Entweder-Oder-Schaltung gesucht

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb:

das Exclusive-Oder-Gatter hat ja diese Funktion:

x xdel y

------------

0 0 | 0 0 1 | 1 1 0 | 1 1 1 | 0

xdel ist der verzögerte x-Eingang. Wenn x eine Zeitlang 0 ist, so ist es auch xdel, dann ist y=0. Wird x jetzt zu 1, so bleibt xdel=0 für ca. 1.5 s und y wird wegen 10 zu 1. Dann wird xdel auch 1 und y wird wegen 11 zu 0.

Umgekehrt, wenn x eine Zeitlang 1 ist, ist y=0 wegen 11. Wird x zu 0, so wird y=1 wegen 01 für 1.5 s, bis xdel=0 wird, dann ist y=0 wegen 00.

Ich hoffe, die Erklärung ist verständlich. Der Tiefpaß zwischen x und xdel lädt einfach C langsam auf oder ab, bis er die jeweilige Umschaltschwelle erreicht hat. Da normale Gatter einen verbotenen Bereich zwischen low und high haben, muß man Schmittrigger nehmen, sonst schwingen die oder werden heiß. Bei CMOS müssen alle unbenutzten Eingänge deshalb auf definiertem Potential liegen, bei TTL ziehen die sich auf high. Dieser verbotene Bereich muß in einer Maximalzeit durchlaufen sein, steht im Datenblatt, bei TTL unter 100 nS, bei CMOS etwas höher.

Bei schnellem Umschalten von x kommen allerdings diese Impulse direkt oder invertiert an y heraus, da müßtest Du wissen, wie die Schaltung reagieren soll. Man könnte das durch ein Monoflop dahinter noch verhindern und die Genauigkeit der Impulse verbessern. Das wäre aber 1 IC mehr.

Den Wechselschalter habe ich nur für das einfache Verständnis genommen, jeder zu 100 K niederohmige logische Ausgang geht da. Aber was heißt potentialfrei? Wenn der Schalter am Eingang potentialfrei auf die Schaltung gehen soll, so fallen mir Relais oder Optokoppler ein, die ziehen dann 1 Widerstand z.B. auf Masse oder nicht.

Diese Zeit wird davon bestimmt, wann das C von Anfangszustand die Hystereseschwelle durchschreitet. Da diese Schwellen sicher nicht symmetrisch liegen, werden beide Pulslängen nicht genau gleich sein. Die RC-Kombination lädt sich ja so auf:

uc(t)=ubat*(1 - exp(-t/(R*C)) )

Ubat soll x sein, also z.B. 5 V, exp() die e-Funktion, t die Zeit. Beim Entladen ist es im Prinzip symmetrisch dazu.

Die Zeit, bis uc(t1) uhyst erreicht hat, berechnet man so:

t1= -R*C*ln(1-uhyst/ubat)

Der CD4093 hat ein pos. uhyst von 2.9 V bei ubat= 5V. Damit wird t1=1.7 s, also schon im richtigen Bereich. In der anderen Umschaltrichtung kann man es sicher ähnlich berechnen. Falls das zu ungenau sein sollte, könnte man C drastisch kleiner machen und die Impulse mit Monoflop hinter der Schaltung genauer erzeugen.

Die Gatter können kein Relais betreiben, 1 Transistor ist da schon nötig, Kommutierungsdiode nicht vergessen. Wenn der Ausgang potentialfrei zum Rechner gehen soll, fallen mir wieder Relais oder Optokoppler ein.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon
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Ist zwar ganz schön früh, aber ich glaube schon;-)

Was verstehst Du unter "schnell"?

Ja, ich denke, so werde ich das machen - einfach ein Relais vornedran.

Ich glaube nicht, vermutlich kann es sogar kürzer ausfallen (aber nicht unbedingt länger). Der PC soll nur sicher eingeschaltet werden, in jeder Richtung des Schalters (wie gesagt, ausgeschaltet wird er nicht per Taster/ACPI, das ist deaktiviert).

Ok.

Karl

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Karl Davis

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb:

wenn Du z.B. mehrmals pro Sekunde umschaltest, kann C den jeweils neuen Endwert nicht erreichen und die dann kurzen Impulse kommen direkt oder invertiert hinten raus. Du müßtest also mind. 3-5 Sekunden Pause zwischen den Umschaltvorgängen machen.

