik die staat niet meer op mijn newsserver. Hierin stelde Bram voor ipv een RC schakeling, een kristal en een IC'tje te gebruiken:



"Kan je die 2,5 seconden niet beter met een kristalletje opwekken, dan heb je de nauwkeurigheid van een digitaal horloge. En is veel simpeler en goedkoper te maken dan met conventionele componenten. Je hebt slechts 1 IC en 1 xtalletje uit een digitale klok nodig."



Nou ben ik niet zo thuis op dat gebied, en kan zo gauw op internet ook geen timer vinden die een kristal gebruikt. (Wel een boel timers zoals ik dat ook bedacht had). Dus als iemand me even op weg zou willen helpen :-)


Google is je vriend.

formatting link

formatting link

De rest even zelf bedenken.

~@< _/\_ ¤ø,¸¸,ø¤º°`°º¤ø,¸¸,ø¤ ¸¸,ø¤º°`°º¤ø,¸¸,ø¤º°

"n00b" schreef in bericht news:30408$441d44f4$52ad2a0e$ snipped-for-privacy@news.versatel.nl...

goedkoper

geen

ook

Even zoeken op 4060 en crystal. Dan vind je w.s. wel wat.

Thanks, Frank. (remove 'q' and '.invalid' when replying by email)

Bedankt, ik doe mijn nickname eer aan, had er niet aan gedacht dat zo'n kristal in zo'n IC gebakken zit, hehe. Moet me toch eens wat meer in die materie verdiepen.

"n00b" schreef in bericht news:952a4$441d4999$52ad2a0e$ snipped-for-privacy@news.versatel.nl...

Hoe bedoel je dat het ingebakken zit in een IC? Voor alle duidelijkheid, die tweede schakeling bevat geen kristal, het zit NIET IN het IC. Wel kun je de tweede schakeling aanpassen m.b.v. de eerste link waarin staat hoe je een kristal op de 4060 kunt aansluiten.

Veel succes! Groetjes, Rene

die

de

Ai, waar zit die edit knop bij usenet ;-) Je hebt gelijk, ik ben nog eens gaan verder gaan lezen net en je kan een 4060 inderdaad met een RC constructie of een kristal aansturen. Voor ik hier verder ga vragen zal ik me eerst maar eens dieper in de materie gaan verdiepen.

Zou een 68HC11 uitkomst kunnen bieden wellicht ?

formatting link

groet : Manus.

Ok, als ik het goed begijp:

Een kristal van 32.768 kHz = 2^15 kHz zorgt ervoor dat je na een seconde tot

als je op t = 1s een puls wilt hebben. Als ik nu pas na 2,5 s een puls wil, moet ik een kristal hebben dat een 2,5x lagere frequentie heeft? Wat is de invloed van de 10pF condensator op pagina 3 van het schema op

formatting link
Ik heb al gelezen dat de instelcondensator van 39pF slechts dient om een kleine afwijking van het kristal te kunnen compenseren.

Bedankt!

Op Sun, 19 Mar 2006 14:01:49 +0100, schreef n00b:

In principe wel - maar die zul je tevergeefs zoeken. Je kunt echter met een extra IC (de CMOS-4013) nog een extra tweedelertrap maken, die na twee seconden hoog wordt. Als je deze door middel van twee dioden en een weerstand naar plus als 'AND' combineert met O13 (die na een halve seconde hoog wordt), heb je een signaal dat na 2,5 seconde hoog wordt.

Een andere oplossing is de CMOS-4521, die O18 t/m O24 als uitgangen biedt; je kunt dan een kristal van 2,097152 MHz of 4,194304 MHz gebruiken (gemakkelijk verkrijgbare waarden); bij deze waarden moet je O19 en O21 respectievelijk O20 en O22 ANDen.

Overigens ben je niet helemaal duidelijk geweest in je specificaties; ik begrijp dat een bepaalde uitgang na 2,5 seconden hoog moet worden. Maar dan? Moet de teller dan ook direct weer opnieuw beginnen? Zo ja, hoe lang moet die uitgang dan minstens hoog zijn?

