Beiträge von KaiR

    @Pius


    Dann nehme ich folgende Aussage:

    Zitat


    Nach einer bestimmten Zeit erreicht das Signal das Kabelende und trifft vielleicht auf einen Verbraucher (Last). Entspricht die Last genau der Impedanz der Leitung, dann wird die Energie am Lastwiderstand vernichtet (in Wärme umgewandelt). Ist das Kabelende nicht mit derselben Impedanz abgeschlossen, dann wird ein Teil der Energie vernichtet und der Rest wandert durch das Kabel wieder zurück, währenddessen dein Generator weiter Energie ins Kabel führt. Demnach misst dein Oszilloskop die Summe der Generatorspannung und der im Kabel reflektierten Spannung. Dies führt zu höheren oder tieferen Spannungen, je nachdem wie die Wellen aufeinander treffen.

    mal als alleinige Erklärung für die (extreme) Signalform bei der Messung mit dem 5Ω Widerstand. Das mit dem Reflektieren war mir durchaus bewusst. Es wurde ja schon angesprochen. Aber diese ausgeprägte (Sieger-)Treppchenform, wie sie in den hier geposteten Videos über Längenmessung und Signalreflektionen gezeigt wurden (z.B. das von Dir gepostete Video vom Elektronik Kanal ab 2:05 Min.) hat sich bei mir nicht ergeben.


    Signalreflektionen.png


    Bei dem Bild ohne Endwiderstand (erster Screenshot) im Beitrag #229 kann man an der Null-Linie etwas "erahnen". Es ist eine Skaleneinteilung von 20ns eingestellt.

    5ns sind ein Viertel davon und eigentlich müsste das Treppchen wie Du erklärt hast ja 10ns (wg. dem Rücklauf) betragen. Also müsste das doch eigentlich gut zu erkennen sein. Ist aber nicht so.... die Flanke steigt stetig in 10ns von 0 auf ca. 500mV an.


    Die "ohmschen" Berechnungen habe ich eingefügt um klar zu machen, dass bei der Messung Spannungsteiler im Spiel sind. Ich war verwirrt als ich das erste mal probiert habe und mit Endwiderstand immer nur die halbe Amplitude angezeigt bekam.

    Auch auf die Gefahr hin, mich zu blamieren wenn ich das hier öffentlich "durchdenke" ;), habe ich Pius' Aufgabe aus dem Beitrag #225 mal aufgenommen und heute diesen Versuch nach seiner Aufbaubeschreibung durchgeführt.


    Dazu habe ich mir einen verstellbaren Endwiderstand mit max. 101 Ohm gebastelt:


    IMG_1927.jpg


    Der BNC Adapter ist über eine Steckbrücke mit dem auf die Hartpapierplatine gelöteten Widerstand verbunden. Zum Einstellen des Widerstandes habe ich das Multimeter mit der Steckbrücke verbunden. Der Leitungswiderstand der Messkabel und Klemmen betrug 0,52Ohm. Diesen Wert habe ich bei der Einstellung zum einzustellenden Widerstandswert zuaddiert.


    Das Koaxialkabel, das ich zum Testen angeschlossen habe, ist 1m lang. Ein längeres habe ich leider nicht. Bin halt kein Amateurfunker ;).

    Da mein Frequenzgenerator nur max. 15MHz Signale erzeugen kann und somit die minimale Wellenlänge die ich erzeugen kann bei λ = 300*106 m/s / 15*106 Hz = 20m liegt, kommt die Leitungstheorie eigentlich nicht in Frage. In dem von DanielS geposteten Video wird ja erklärt, dass diese solange keine Rolle spielt, solange der die Wellenlänge wesentlich größer als die Leitungslänge ist.


    Alle Messungen erfolgten mit einem 10MHz Rechtecksignal und einer VS von 500mV.

    Der erste Screenshot zeigt eine Messung ohne Endwiderstand am Koaxialkabel:


    VS-1V-10MHz-Ohne-Endwiderstand.PNG


    Man sieht, dass das Signal etwas verzerrt ist. An den horizontalen Cursorlinien kann abgelesen werden, dass die vollen 500mV VS gemessen werden.

