Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frequenzteiler über CMOS Baustein


von Jan P. (erg0)


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Hallo zusammen,

ich bin mir nicht ganz sicher, ob dies hier der richtige Thread ist, 
also falls nicht, bitte gerne verschieben :)

So nun zu meinem Problem:
Ich möchte einen Frequenzteiler bauen. Dieser soll ein Tachosignal 
4-fach teilen. Das Tachosignal ist ein 12V Rechtecksignal und kann nicht 
allzu stark belastet werden.

Ich hatte mir dann eine Schaltung gebaut, bestehend aus einem HEF4040BP. 
Diesen habe ich dann mit der 4-fach Teilung angeschlossen. Das hat auch 
wunderbar funktioniert, bis i.wann kein Signal mehr am Ende raus kam.

Das Signal wird in einen Tempomaten gespeist, deshalb hatte ich es auch 
ziemlich schnell gemerkt.

Das merkwürdige war, dass das Ausgangssignal nicht mehr vorhanden war, 
nach kurzen Fahrstrecken aber plötzlich wieder auftauchte und der 
Tempomat wieder funktionierte.
Um ein Temperaturproblem ausschließen zu können habe ich Frequenzteiler 
und Tempomatensteuergerät ins Einfach gelegt, er funktionierte aber 
immer noch.
Dann war das Signal wieder weg.

da ich zwei von den besagten Bausteinen hatte und die 2-fach Teilung 
unabhängig von dem beschriebenen Problem funktionierte habe ich beide in 
Reiche geschaltet.
Doch das Ergebnis war das gleiche wie zuvor: nichts brauchbares.

Das Signal was nach der 4-fach Teilung raus kam sah aus wie eine 
Mischung aus Dreieck-, Sinus- und Impulsfunktion, alles überlagert. Ein 
bisschen so, als hätte man vergessen die Masse anzuschließen. Leider 
kann ich von meinen Oszi keine Bilder abziehen.
In der Vergangenheit war die Teilung funktionsfähig und am Ausgang war 
ein schönes Rechtecksignal zu sehen.
Falls hierzu jemand was weiß wäre das super, die Schaltung existiert 
noch.


Um das Problem zu umgehen habe ich mir zwei JK-Flipflops gekauft. Der 
Baustein hat den Namen: CD4027BE.
Ich habe jeweils auf den J- und den K-Eingang ein Highsignal gelegt, 
damit das Flipflop im Toogle-Modus arbeitet. Der Clock des ersten FF ist 
das Tachosignal, der Clock des zweiten ist der Ausgang Q vom ersten.
Der Baustein verträgt eine Spannung von 12V, was im AUto ja reichlich 
vorhanden ist, ich musste also keinen Spg-Stabi einbauen. Der Clock darf 
auch einen Pegel von bis zu 15V haben. (siehe Datenblatt)
Das Ergebnis dieses Versuchs: nichts brauchbares.

Also habe ich mitm Oszi angefangen zu messen. Ich habe einen Freq-Gen 
den habe ich als Ersatz fürs Tachosignal genommen. Leider ist schon 
hinter dem ersten FF kein Signal messbar. Der Ausgang hängt die ganze 
Zeit auf 12V-High.
Da das FF auch einen Set- und Reseteingang hat, habe ich probeweise den 
Resteteingang auf High gesetzt um eine interne Verdrahtung über einen 
Inverter zu umgehen. Das Ergebnis war aber das selbe.

So langsam geht mir das ganze Ding auf die Nerven. Mir fällt nichts mehr 
ein wie ich es anders machen könnte.
Vielleicht kann mir einer von euch ja bei einem der beschriebenen Dinge 
helfen, welche ist mir vorab erstmal Wurst, bevorzugen würde ich aber 
die mit dem JK-FF.

Als letzten Ausweg würde ich auf einen AT-Mega zurückgreifen und einen 
Frequenzteiler programmieren und das Ausgangssignal verstärken. Das will 
ich aber nur ungern machen, wäre sehr einfach aber 
Potentialverschwendung des At-Mega :)

Vielen Dank vorab.

Gruß

Jan

von Eumel (Gast)


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Wie hast du deine Schaltung gegen die Störungen des Bordnetzes 
abgesichert?

von Markus (Gast)


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Jan Phillip schrieb:
> Der Baustein verträgt eine Spannung von 12V, was im AUto ja reichlich
> vorhanden ist, ich musste also keinen Spg-Stabi einbauen.