Je kunt die geANDe uitgangen namelijk niet zonder meer aan de MR-ingang hangen - ja, het kan wel, maar dan is dat betreffende signaal slechts een paar honderd nanoseconden hoog - en dat is vast niet voldoende om een achterliggend circuit een betrouwbaar signaal te geven.

Die zorgt er samen met die 39pF voor dat je daadwerkelijk een oscillatiekring krijgt. Een kristal is ruwweg te beschouwen als een LC-seriekring, met een grote L en een kleine C; zonder de condensatoren naar massa hangt de linkertak hiervan 'in het luchtledige', en dan doet de schakeling het niet goed - of beter gezegd: dan is de goede werking van de kring grotendeels afhankelijk van de ingangscapaciteit van de CMOS-ingang plus allerlei andere onvoorspelbare capaciteiten, en dat is niet iets waar je op wilt vertrouwen.

Richard Rasker

Linetec Translation and Technology Services http://www.linetec.nl/

tot

gebruiken

wil,

Hij moet een relais aansturen dat er voor zorgt dat de teller (74LS90, zie

formatting link
gereset wordt. Die teller krijgt pulsjes van het motormanagement van een auto, die pulsjes liggen 0,5s uit elkaar en zorgten voor een codereeks tussen 1 en 4. Tussen de korte pulsjes zit een tijd van 2,5s, dan begint een volgende codereeks enz. Tussen de codereeksen moet de teller gereset worden. 2,0s is ook goed, het gaat erom dat de teller weer op tijd op 0 komt te staan. Om te voorkomen dat de

2,5s te vroeg bereikt wordt, zat ik eraan te denken de timer na elk kort pulsje ook weer te resetten. Als de laatste puls van 0,5s dan gegeven is, duurt het nog 2,5s voor de teller op 0 gezet wordt en een nieuwe codereeks uitgelezen kan worden.

Ah ok, stof tot studie maar wel interessant om te weten. Zal nog eens kijken wat ik met de IC's die jij aangeeft nog kan doen.

Op Sun, 19 Mar 2006 15:04:21 +0100, schreef n00b:

Nou, uitgaande van een 4521 en een kristal van 2,097152 MHz is het dus simpel: O21 wordt na 2 seconden hoog, dus die knoop je direct aan de reset van jouw teller. Verder hang je de kathodes van twee dioden 1N4148 aan O21 en O19; de anodes verbind je met elkaar, met een weerstand van 10K naar de positieve voedingsspanning en met de MR-ingang.

Zo wordt de reset-ingang van jouw eigen teller na 2 seconden hoog; na nog eens een halve seconde wordt de MR-ingang van de timer geactiveerd en worden alle ingangen weer laag en begint het hele verhaal opnieuw.

[knip rest van uitleg]

Succes ermee,

Richard Rasker

Linetec Translation and Technology Services http://www.linetec.nl/

"n00b" schreef in bericht news:2d41b$441d64c9$52ad2a0e$ snipped-for-privacy@news.versatel.nl...

Denk ook aan het kristal zelf, er zijn parallel en serieresonantie types, waarbij de laatste ver in de meerderheid zijn. Ook de vervangcapaciteit (meestal 30 puf) is van belang. Als ik een xtal liet slijpen bij Klove (NH) moest is dat er ook bij vermelden. Vaak is een keramische resonator goedkoper maar minder stabiel.

Maurits

Hmm, dat met die dioden snap ik niet helemaal. Je maakt een AND achtig iets, je reset de boel als O21 en O19 hoog worden? Ik zie niet hoe je daar een diode voor kan gebruiken. De diode zal een stroom doorlaten naar O21 en O19, op het moment dat O21 en O19 hoog worden? Begrijp ik het goed dat op dat moment de stroom pas door de diode kan stromen? Waarschijnlijk mis ik hier een stukje "hoe werkt een IC van binnen", hehe. Een poort zal dus pas geleiden op het moment dat een poort hoog is(?).