    Ich nehme an, dass die Verzerrungen auch schon Signalreflektionen sind, die aufgrund des kurzen Kabels aber nicht übermäßig stark in Erscheinung treten. Dennoch fällt eine deutliche Verzerrung des Rechtecksignals und eine recht hohe Anstiegszeit der Flanken auf.


    Da an dem Koaxkabel quasi ein Endwiderstand gegen ∞ anliegt, kommt der Eingangswiderstand des Oszilloskops voll zum Tragen. Es hat eine Leistungsanpassung stattgefunden (Lastwiderstand 1MΩ >> Innenwiderstand Generator mit 50Ω).


    Nun ein Screenshot mit 100Ω Abschlusswiderstand:


    VS-1V-10MHz-100Ohm.PNG


    Man erkennt, dass die Flankensteilheit zugenommen hat. Dennoch sind Verzerrungen bei an- und absteigendender Flanke zu erkennen. Außerdem ist die Amplitude geringer geworden. Sie beträgt statt 500mV nur noch +315mV bzw. -329mV. Der Widerstand am Leitungsende bildet einen Spannungsteiler mit der Ausgangsimpedanz vom Frequenzgenerator und dem Eingangswiderstand des Oszilloskops, der parallel zum Endwiderstand geschaltet ist.


    500mV * 100Ω / (50Ω + 100Ω) = 333mV. Der rechnerische Wert liegt also sehr nah bei dem gemessenen.

    Dass die Parallelschaltung von 1MΩ zu 50Ω etwas weniger als 50Ω ergibt wurde wegen der minimalen Differenz vernachlässigt.

    Es handelt sich um eine nicht vollständige Lastanpassung, wenn man so will.


    Screenshot mit 5Ω Abschlusswiderstand:


    VS-1V-10MHz-5Ohm.PNG


    Das ist eigentlich die krasseste Abweichung. Dass die Amplitude wesentlich kleiner sein muss als bei den vorhergehenden Beispielen dürfte inzwischen klar sein. Rechnerisch müsste sie bei 500mV * 5Ω / (100Ω + 5Ω) ≈ 24mV liegen. Gemessen liegt sie (ohne Überschwinger) bei ca. 43mV.

    Hier würde ich mir wünschen, dass Pius oder jemand der sich damit auskennt, noch etwas dazu schreibt wie dieses Signal zu erklären ist. Ich kann es nicht.

    Im Grunde hat hier eine Stromanpassung stattgefunden (Lastwiderstand 5Ω << Innenwiderstand 50Ω).


    Zu guter Letzt die Leistungsanpassung mit dem Endwiderstand von 50Ω:


    VS-1V-10MHz-50Ohm.PNG


    Das Rechtecksignal sieht einigermaßen sauber aus. Die Flanken steigen recht steil an. Die Amplitude liegt bei grob etwa 50% der im Generator eingestellte, was dem rechnerischen 500mV * 50Ω / (50Ω + 50Ω) = 250mV entspricht.


    VS-1V-10MHz-Einstellung-optisch-47Ohm.PNG


    Das alles nicht sooo genau kommt, sieht man am letzten Bild. Hier habe ich den Widerstand so eingestellt, wie ich finde, dass das Signal am saubersten aussieht. Ich habe nach der Einstellung dann 47Ω am Widerstand gemessen.


    Wer bessere Erklärungen hat oder Erklärungslücken füllen, Fehler korrigieren kann ist herzlich eingeladen diesen Post zu kommentieren und zu verbessern.

    Nun es war mir wieder eine Lehre, sich nicht gleich zu äußern, wenn man sich geärgert hat. Meine Reaktion war wohl etwas zu harsch.


    In dem Posting #11 kam eigentlich nur die Enttäuschung zum Ausdruck, dass sämtliche Zeit die man in Erklärungen investiert hat, was ja über den Verlauf verschiedener Threads mehrere Stunden in Anspruch genommen hat, so gut wie umsonst investiert wurde.