Dann wiederum könntest Du die Schaltung auch mit 2 Relais machen nach dem Vorschlag von Reinhard Richter. Allerdings würde grob geschätzt das C riesig werden müssen, auch nicht optimal.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon

Ach so. Die Umschaltung wird per DTMF an einem Anrufbeantworter eingeleitet, "schnell" dürfte da eher nicht gehen;-)

Ich habe hier sogar mittlerweile einen Schaltplan-Ausschnitt des betreffenden Gerätes, demnach ist der Schaltausgang die C-E-Strecke eines BC337. Ob ich die "direkt" verwenden kann, entzieht sich meiner Kenntnis, zumal ich dann keine Potentialtrennung zwischen dem AB und der Schaltelektronik (die separat mit Spannung versorgt wird) mehr habe, was vermutlich über kurz oder lang zu Problemen führen kann.

Karl

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Karl Davis

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb:

ja dann sollte es diese Probleme nicht geben.

[.....]

Die Basis wird ja wohl angesteuert, an sich müßten noch VCC und GND vorhanden sein. Mit Anrufbeantwortern kenne ich mich nicht aus, aber irgendwie müßte z.B. 1 Reedrelais, das z.B. 500 Ohm haben kann, ansteuerbar sein. Wenn der BC337 extra zum externen Schalten vorgesehen ist, müßte auch rauszukriegen sein, wie man das macht.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon

Äh ja. Die C-E-Strecke geht halt auf zwei Kontakte einer Mini-DIN-Buchse. Mehr is' nicht. Oder was meinst Du?

Zerlegen ist auch eher schlecht, die Kiste ist ziemlich "frickelig" zusammengebaut.

Karl

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Karl Davis

Hallo,

Karl Davis schrieb:

und wo sind C und E sonst noch angeschlossen?

Vermutung: E an GND, C über Widerstand an VCC. Prima geeignet um einen Optokoppler anzusteuern.

Vorschlag für die eigentliche Aufgabe:

_Beide_ Monoflops eines 74XX123 auf 1,5s beschalten. Ausgang des Optokopplers bei einem Monoflop an den A-Eingang, beim anderen an den B-Eingang. Restliche Eingänge sauber versorgen.

Bei jeder Umschaltung floppt dann einer der Monoflops, Zusammenfassung indem man die beiden Qquer über Diodenlogik verundet. Ausgangssignal ist

1.5s low bei Umschaltung.

Gruß, Wolfgang

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Wolfgang Ottenweller

Nicht ganz. Vor dem Transistor ist ein "IC13", Typ 4N25. Keine Ahnung, was das genau ist. Der Collector des BC337 hängt dort an Anschluss 3, die Basis an Anschluss 4. Der Emitter hängt mit 100KOhm in Reihe an der Basis und somit an Anschluss 4.

Aber das ist nur an _einem_ AB so, das ganze soll letztlich universell einsetzbar sein.

Ähm. Kannste das auch mal als Schaltbild machen?

Karl

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Karl Davis

In article , Karl Davis writes: |> Wolfgang Ottenweller wrote: |> > Karl Davis schrieb: |> >> demnach ist der Schaltausgang die C-E-Strecke eines BC337. |> > und wo sind C und E sonst noch angeschlossen? |> > Vermutung: E an GND, C über Widerstand an VCC. Prima geeignet um einen |> > Optokoppler anzusteuern. |> |> Nicht ganz. Vor dem Transistor ist ein "IC13", Typ 4N25. Keine Ahnung, |> was das genau ist.

Ein Optokoppler...

--
         Georg Acher, acher@in.tum.de
         http://www.lrr.in.tum.de/~acher
         "Oh no, not again !" The bowl of petunias
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Georg Acher

Hallo Karl.

Karl Davis schrieb:

ich benutze immer diese Suchmaschine, um mir Datenblätter runterzuladen:

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Die PDF-Dateine sind zwar ziemlich dämlich in den Browser eingebettet, aber Du kannst beim Abspeichern den gewünschten Namen selbst wählen. Du kannst meist zwischen mehreren Firmen wählen, dann aber diese, die die Daten vollständig anbieten, das tun leider nicht alle.

