Klingelschaltung - läuft, verhält sich aber noch manchmal komisch...

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Autor
Klingelschaltung - läuft, verhält sich aber noch manchmal komisch...

    







BID = 462193

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200
 

  


Hallo,

Ich habe mir eine Schaltung zusammengebastelt, damit der Postbote ins Treppenhaus unseres mehrstöckigen Miethauses kommt, wenn er weiß dass er 4 mal kurz hintereinander klingeln muss.

Hierzu greife ich das Signal am Summer in der Wohnung ab, (im Schaltplan "Eingangssignal Klingeltaster") und bei der 4. Taktflanke wird das Relais am Ausgang einen Reset-Timerdurchlauf lang (~5 Sekunden geschaltet). Gleichzeitig setzt jeder High-Pegel des Klingelsignals den Reset-Timer zurück, also wird der Öffner nur aktiviert, wenn man 4 mal geklingelt hat, und zwischen den einzelnen Klingelsignalen nicht mehr als je 5 Sekunden verstrichen sind. Das Relais überbrückt dann einfach die 2 Metallstifte, die auf per Taster an der Sprechanlage zum Türöffnen überbrückt werden.

Im Prinzip läuft das auch so ohne weiteres, nur wenn man den Türöffner nun manuell per Öffner einige Sekunden betätigt, springt die Schaltung noch an und aktiviert den Öffner weitere 5 Sekunden. Hier bin ich nun ziemlich ratlos, da ich noch nicht so viel Erfahrung im praktischen Schaltunsentwurf gesammelt habe. Habt ihr vielleicht irgendwelche Ratschläge woran das liegen könnte?

Vielen Dank schonmal im Vorraus,
Matthias

PS: Ich hoffe, ich habe keine unverzeihlichen Designfehler gemacht, bin für Verbesserungsvorschläge immer dankbar :)



BID = 462203

Makersting

Schriftsteller



Beiträge: 612
Wohnort: Ostfriesland

 

  

Vielleicht geht die Spannung durch den Türöffner zu sehr in die Knie. Mess das doch mal durch.
Oder durch die induktive Last bekommst du Störspitzen in die Schaltung rein. Rausfiltern - evtl. Z-Diode?

BID = 462205

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200

Welche Spannung meinst du, die in die Knie gehen könnte? Die Schaltung hat ein eigenes Netzteil, (5V, 300mA) das sollte doch reichen? Und generell kann ich mir gerade nicht vorstellen, wie das Überbrücken der Schaltseite des Relais dazu führen könnte, die Spannung in meiner Schaltung außer durch induz. Störungen zu beeinflussen?

Dass das Relais vielleicht in die Schaltung zurückstört habe ich auch schon überlegt, allerdings habe ich mit sowas überhaupt keine Erfahrung. Die einzige Stelle, an der eine Störspannung dieses Verhalten verursachen könnte, wäre doch eigentlich am Gate des Transistors, der das Relais schaltet oder?

Wie schütze ich denn meine Schaltung gegen derartige Störungen mittels einer Z-Diode? Hat dazu vielleicht jemand einen guten Link? Hab wie gesagt überhaupt keine Erfahrung im Umgang mit induzierten Störspannungen...

BID = 462207

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
hoffe, ich habe keine unverzeihlichen Designfehler gemacht,
Hast du genügend Stützkondensatoren für die 5V verbaut ?
Im Schaltplan hast du ja nur einen 100nF am 555 eingezeichnet, aber an den Logik-ICs sind solche Kondensatoren auch erforderlich.

_________________
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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 462208

high_speed

Schreibmaschine



Beiträge: 2073

Hallo Matthias

> Ich hoffe, ich habe keine unverzeihlichen Designfehler gemacht, ..

Bei der Schaltung braucht man nur an EMV denken und schon fangen die
Fehlfunktionen an. Ein typisches Anfängerdesign.

Wo ist die Freilaufdiode für das Relais?
Dem linearen Spannungsregler fehlen noch seine Kondensatoren.
Siehe Datenblatt. Den ICs sollte man auch noch ca. 100nF an den
Versorgungsanschlüssen spendieren.

Das Schlimmste:
Der Logikeingang ist nicht geschützt. Vielleicht mal einen
kleinen ESD-Test machen. Mal sehen wie viel der
Schaltung im Anschluss noch eine Funktion zeigt.


> Rausfiltern - evtl. Z-Diode?

Da sollte man lieber eine Suppresordiode nehmen, die ist extra dafür
entwickelt worden. Aber nicht einfach unüberlegt einbauen und hoffen,
das damit die Störungen beseitigt werden.

Der Eingang braucht ein durchdachtes Filterkonzept.