Hier een schakeling met de 4521:

formatting link
. Ik ben nog niet echt thuis in IC's, dus ik ga een paar beginnersvraagjes stellen...

- Waarom zijn zowel Vdd als Vdd' aan + gehangen en waarom zit C4 er?

- Waarom zijn zowel Vss als Vss' aan - gehangen, en zit IN1 ook aan -? Zit IN1 aan massa omdat die niet gebruikt wordt?

- Moet je de waarden van C6 en C7 aanpassen als je een ander kristal gebruikt?

- Dito voor R4 en R5?

- RST hangt hier standaard aan massa, en is dus altijd laag? Ik neem aan dat ik RST juist hoog moet maken dmv die schakeling met de twee diodes.

Goed, ik vind het allemaal razend interessant, bedankt voor de geduldige uitleg :-)

"n00b" schreef in bericht news:2d41b$441d64c9$52ad2a0e$ snipped-for-privacy@news.versatel.nl...

0,5s

Tussen

Waarom een timertje ipv een tellertje. Je krijgt 4 pulsjes, reset als / na het 4e pulsje binnen gekomen is. Je bent dan altijd *optijd* om de volgende 4 pulsjes te tellen. Als je met een timertje gaat rommelen is de vraag nog maar of je *optijd* bent.

CU, Rob - 52°8'21"N 4°44'34"E www.gompy.net - www.news.gompy.net Meet the BOFH - www.cam.gompy.net NNTP-tool - www.nntptool.gompy.net

Nee, zo werkt het niet. Het management geeft 1 tot 4 pulsjes, laten we dat een groep noemen. Een code bestaat uit vier groepen. Tussen elke groep zit

2,5s. Wil je nu de code uitlezen dan moet de teller na elke groep op 0 gezet worden. Een code zou kunnen zijn: 1-4-3-2

Op Sun, 19 Mar 2006 17:53:02 +0100, schreef n00b:

Een CMOS-uitgang kan een signaal omhoog of omlaag trekken. Met een diode zorg je ervoor dat dit slechts in één richting (omhoog of omlaag) werkt.

In onderstaand schema kunnen de twee uitgangen de spanning achter de dioden alleen omlaag trekken, niet omhoog:

o + voeding | | |10K | | O19 D1 | o----| MR | o----|> Zo wordt de reset-ingang van jouw eigen teller na 2 seconden hoog; na nog

Dat heeft te maken met de opbouw van de chip; door Vss' en Vdd' via weerstanden (dus niet direct) aan de voedingsspanningen te hangen, neemt het stroomverbruik als kristaloscillator flink af; dit kan van belang zijn bij batterijgevoede apparaten. Vdd is de drain-aansluiting, oftewel de aansluiting van de positieve voeding; de drain is de positieve aansluiting van NMOS-transistoren, te vergelijken met de collector van een NPN-transistor - en bij TTL spreek je dus van Vcc voor de aansluiting van de positieve voedingsspanning.

Dat is een ontstoorcondensator - net zoals C3 en C5; CMOS-IC's (en ook andere typen) trekken relatief erg veel stroom bij een overgang van hoog naar laag of omgekeerd; dit duurt als het goed is weliswaar slechts heel kort (enkele tientallen nanoseconden), maar kan ervoor zorgen dat lokaal (dus direct op de pennen van de chip) de voedingsspanning even flink daalt. Deze ontstoorcondensatoren moeten dan ook zo dicht mogelijk bij de voedingsaansluitingen van chips worden aangebracht.

Zie de eerste vraag over Vdd'. Vss is de source-aansluiting, te vergelijken met Vee (of ook vaak Gnd) van TTL - zie ook IC1.

Correct. En als je de datasheets van de 4521 erbij pakt, zie je dat I1 en O1 een in- respectievelijk uitgang is van een OR-poort, waarvan de andere ingang is verbonden met MR.