Habe mal das von Motorola/Freescale geholt, 4N25 ist ein Standard-Optokoppler. Damit hast Du ja schon die gewünschte Trennung zur Logikschaltung. Aber 1 Frage bleibt offen, wo geht Anschluß 5 des 4N25 hin? Wahrscheinlich über ein R an das interne VCC des Anrufbeantworters. Damit wäre die galvanische Trennung nicht vollständig. Ob das in Deinem Fall hinnehmbar ist, weiß ich nicht, aber funktionieren würde es schon. Zum Testen kannst Du ja eigentlich schonmal folgendes tun:

VCC + | | | .-. 4.7 k | | | | '-' | zur Logik o-------------o | |/ -| BC337 |>

| | | === GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

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Mit einem Voltmeter zwischen Ausgang und GND müßtest Du das Schalten zwischen 0 und VCC sehen können. VCC wäre dann die Versorgung Deiner Logik, z.B. 5 V oder bei CD4093 3-18 V mit eigenem Netzteil.

Zur absolut sicheren ganvanischen Trennung könntest Du natürlich das interne VCC des Anrufbeantworters nehmen und nochmal 1 4N25 zur Trennung in den Kollektor des BC337 setzen

Kann man auch machen, kostet einige Bauteile mehr, ist aber genauer.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon

Ah, danke!

Ich habe mal ganz lange und ganz viel gesucht und dies hier gefunden:

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Eine bessere Qualität oder gar mehr gibt es nicht, den Ausschnitt hat mir mal netterweise vor ca. einem Jahrzehnt jemand zugefaxt. Ich hoffe, die relevanten Dinge sind erkennbar und ausreichend.

Klingt besser. Ich denke übrigens, daß es gar nicht so sehr auf die exakte Schaltdauer ankommt. Sie muss nur so dimensioniert sein, daß ein PC sicher eingeschaltet wird (also nicht zu kurz) und auch nicht sich versehentlich sofort wieder ausschaltet (also nicht zu lang).

Karl

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Karl Davis

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb: [....]

wie ich sehe, ist da schon eine vollständige galvanische Trennung. An sich könnte das schon so funktionieren, wenn Du den Emitter des BC337 auf GND legst mit dem Widerstand im Kollektor. Nur bin ich jetzt nicht ganz sicher, ob der Kollektor weit genug auf 0 herunterkommt.

Was an der Schaltung merkwürdig ist, der Kollektor des BC337 liegt nicht alleine an Anschluß 2 der Buchse, sondern ist mit dem Fototransistor verbunden. Kannst Du das nachträglich ändern? In dem Falle wäre Anschluß

3 GND, Anschluß 1 VCC (z.B. 5 V) und der Kollektor des BC337 wäre alleine an Anschluß 2, also ein logischer open-Kollektor-Ausgang. Damit hättest Du exakt die gewünschte Funktion. Evtl. würde ich noch 1 kleinen Widerstand von vielleicht einigen 100 Ohm zwischen Anschluß 1 und VCC legen als Strombegrenzung des Fototransistors.

Ob die Darlington-Anordnung wirklich stabil bleibt, kann man nur mit dem Scope prüfen. Ansonsten kannst Du sicherheitshalber noch ein C von vielleicht 33 pF zwischen Basis und Kollektor den BC337 legen.

Ich kenne mich mit der genauen Funktion des Tasters am Rechner nicht aus, sehe hier aber keine wirklichen Probleme. Eine verdrillte Doppelleitung wäre zur Überbrückung des Tasters am Rechner wegen Störsicherheit sicher noch sinnvoll.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon

Äh, nein, Änderung ist ausgeschlossen. a) weil der Besitzer das mit Sicherheit nicht wünscht und b) weil die Schaltung nicht speziell daran angepasst werden soll, sondern universell auf derlei "einfache Schließkontakte" reagieren können soll, also unabhängig von diesem speziellen Gerät sein soll. Insofern ist das nicht soo schlimm, da kommt vorne an die Schaltung eben einfach ein Relais, welches dann die Funktion des Umschalters macht, so wie Du sie in der von Dir gezeichneten Schaltung voraussetzt. Ob da nun hinten für die Tastfunktion ein Relais ist oder ausserdem noch vorne eines als Umschalter, das macht "den Kohl auch nicht fett".