TP 2. Ordnung (LC) -> Suppresordiode -> Spannungsteiler ->
Schmitt-Trigger

MfG
Holger

_________________
George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!

Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am  6 Okt 2007 16:18 ]

BID = 462209

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13771
Wohnort: 37081 Göttingen

Der NE555 (besonders wenn er wie in diesem Fall, dynamisch angesteuert wird)ist sehr empfinlich, wenn auf der Zuleitung ein Spannungseinbruch (und sei er noch so klein) entsteht.
Hast Du die 5 Volt? Batterie auch angeschlossen?
Hängt die Elektronik und der Türöffner an einem Trafo?
Gruß
Peter

BID = 462216

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200

Huiuiui, so viele Fehler auf einmal...

Der Reihe nach:

- Am 7805 sind am Ein- und Ausgang Kondensatoren dran, hab ich nur nicht im Schaltplan eingezeichnet. Als Brückengleichrichter hab ich auch einen fertigen genommen, also nicht aus Einzeldioden aufgebaut, hab nur kein entsprechendes Bauteil in den Bibliotheken gefunden.

- Die Stützkondensatoren an den Logikbauteilen werd ich noch nachrüsten.

- Die 5V Versorgungsspannung der Schaltung kommen aus einem billigem Steckernetzteil, sollte man da dann auch noch Stützkondensatoren einbauen oder wie ist die Frage gemeint? @perl

- Freilaufdiode kommt auch noch, tuts da ne 1N4001?

- Wieso braucht der Eingang so einen aufwendigen Filter? Es kommt mir ja nur auf die Anzahl und ungefähren zeitlichen Abstände der Abwärtsflanken an, deshalb greife ich die 10VAC über dem Summer ab, richte diese gleich und gebe sie nach dem die Spannung durch den 7805 begrenzt wurde auf meine Logikbauteile.

Allgemein:
Die Elektronik wird von einem 5V Steckernetzteil versorgt, das Eingangssignal über ist eine 10V AC, geschaltet wird vom Relais 12VAC.

Probleme mit dem Taktgenerator (555) hatte ich bisher noch nicht.

BID = 462230

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Die 5V Versorgungsspannung der Schaltung kommen aus einem billigem Steckernetzteil, sollte man da dann auch noch Stützkondensatoren einbauen oder wie ist die Frage gemeint? @perl
Wenn da eine halbwegs konstante Spannung rauskommt ist das schon ok. Aber direkt an den ICs müssen mit möglichst kurzen Drähten keramische Kondensatoren sein, damit sich keine hochfrequenten Störungen über die Versorgung ausbreitenkönnen. Ein 20ns langer Impuls reicht bequem um ein Flipflop umzuwerfen ...


Zitat :
Freilaufdiode kommt auch noch, tuts da ne 1N4001?
Ja, die ist ok.



Zitat :
Es kommt mir ja nur auf die Anzahl und ungefähren zeitlichen Abstände der Abwärtsflanken an, deshalb greife ich die 10VAC über dem Summer ab, richte diese gleich und gebe sie nach dem die Spannung durch den 7805 begrenzt wurde auf meine Logikbauteile.
Und das Resultat ist eine miserable Flankensteilheit. Schau mal ins Datenblatt, wie schnell sich die Spannung am Clock-Eingang ändern soll !
Außerdem kommt aus den Eingängen von TTL-Schaltungen Strom heraus. Du solltest sie also aktiv nach Masse ziehen. Dass deine Schaltung funktioniert, ist eher Zufall.

Leitungen zu externen Geräten (Klingeltaster) solltest du auch nicht einfach an einen Logikeingang anschliessen. Die schnellen Eingangstransistoren in den ICs sind zarte Gebilde, die leicht durch elektrostatische Aufladung beschädigt werden können. Die Folge ist meist eine zeitraubende Fehlersuche.

Welche Logikfamilie verwendest du denn tatsächlich ? Standard 74er werden es ja wohl nicht sein.






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BID = 462284

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200


Zitat :
perl hat am  6 Okt 2007 18:31 geschrieben :

Wenn da eine halbwegs konstante Spannung rauskommt ist das schon ok. Aber direkt an den ICs müssen mit möglichst kurzen Drähten keramische Kondensatoren sein, damit sich keine hochfrequenten Störungen über die Versorgung ausbreitenkönnen. Ein 20ns langer Impuls reicht bequem um ein Flipflop umzuwerfen ...


Die Kondensatoren baue ich noch ein, ist ja kein großer Act. Wie stabil die Spannung des Steckernetzteils wirklich ist, kann ich mangels Oszi nicht sagen, aber mein Multi (ich weiß, das macht nur 2-3 Messungen pro Sekunde...) zeigt wenigstens einen konstanten Wert an.