Je ziet dat hier hetzelfde kristal wordt gebruikt dat ik ook aanraad, en ja, je moet deze condensatorwaarden in principe aanpassen bij een ander kristal, maar deze waarden zullen op zich prima werken voor alles tussen

0,5 en 5 MHz. Zie de datasheets voor een tabel van deze waarden.

Nee, die kun je zo laten. R4 zorgt ervoor dat een inverterpoort aan de ingang zijn eigen uitgang ziet, en dus al bijna 'vanzelf' wil gaan oscilleren; R5 dient ervoor de stroom door het kristal te dempen.

Klopt, en RST heet bij mij dus MR (Master Reset).

Geen probleem, het is (deels) mijn vak, en ik doe het graag :-)

Richard Rasker

Linetec Translation and Technology Services http://www.linetec.nl/

OK, met schemaatje erbij snap ik het al beter. "Omlaag trekken" betekent hier dat de stoom makkelijker door de dioden kan stromen en MR niet hoog kan worden? Is het zo, dat als beide poorten hoog worden, de dioden sperren en de stroom *dus* wel naar MR moet stromen (die heeft dan de laagste weerstand?). Maar als deze hypothese klopt, is het dan niet zo dat er over O21 en bijv een LEDje dat tussen O21 en massa zit een spanning komt te staan, daar de diode naar O21 geleidend is zolang 021 laag is?

In het schema van de link staat geen weerstand, in de datasheet wel als optie. Is het nou zo dat je Vss' en Vdd' altijd moet aansluiten, maar je er optioneel een weerstand tussen kan zetten om het stroomverbruik te verlagen?

Heeft dit IC dan wel een ingebouwd kristal? "het stroomverbruik als kristaloscillator" en de text "The single inverting stage (I2/O2) will function as a crystal oscillator" uit de datasheet doet dit vermoeden?

dat

Ah, dat vermoeden had ik al :-)

Thanks again.

KISS !!!!

~@< _/\_ ¤ø,¸¸,ø¤º°`°º¤ø,¸¸,ø¤ ¸¸,ø¤º°`°º¤ø,¸¸,ø¤º°

Op Sun, 19 Mar 2006 19:45:59 +0100, schreef n00b:

Nee. Er loopt geen stroom in MR, want een CMOS-ingang heeft een nagenoeg oneindig hoge ingangsweerstand en reageert alleen op spanning.

Ik zal het nog eens aan de hand van het schema proberen uit te leggen, nu niet gekoppeld aan wat voor chip dan ook; we beschouwen de kathodes van de dioden als ingangen van onze logische AND-schakeling, en het gemeenschappelijke anodecontact als uitgang:

o + voeding | | |R | | IN1 D1 | o----| UIT | o----|> > Hier een schakeling met de 4521:

Inderdaad.

Nee, er zit geen kristal in deze chip (dat zou wel erg lastig zijn, omdat je dan maar één vaste frequentie zou hebben). Wat ze bedoelen, is dat er een inverter in zit waarvan zowel de in- als de uitgang bereikbaar zijn, zodat je alleen maar een kristal en een paar weerstanden en condensatoren hoeft aan te sluiten om een werkende oscillator te krijgen. Ter vergelijking: de 4020 heeft een soortgelijke tweedelerfunctie (12 bits), maar is alleen voorzien van een klokingang. Je hebt dan nog een extra inverter (of andere actieve schakeling) nodig om dat kloksignaal op te wekken met een kristal.

Je kunt gewoon het gevonden schema als voorbeeld nemen voor het aansluiten van het kristal op de 4521.

Richard Rasker

Linetec Translation and Technology Services http://www.linetec.nl/

Je kunt altijd proberen in google groeps (advanced) te zoeken.

formatting link

Volgens mij ben je opzoek naar een missing puls detector:

Hoe weet je overigens dat je aan het begin van de pulstreintjes zit?

"Life is short, art is long, opportunity fleeting, experimenting dangerous, reasoning difficult.? (Hippocrates) pim. ReplyTo: nospam4me [at] schaeffer.tk

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required