    Das hat auch mit meiner eigenen Anspruchshaltung zu tun, dass ein Fragensteller sich mit den gegebenen Antworten auch intensiv befasst und selbständig um ein tieferes Verständnis bemüht ist, bevor immer neue Variationen von Themen angeschnitten werden. Ich hatte im vorliegenden Fall den ganz starken Eindruck, dass das nicht passiert ist.


    Ich werde mich hier in Zukunft mehr zurücknehmen was das Antworten auf Fragen betrifft.


    Ich habe zwar meine Zweifel, dass ein „Anfänger helfen Anfängern“ Bereich für mehr Aktivität sorgen wird, aber der Vorschlag von Hans ist ja nicht schlecht. Vielleicht ist es ein Versuch wert.

    Also ganz so einfach ist es nicht. Man muss bestimmte Register setzen um einen Timer zu konfigurieren. Der Atmel Atmega328p hat drei Timer. Ob alle bei der Nutzung von eForth verwendet werden können entzieht sich meiner Kenntnis.


    Im Prinzip arbeiten die Timer mit internen „Zählern“. Wenn diese einen bestimmten Wert erreicht haben, wird von dem Controller eine sog. Interrupt Service Routine (ISR) aufgerufen. Wenn man den Timer so konfiguriert, dass er jede Millisekunde einmal die ISR aufruft, kann man eine Variable hochzählen und hätte so eine millis() Funktion geschaffen. Die ISR läuft ja mit dem Start des Controllers automatisch los. In der Variable oder auf irgend einem Stack stünde dann also die Anzahl der vergangenen Millisekunden seit dem letzten Start des Controllers.


    Über die Arduinoumgebung bzw. durch das Arduino C-Framework ist das bereits eingebaut. Wie es in eForth aussieht weiß ich nicht aber dort müsste es ja auch einen Zugriff auf die entsprechenden Interrupts geben, über die man ISR Code einbinden kann.


    Wie die ganze Timermimik beim Atmel funktioniert ist hier sehr schön beschrieben: https://wolles-elektronikkiste.de/timer-und-pwm-teil-1


    Es gibt auf der Seite auch noch einen Teil über den 16Bit Timer.

    Ich möchte wetten, dass ich ein Rechtecksignal sehe das verzerrt ist. Wenn ich am Poti drehe bis das Signal sauber ist und das Poti ablese, werde ich bei einem 50Ω Kabel das Poti auf 50Ω stehen haben. Bei einem TV Kabel 75Ω.


    Das hätte ich gerne mal versucht. Hab aber keinen Adapter an den ich das Poti drantüdeln kann. Auf diesen Versuch bin ich am Wochenende gestoßen, weil ich wissen wollte wie ich heraus bekommen kann ob das Kabel das ich benutze auch wirklich 50Ω hat. Es war dieses Video:


    Kabellänge und Impedanz messen mit dem Oszilloskop

    Ich habe in einer Grabbelkiste alte BNC T-Stücke und ein 50Ω Endwiderstand gefunden. Das Material stammt noch aus (sehr) alten 10Base2 Thin Ethernet Zeiten.


    Ich habe das T-Stück + Endwiderstand am Oszilloskop angeschlossen und es mit dem Signalgenerator verbunden. Nun ist die Amplitude (sehr genau) nur noch halb so groß weil, so wie Pius mir erklärt hat, der Widerstand einen Spannungsteiler bildet. Außerdem ist die Last am Gerät größer, weil der Widerstand ja parallel zum 1MΩ Eingangswiderstand des Oszilloskops liegt, aber dafür bekomme ich nun bei der Grundwelle die 0dBm angezeigt und die Messung scheint zu passen :).