Ich würde als
1. eine saubere Speisung bereitstellen
Wieder mal einen Verweis auf:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
und
2. über den ICs Abblockkondsatoren vorsehen.

von Jan P. (erg0)


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Eigentlich gar nicht.. Ich benutze die Spannungsversorgung aus dem 
Steuergerät des Tempomatens.

Ich könnte noch Dioden einlöten, was anderes würde mir nicht einfallen.
Wie meinst du das denn genau?

von Jan P. (erg0)


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Markus schrieb:

> 2. über den ICs Abblockkondsatoren vorsehen.

Sind drauf, 0,1uF

von Markus (Gast)


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Offene Eingänge an den ICs?
Eine genauer Schaltplan wäre daher hilfreich.

von Amateur (Gast)


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Als Provisorium würde ich vorschlagen:
Ein Widerstand z.B. 220 Ohm in Reihe zum IC-Eingang und direkt am 
Eingang jeweils eine flotte Diode nach Ucc und GND.
Weiterhin würde ich für eine saubere und sichere Stromversorgung des ICs 
sorgen.
Wie Du dem Link von Markus entnehmen kannst, ist die Spannungsversorgung 
im Auto recht schmutzig. Also nichts mit 12,0V.

von Jan P. (erg0)


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In der Tat waren nicht alle alle Eingänge beschaltet. Ich habe sie auf 
Masse gezogen, bzw den Reseteingang auch probeweise mal auf High, das 
war aber auch nix.

Die 12 V Spannungsversorgung vom den Steuergerät ist eine saubere, darin 
eingebaut ist ein eine Spg-Stabilisierung mit Filter.
Für die Testzwecke auch erstmal uninteressant, denn ich arbeite zur Zeit 
mit einem Labornetzteil.

Das mit dem Widerstand und den Dioden werde ich ausprobieren. Ich bin 
mir gerade nur nicht sicher, wie ich die Dioden verschalten soll: direkt 
am Eingang in Sperrrichtung zu Ucc und von GND in Sperrrichtung zum 
Eingang?

von Jan P. (erg0)


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Aber nur einmal insterssehalber; die Logik, die dahinter steckt ist doch 
richtig, oder?
Nicht, dass hier schon der Fehler steckt.
Der erste Teiler war aus T-FF aufgebaut, bis er i.wann nicht mehr 
funktionierte...

von Markus (Gast)


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Poste doch mal einen Schaltplan, so wie du es verdrahtet hast und ein 
Foto vom Aufbau. Das ist sonst Kaffeesatz lesen.

Noch ein Gedanke. Sind die ICs allenfalls in einem (billigen) Sockel? 
(mit schlechtem Kontakt)

von Amateur (Gast)


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Die meisten Hersteller von integrierten Schaltkreisen geben genaue 
Anweisungen in ihren Datenblättern, was mit unbeschalteten Anschlüssen 
zu machen ist.
Meist läuft es darauf hinaus, dass offene Eingänge auf Masse gelegt 
werden sollen und die unnötigen Ausgänge in der Luft bleiben. Aber nicht 
immer.

Die Beschaltung (Richtung) der Schutzdioden ist recht einfach aus der 
Funktion ableitbar:
Die Diode nach Vcc soll Eingangsspannungen die Vcc überschreiten 
kurzschließen indem sie gegen Vcc leitend werden. Sozusagen die 
Überspannung kappen aber im Bereich von 0 bis Vcc, dadurch dass Vcc 
nicht größer ist sperren.
Die Diode gegen Masse soll eventuelle negative Spannungen gegen Masse 
ableiten also ab -0,6V leitend werden.
Schaltbilder hierzu gibt's hier im Forum zuhauf.

von Edgar F. (edgarfalke)


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Hallo, versuche es einmal mit dem 4521,
die 45.. Serie ist zuverlässiger.
Edgar

von Edgar F. (edgarfalke)


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Hallo Jan,
da Du nur durch 4-fach teilen willst,ist der 4516 besser,
es würde auch noch der 4520 gehen.
Edgar

von Jan P. (erg0)


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Einen Schaltplan werde ich morgen nachreichen, den kann ich hier leider 
nicht einscannen.

Die anderen Bauteile werde ich mir morgen auch einmal ansehen.

Vielen Dank

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