Was für eine Strombelastbarkeit hat so ein BC337 eigentlich, was den Schaltstrom angeht? Wenn ich darüber eine Relais-Spule schalte, darf die sicherlich nicht unendlich Strom ziehen...

Das läuft momentan schon (mit einem anderen Gerät, welches so eine Tastfunktion macht, aber ersetzt werden muss) mit 1m "normaler" Telefonflachleitung problemlos. Mich würde jetzt nur ein Schaltplan des anderen Vorschlag mit dem 74xx123 interessieren, wenn der noch besser ist, würde ich den realisieren wollen.

Karl PS: dann muss ich noch nach einer passenden Spannungsversorgung suchen, aber ich denke, in dem Fall wird ein kleiner Printtrafo mit anschliessender Gleichrichtung reichen, da muss es kein "80+"-Schaltnetzteil sein;-)

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Karl Davis

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb:

dann würde ich es mit dem BC337 so machen wie vorher beschrieben, sicherheitshalber VCC = 12 V oder so wählen, weil der Low-Pegel nicht ganz klar ist oder mal nachmessen. In dem Falle geht es nur mit

4000er-CMOS CD4093.

0.8 A max., Widerstand vom Ausgang des Gatters zur Basis von einigen KOhm nicht vergessen

Du könntest noch CD4538 dahintersetzen, dann wäre die Impulsdauer mind.

5% präzise und es geht bis 18 V Versorgung, vermutlich aber unnötiger Aufwand. Bei Monoflops würde ich aufpassen, die produzieren bei Störungen leicht falsche Impulse, deshalb würde ich die erstmal versuchen zu vermeiden.

Ein 12 V-Relais braucht nicht viel Strom, mehr muß das Netzteil nicht bringen.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon

Hallo,

Karl Davis schrieb:

dann kommt's noch darauf an, ob wie beim aktuellen AB der Optokoppler schon drin und wie der genau beschaltet ist. Eventuell verschiedene Eingangsvarianten entwerfen und über Jumper auswählbar.

Datenblatt lesen. ;-) Absolut maximum 800mA, über die Hälfte würde ich nicht gehen.

interessieren

Gerne, ich komm nur mit dem ASCII-Zeichner nicht zurecht. Hier als Handzeichnung:

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Nur die Logik ohne Anpassung an den Optokoppler und ohne Ausgangsverstärker.

Gruß, Wolfgang

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Wolfgang Ottenweller

Äh, jetzt bin ich ein wenig verwirrt: also Deine Schaltung mit 12V betreiben? Ich dachte, den 4093 betreibt man mit 5V!?

Hmm, ok. Das wird mir dann doch wieder zu viel Aufwand. Eine Lösung wie anfangs, mit einem IC, die finde ich elegant.

Jo. Vielen Dank jedenfalls bis hierhin an Dich und auch die anderen "Antworter" für die vielen Hinweise und Hilfestellungen! :-)

Karl

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Karl Davis

Die meisten CD4000er Chips gehen bis 15V, viele bis 18V und einige wenige bis 20V. Dafuer werden sie aber bei 5V und darunter zaeh wie Sirup.

74HC nur bis maximal 6V. [...]
--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb:

der BC337 aus dem Anrufbeantworter laut Deinem Schaltplan wird ohne Änderung nicht bis zur Sättigung durchschalten, deshalb wäre ein höheres VCC sicherer. Mangels genauer Daten kann man das ohne Messung nicht genau vorhersagen. Bei 4000ern geht VCC von 3-15 V mind., das ist der Vorteil.

mfg. Winfried

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Winfried Salomon

Ah so, ok. Verstehe ich das richtig, daß der BC337 quasi fremdgespeist wird, aus der Schaltung, die dann dran hängt!? Dann ist klar, warum Du gerade die 12V empfiehlst.

Karl

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Karl Davis

Hallo Karl,

Karl Davis schrieb:

ja natürlich, geschaltet wird der durch den Fototransistor nur mit Licht, er ist komplett galvanisch getrennt. Da die Kollektoren intern verbunden sind, wird der BC337 über den Widerstand nach VCC nicht komplett durchgeschaltet.

mfg. Winfried

Reply to
Winfried Salomon

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