    Richtig schöne Gardinen.....


    fft-1khz-rechteck.PNG

    Werte Nicole...


    das ist jetzt der beste Beweis dass Du nichts verstanden hast. GAR NICHTS. In fast epischer Breite wurde Dir erklärt wann ein P-Kanal Mosfet schaltet und wie die negative Spannung zustande kommt. Es wurde erklärt, dass ein P-Channel MOS-Fet nicht durchschaltet, wenn die Potentialdifferenz zwischen Gate und Source 0V beträgt weil dann der VGSTH Wert nicht erreicht ist.


    Und Du baust stumpf und unreflektiert nach einer Zeichnung nach. Schau doch mal was da für eine Spannung an der Source des Mosfets anliegt. Richtig ... 5V. Nun kann ein Controller auch nur max. 5V an seinem Pin liefern.


    5V - 5V = 0V Potentialdifferenz der MOS-Fet ist geschlossen. Ist der Pin auf Low hat man 0V- 5V. Also -5V Potentialdifferenz. Der Mosfet ist offen. Das klappt noch.


    Du hast in Deiner Schaltung aber 14V an der Source anliegen. Ist der Pin am Controller Low hast Du -14V ist der High hast Du -9V Potentialdifferenz... also immer eine Spannungsdifferenz die < VGSTH ist. Was es mit diesem Wert auf sich hat ist auch lang und breit erklärt worden.


    Und jetzt schreibst Du, du hast das genau nach meiner Zeichnung nachgebaut. So, als ob das andere nie geschrieben worden wäre. Was glaubst Du denn wie das bei denen ankommt die sich die Zeit genommen haben das hier alles aufzuschreiben. Pius hat dir Schaltungen gezeigt, Daniel S hat ein Beispiel gebracht, wie man Lasten schalten kann... Hans64 hat einen Link auf eine Seite gepostet auf der sehr viel erklärt wird. 60 Beiträge ist der PNP Mosfet Thread lang.


    Da muss man sich doch verarscht vorkommen. Sorry.


    Auf Seiten wie z.B. https://everycircuit.com/ könntest Du solche Dinge in minutenschnelle simulieren. Kostenlos.


    Ich glaube nicht, dass ich etwas falsch aufgefasst habe.

    @Pius: Das mit dem GND Schalten verwirrte mich dahingehend, weil Nicole dafür immer irgendwas mit irgendwelchen Bauteilen bauen wollte. Dabei hat Sie doch GND wenn vom Controller einfach einen Pin auf LOW geschaltet wird. Da braucht man doch sonst nix für.


    @All


    Wenn es wirklich nur um die Spannung ginge, wäre ein DA-Wandler, wie von Pius angesprochen, einfach zu realisieren. Zusätzlich zu seinem Link habe ich noch zwei Beispiele. Im Zusammenhang mit einem R2R Netzwerk lassen sich mit 4 Bit und einer Betriebsspannung von 16V alle Spannungen von 1 bis 15V mit einer Auflösung von 1V erzeugen.


    Beispiel 1:

    V1 entspricht URef

    Die vier Schalter entsprechen 4Bit (können auch Transistoren oder Fets sein).


    S8, S4 und S2 sind gesetzt bzw. liegen an der Spannung an -> ergibt 8V+4V+2V = 14V.


    4-Bit-DAC-R2R-1.png


    Beispiel 2:


    S4 und S1 sind gesetzt also 4V+1V = 5V.


    4-Bit-DAC-R2R-2.png

    Es erfolgt eine direkte binäre Umsetzung in eine Spannung. Damit kann man Zustände herstellen. Am Microcontroller wäre das mit vier digitalen und einem analogen Pin umzusetzen. Damit können dann 16 (24) verschiedene Spannungen (inkl. GND) geschaltet werden.

    Leistungsmäßig geht da natürlich nicht viel.


    Nicole: Da überhaupt nicht klar ist was Du mit Deiner Schaltung für ein Ziel verfolgst kann man Dir auch nicht helfen. Eine bekannte Spannung zu schalten um diese dann wieder zu messen wirkt irgendwie so wie die "useless machine".