Zitat :
Und das Resultat ist eine miserable Flankensteilheit. Schau mal ins Datenblatt, wie schnell sich die Spannung am Clock-Eingang ändern soll !


Dass die Steilheit am Ausgang des 7805 miserabel ist, ist klar, aber solange die Klingelpulse trotzdem zuverlässig erkannt werden, wozu ändern? Oder besteht die Gefahr, dass dadurch die Schaltung geschädigt wird?


Zitat :

Außerdem kommt aus den Eingängen von TTL-Schaltungen Strom heraus. Du solltest sie also aktiv nach Masse ziehen. Dass deine Schaltung funktioniert, ist eher Zufall.


Hm, das ist mir tatsächlich neu. Ich habe die Schaltung mit PSpice simuliert, und da es dabei keine Probleme gab, bin ich einfach davon ausgegangen, dass es auch funktionieren wird, wenn ich die Schaltung dann so aufbaue. Meinst du mit "aktiv nach Masse ziehen" einen 10k Widerstand an jedem Eingang meiner Logikbauteile Richtung Masse? Das wär ganz schön aufwendig noch nachträglich einzubauen...


Zitat :

Leitungen zu externen Geräten (Klingeltaster) solltest du auch nicht einfach an einen Logikeingang anschliessen. Die schnellen Eingangstransistoren in den ICs sind zarte Gebilde, die leicht durch elektrostatische Aufladung beschädigt werden können. Die Folge ist meist eine zeitraubende Fehlersuche.


Ich hatte gehofft, der 7805er entkoppelt das Signal ausreichend. Ist dem nicht so? Könntest du das bitte noch genauer erklären, wie sich da elektrostatische Aufladungen bilden können?


Zitat :

Welche Logikfamilie verwendest du denn tatsächlich ? Standard 74er werden es ja wohl nicht sein.


Die Zähler sind bei Reichelt unter der Bestellnummer 74HC393 zu finden, die AND-Gatter und Inverter sind dort aus der "MOS xxxx" Serie.

Falls es was zur Sache tut: Das Relais ist ein 5V-Subminiaturrelais von Finder, laut Datenblatt ohne eingebaute Freilaufdiode.

Danke fürs Lesen und Helfen, auch wenn ich gerade etwas deprimiert bin was ich schon wieder alles falsch gemacht habe...

Schönen Gruß,
Matthias

BID = 462295

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13771
Wohnort: 37081 Göttingen

Also irgendetwas stimmt mit der Schaltung nicht. Allein die Tatsache, daß das Relais mit weniger als 5µA schalten soll, halte ich für äußerst unwahrscheinlich.
Gruß
Peter

BID = 462314

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200

Die Werte im Schaltplan sind natürlich nicht aussagekräfitg, hab einfach einen Screenshot gemacht, keine Ahnung zu welchem Zeitpunkt diese Werte während der Simulation diese Werte gelten...und das Relais ist auch nur nachträglich per Paint eingefügt, habs in PSpice nicht gefunden

BID = 462327

Nukeman

Schriftsteller



Beiträge: 754
Wohnort: bei Kleve

Hi Matt.Shure,

den Kopf nicht hängen lassen. Es hört sich immer schlimm an, wenn
noch so einiges im Detail zu verbessern ist. Immerhin hat noch
niemand die eigentliche Logik-Schaltung bemängelt
Bin momentan in Deinem Plan auch nicht 100% drin. Aber wenn es
aussichtlos wäre, hätte das schon längst jemand geschrieben Und es
scheint ja auch auf fruchtbaren Boden zu fallen. Also weiter so!

Gruß,
Stefan

BID = 462478

bastler16

Schreibmaschine

Beiträge: 2140
Wohnort: Frankreich


Zitat :
auch wenn ich gerade etwas deprimiert bin was ich schon wieder alles falsch gemacht habe...

Übung macht den Meister!
Was meinst du wie meine ersten Schaltpläne/Schaltungen aussahen (und teilweise noch aussehen)

BID = 462743

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200

Danke für die aufmunternden Worte, kann ja nur besser werden...

Die Änderungen die bisher vorgeschlagen wurden werde ich im Laufe der Woche einbauen, kann vielleicht noch jemand auf meine Fragen aus dem vorletzten Post eingehen? Dankeschön

Gruß,
Matthias

BID = 468461

Matt.Shure

Stammposter



Beiträge: 200

Die Freilaufdiode und Stützkondensatoren wären eingebaut, kann vielleicht doch noch jemand paar Worte zu der Sache mit statischer Aufladung an den IC-Eingängen verlieren? Das leuchtet mir noch nicht wirklich ein...


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