    Ich bin mir nicht sicher ob es Dir wirklich darum geht etwas sinnvolles zu "entwickeln" oder ob Du nur andere mit Deinen Fragen beschäftigen willst.

    Jedenfalls scheint doch die viele Mühe die sich hier gegeben wurde und für die Du dich immer so nett bedankst auf nicht allzu fruchtbaren Boden zu fallen. Sonst hätte Dein Schaltplan anders ausgesehen. Vielleicht nicht fehlerfrei.... aber nicht so.


    Mach kleinere Schritte. Fang einfach an und wenn Du begriffen hast wie das funktioniert, geh erst den nächsten Schritt. Nicht vorher. Sonst stellst Du noch 1000 Fragen ohne wirklich weiter zu kommen.

    Der FET wird zum Leiten gezwungen, weil er so nie schließen wird. Egal was am Controller-Pin abgeht. Warum? Na, das steht in einem anderen Thread sehr ausführlich. Darum wird eintreten, was Pius geschrieben hat.


    Wenn ein GND "Signal" erzeugt werden soll, schalte ich gedanklich ab. Da komme ich nicht mit.

    Ja auch von mir Danke @Daniel.


    Ich habe auch dieses Video noch gefunden. Es ist akustisch wie optisch etwas ansprechender, hat aber den gleichen Inhalt:



    Dieses Wort "infinitesimal" lässt mich nicht mehr los ;).

    @Daniel: Ich wüsste gar nicht wie das geht :/. Ich habe eine Funktionsgenerator mit dem BNC Kabel direkt an das Oszilloskop angeschlossen.

    Die Tastkopfdämpfung habe ich auf 1:1 gestellt, damit ich die 1VSS auch korrekt am Oszilloskop angezeigt bekomme (+500mV nach -500mV).


    Zur Messung wurde nur die AC Kopplung verwendet.

    Hallo Pius,


    bezüglich FFT dachte ich mir, ich fange mal mit Bekanntem an, bevor ich versuche Unbekanntes zu analysieren. Darum habe ich eine FFT-Analyse mit einem 1Khz Rechtecksignal mit einer VSS von 1V durchgeführt:


    SCR25.PNG


    Hier sieht man jetzt sehr schön, wie sich das Signal zusammen setzt. Damit es nicht immer so herumwobbelt, habe ich die FFT-Anzeige auf Mittelwert gestellt. Man erkennt, magentafarben dargestellt, die Grundwelle mit 1kHz (Cursor 1) und die für ein Rechtecksignal typischen ungeraden Oberwellen von 3kHz (Cursor 2), 5kHz, 7kHz, 9kHz, 11kHz, 13kHz, 15kHz usw.. Man kann auch erkennen, dass die Oberwellen eine fallende Amplitude haben.


    Was ich noch nicht so ganz verstehe sind die dBm Werte. Wie kommen die zustande?


    Ich verstehe, dass dBm das Verhältnis einer Leistung bezogen auf 1 mW ist, also LP/1mW = 10* lg(P1/1 mW) dB.

    Wenn ich dBm Werte vergleiche, kann ich den Leistungsunterschied leicht errechnen. Die Differenz von beispielsweise 6 dBm auf -14 dBm ergeben -20 dB.

    Also wäre die Leistung dB/10 = 2 -> 102 = 100 mal geringer als die Ausgangsleistung.


    Nun habe ich gedanklich ein wenig Schwierigkeiten mit dem Ausgangswert.

    Bei 1kHz (Grundwelle) wird die Leistung mit 6,12 dBm angegeben. Bei 3kHz liegt sie bei -3,4 dBm also eine Differenz von 6,12 dBm - (-3,4) dBm = 9,52 dB.

    Das würde nach meinem Verständnis bedeuten, dass die Amplitude bzw. die Leistung bei 3kHz = 100,952 ≈ 9 mal geringer ist als die Amplitude/Leistung bei 1Khz. Ist das richtig?


    Wie jedoch kommt das Oszilloskop auf den Ausgangswert 6,12 dBm? (+)6,12 dBm von was?

    Müsste der Ausgangswert für die Grundfrequenz nicht eigentlich 0 dBm sein?

    Es wurde der Messalgorithmus "Flat Top" für eine genaue Amplitudenmessung ausgewählt.


    Ich bekomme es gedanklich nicht auf die Reihe wie der Referenzwert für die Verhältnisse zustande kommt. Um eine Leistung zu berechnen brauche ich eine Spannung und einen Widerstandswert....


    Bei Deinem Beispiel Pius, fängt die Messung bei -52,15 dBm an. (-)52,15 dBm auf was bezogen?


    Kannst Du oder jemand anderes mir da weiter helfen? Ich hoffe, ich habe mir hier jetzt nicht totalen Kappes zusammen geschrieben.

    Ui Pius,


    vielen Dank für diese ausführliche Erklärung. Allerdings stehe ich bei einer Sache noch auf dem Schlauch. Dass eine Drossel die Störungen vom Motor reduziert, hast du ja sehr gut erklärt. Das war aber eigentlich nicht meine Frage. Die Transienten von denen gesprochen wurde, kamen ja von der Stromversorgung und nicht vom Motor.


    Darum war meine Frage ob eine Drossel am Motor (für das Gesamtsystem gesehen) auch einen Einfluss hat, weil die Störung ja quasi durch den Stromanschluss über die Schaltung bis zur Drossel muss, bevor diese überhaupt dämpfen kann.

    Das widerspricht ja der Bedingung, dass die Drossel möglichst nah an der Störquelle sein soll.


    Und wenn ein steiler Transientenanstieg mit hoher Amplitude hohe Frequenzen (viele Harmonische) bedeutet, dann scheint die Stromversogung störender als der Motor zu sein.

    Vielen Dank für die Beschreibung. Da werde ich mich etwas reinfuchsen.


    Ich hatte die erste Messung gemacht, als die Schaltung mit einem umschaltbaren Schaltnetzteil betrieben wurde. Das ist eines von diesen kleinen Universalteilen, bei denen man die Spannung von 3V und 12V in insgesamt sieben Stufen einstellen kann.


    Da sind mir die recht hohen Transienten sofort aufgefallen. Wenn man die vertikale Skala kleiner einstellt sind sie auch wesentlich deutlicher. Ich bin dann auf das Labornetzteil umgestiegen um zu schauen, ob die da auch auftreten. Das Gerät ist auch ein Schaltnetzteil (Siglent SPD3303X-E), aber die Störungen sind eindeutig erheblich geringer.


    Darum habe ich beides gepostet, weil die Ursache für diese Transienten ja die Stromversorgung und nicht der Motor ist. Folgende zwei Sachen sind mir mangels Erfahrung/Wissen nicht klar:


    • Hätte eine Drossel am Motor auch einen Einfluss auf diese Transienten?
    • Sind die Schwingungen, welche vom Motor erzeugt werden in Ihrer Wirkung nun in einem problematischen Bereich oder eher nicht? Wenn ich Deine Antwort richtig verstehe, eher nicht... Fies sind eher die Transienten von der Stromversorgung.

    @Pius: Ich hoffe ich habe richtig gemessen. Der Messpunkt (AC) ist die Anode der im Schaltplan verzeichneten 1N4001 Diode gewesen. Der Motor lief aber nicht volle Pulle sondern etwa auf 50% (bei12V Betriebsspannung).


    Am Labornetzteil bei 7V:

    AC-7V.PNG


    Am Labornetzteil bei 12V:

    AC-12V.PNG


    An einem Schaltnetzteil 12V:

    AC-12V-Schaltnetzteil.PNG


    An der Kathode sind die Werte geringer.

    So..., nun gibt es die analoge Lüftersteuerungsplatine auch in "Echt".


    M1013948.jpg


    Heute Mittag sind die PCBs gekommen, da habe ich gleich mal eine Lüftersteuerung zusammen gebacken. Wenn man die Widerstände vollständig an beiden Seiten festlötet statt nur an einer, funktioniert die Schaltung sogar wie vorgesehen. Wenn man das nicht macht, gibt es erst einmal Verwirrung.


    Auch das Abgreifen des Tachosignals am vierten Pin des Lüfter-Anschlusssteckers funktioniert.


    Tachosignal-PCB.PNG


    So sieht es aus, wenn alles angeschlossen ist:


    M1013949.jpg


    Die Wärmeentwicklung des Linearreglers hält sich sehr in Grenzen. Die Platine führt die Wärme gut ab. Ich habe einen LM317-EMP verbaut. Ist der Lüfter abgeschaltet, liegt der Ruhestrom bei 3mA. Zieht man den Jumper für die LED-Anzeige, ist es noch ein mA weniger. Durch die sehr hohen 15k Vorwiderstände glimmen die LEDs nur leicht, sind aber hell genug um den Betriebszustand anzeigen zu können. Die grüne LED zeigt an ob Strom auf der Schaltung ist, die gelbe ob der Lüfter angeschaltet ist.


    Als NTC wird folgender verwendet:

    Aussel 5 Pieces NTC 10K 3950 Ohm Waterproof Digital Thermal Temperature Sensor

    Ich bin mit Sicherheit KEIN Profi. Ich habe lediglich einen Elektronikkurs bei einer Fernschule absolviert. Der nannte sich Elektronik - Grundkurs. Damit ich das Ganze was ich da gelernt habe vertiefen kann und nicht wieder vergesse, beschäftige ich mich auch mal mit Schaltungen für die ich selber keine Verwendung habe. Andere lösen halt Sudoku Rätsel.


    Von daher gehe ich davon aus, dass ich hier Grundlagen von mir gebe und das muss auch nicht alles so 100%ig stimmen. Vor drei Jahren noch, wusste ich kaum, wozu ein Kondensator überhaupt gut ist.


    Aber eines ist (für mich) sicher. Ohne Grundlagen kann man das "Advanced" nicht kapieren.

    Hallo zusammen,


    nachdem Nicole hier die mehr oder weniger sinnvolle Tastergeschichte aufgerollt hat, habe ich mich selber auch mal mit zwei Aspekten zu Tastern beschäftigt. Einmal geht es um das Entprellen von Tastern mit Hilfe von Hardware und zum Zweiten um die Steuerung der Tasten in dem Sinne, dass an der Leitung "ANALOG_PIN" kein Signal anliegt, wenn beide Taster gleichzeitig gedrückt werden.


    Da normalerweise jeder Taster eine eindeutige Bedeutung haben sollte, ist das gleichzeitige Drücken beider Taster ein ungültiger Zustand.


    Taster-Schmitt-Trigger.png



    In der Schaltung wird intensiv mit RC Gliedern gearbeitet. Unter anderem dienen sie dem Entprellen von Tastern im Zusammenspiel mit einem invertierenden Schmitt-Trigger (40106).


    Durch die RC Glieder wird die Schaltung zeitverzögert, was den evtl. Prellvorgang bei der Tasterbetätigung entschärft. Jedem der beiden Taster ist eine RC-Schaltung (R9/C1 und R8/C2) zugeordnet. Ein Kondensator wird bei Tastendruck über einen recht hohen Widerstand entladen. Wird eine eine bestimmte Schaltschwelle erreicht, erfolgt eine Aktion durch den Schmitt-Trigger.


    Das dauert je nach Widerstand-Kondensatorkombination eine bestimmte Zeit. Prellt in dieser Zeit der Taster, d.h. er schwingt zwischen dem Zustand ein- und ausgeschaltet, wird das durch das RC-Glied überbrückt. Erreicht die Spannung am Kondensator die untere Schaltschwelle des Schmitt-Triggers, schaltet dieser seinen Ausgang auf HIGH.


    Lässt man den Taster los, funktioniert der Prozess umgekehrt. Der Kondensator lädt sich wieder auf. Erreicht seine Spannung die obere Schaltschwelle des Schmitt-Triggers, wechselt dessen Ausgang auf LOW.


    Schmitt-Trigger-Zeit.PNG



    In dem Oszillogramm kann man den Vorgang sehr gut erkennen. Ist ein Taster nicht gedrückt, ist der Ausgang des Schmitt-Triggers auf LOW (grün). Der Eingang vom Taster hat einen High-Pegel (gelb). Wird er gedrückt, so wird sein Pegel auf Ground gezogen und der Kondensator entlädt sich (in ca. 28ms) von etwa 5V auf ca. 1,5V. Das ist die untere Schaltschwelle des Schmitt-Triggers. Ist diese Schwelle erreicht, wird sein Ausgang auf HIGH umspringen. Das ist das Signal für "Taster gedrückt".


    Wird der Taster losgelassen, so wird er wieder von Ground getrennt und es liegen über dem Taster wieder 5V an. Der Kondensator lädt sich wieder auf und bei ca. 2,5V geht der Ausgang des Schmitt-Triggers wieder auf LOW. Das ist das Signal für "Taster nicht gedrückt".


    Durch den Einsatz des Schmitt-Triggers wird das Ausgangssignal auch bei prellenden Tastern sauber sein.


    Die Signale der Taster werden durch einen Spannungsteiler unterscheidbar. Der Taster S1 wird an der ANALOG_PIN Leitung eine Spannung von etwa 2,3V erzeugen, der Schalter S2 eine von etwa 4,2V.


    Schmitt-Trigger-Pegel.PNG


    Im Anschluss an die Schmitt-Trigger-Schaltung folgt eine Kombination aus mehreren NOR-Gattern (IC 74HC02). Durch diese Verschaltung wird dafür gesorgt, dass beide Schalter inaktiv werden, sollten sie gleichzeitig gedrückt sein. Außerdem wird ein zweiter Ausgang (DIGITAL_PIN) getriggert. Ist sein Zustand HIGH, ist kein Taster aktiv, ist er LOW, ist ein Taster aktiv. Im Grunde ist das eine (fast) komplette XOR Schaltung die mit NOR-Gattern umgesetzt wurde.


    Bei einer kompletten XOR Schaltung wären Taster und "DIGITAL_PIN" Ausgang synchron.


    XOR-NOR.jpg

    Diese Grafik zeigt eine komplette Umsetzung einer XOR Schaltung mit NOR Gattern. In der vorgestellten Schaltung fehlt der letzte Baustein ganz rechts.


    Am Ende kommt noch ein weiteres RC-Glied zum Einsatz (R3/C3), welches den Schaltvorgang für HIGH an der im Schaltbild als "ANALOG_PIN" bezeichneten Leitung verzögert. Ohne diese Verzögerung wäre die Leitung bei gleichzeitigen Drücken der Taster für etwa 30-50ms auf HIGH, bevor wieder ein LOW Zustand geschaltet wird.


    Das war mal wieder eine kleine Grundlagenübung zu RC-Gliedern, Schmitt-Trigger und ein bisschen Digitaltechnik ohne Microcontroller. Wen es interessiert, viel Spaß beim Nachbauen und herumprobieren. Ich hab noch ein kurzes Video gemacht in dem die Funktion demonstriert wird:


    Der Widerstand ist nicht so verbaut weil Source „unten“ ist. Er ist so verbaut, weil dort Masse ist. Er hat die Aufgabe den Gateanschluss auf ein definiertes (0) Potential zu ziehen, wenn dort keine Spannung anliegt.

    Das ist notwendig um sicher zu stellen, das der Mosfet auch wirklich schließt. Von daher verstehe ich nicht, was Du bei einem Pulldown mit den Drain- und Sourceanschlüssen hast. Die haben damit nur indirekt etwas zu tun.


    Man hätte auch ein Massezeichen direkt an den Widerstand heften können. Dann gäbe es, zumindest „zeichnerisch“, keine Verbindung zum Sourcepin des Mosfets.