Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Elektronischer Stundenplan mithilfe von ICs


von Mario W. (marioheld)


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Hallo alle miteinander,

ich versuch gerade ein Projekt zu verwirklichen und bräuchte etwas 
Unterstützung.

Worum gehts?
Ich wollte einen wiederverwendbaren elektronischen Stundenplan bauen der 
ohne Mikrokontroller funktioniert, sonder nur mit ICs. Ich hab mir das 
so vorgestellt, dass ich zwei Platinen nutze. Eine zum schreiben des 
Stundenplans und eine zum speichern und auslesen des Plans. Die Eingabe 
hab ich mir mit 16 Tastern vorgestellt und Evtl. 5 Schalter um die 
einzelnen Tage einzustellen (Welcher Tag geschrieben werden soll). Auf 
der "Lese" Platine würde ich dann wieder 5 Taster nutzen, die mir zuerst 
den Tag und dann der Reihe nach die Stunden des Tages auf 2 14-Segment 
Display wiedergibt. Also im Grunde 5 mal die Reihenfolge von 16 
Eingängen speichern.

Ich dachte mir das ich einen Speicher nehme und für jeden Tastendruck 4 
Bits speichere mithilfe eines Binärzählers der immer eine 
Speicheradresse weiter zählt. Am Ende gibt es einen 4 Bit code der das 
Ende des Tages signalisiert (z.B. 0000). Und je nachdem welcher Schalter 
(Tag) ausgewählt ist addiere ich jeweils (4*16) 64 zum Binärzähler damit 
jeder Tag einen festen Addressbereich hat. Alternativ könnt ich wohl 
auch 5 Speicherchips verwenden und mit den Schaltern jeweils einen 
Speicherchip anzusprechen.

Beim auslesen hab ich mir gedacht das ich einen Taster drücke und 
dadurch ein Timer aktiviert wird der bei jedem Tick einen zweiten 
Binärzähler anstößt (+ 64 drauf pro Tag) und somit immer 4 Bit 
nacheinander ausliest die in 15 Ausgänge verwandelt werden, wobei jeder 
Ausgang eine Buchstabenkombination auf den 14-Segment Displays 
darstellt.


Jetzt weiß ich nur nicht welche Bauteil sich da am besten eignen bzw. 
mein Ansatz vielleicht umständlich ist. Daher würde ich mich sehr über 
ein paar Tips und Vorschläge freuen.



Grüße
Mario

von Kai S. (hugstuart)


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Mario Wegmann schrieb:

> Ich wollte einen wiederverwendbaren elektronischen Stundenplan bauen der
> ohne Mikrokontroller funktioniert, sonder nur mit ICs.

Ähm...

von adenin (Gast)


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Bei Reichelt gibt es schön Taster für so ein Projekt.

zB: 
http://www.reichelt.de/Kurzhubtaster/TASTER-1082-4/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=53063&GROUPID=3278&artnr=TASTER+1082.4

Und Displays:
http://www.reichelt.de/PSA-08-11-RT/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=31580&artnr=PSA+08-11+RT&SEARCH=alpha+display

Die scheinen mir geeignet.

Kai S. schrieb:
> Mario Wegmann schrieb:
>
>> Ich wollte einen wiederverwendbaren elektronischen Stundenplan bauen der
>> ohne Mikrokontroller funktioniert, sonder nur mit ICs.
>
> Ähm...

Du wirst doch wohl ein paar IS's kennen? ;)

von VHDL (Gast)


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Warum nicht gleich Schalter mit Lampe drin? Dann ist der Speicher gleich 
auch Anzeige...

von Mario W. (marioheld)


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VHDL schrieb im Beitrag #4051429:
> Warum nicht gleich Schalter mit Lampe drin? Dann ist der Speicher gleich
> auch Anzeige...

Wie soll da denn die Reihenfolge mitgespeichert werden?!

von Mario W. (marioheld)


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adenin schrieb:
> Du wirst doch wohl ein paar IS's kennen? ;)

Es geht mir ja nicht darum mir jetzt ne fertige Bestellliste 
aufzustellen, sondern darum ob das so wie ich es mir vorstelle auch 
funktioniert.

Ein Binärzähler und Timer sind nicht schwer zu finden.
Jedoch brauch ich hilfe beim Umwandeln von den 16 Eingängen zu 4Bits ob 
ich da UND Schaltungen nutzen soll oder einen 16 zu 4 Decoder. Und wie 
bekomm ich die 4 Parallelen Bits seriell in den speicher? 
Schieberegister?
Nur beim Speicherchips selbst find ich leider gar nichts.

Aber schonmal Danke für die Taster und Displays ;)

: Bearbeitet durch User
von Bitflüsterer (Gast)


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@ TO

Wenn man soetwas entwirft, dann hat man im allgemeinen im Gedächtnis so 
eine Liste von ICs gespeichert, die gängige Funktionen (Speicher, FFs, 
Latches, Multiplexer etc.) beinhaltet. Jedenfall ist das sehr nützlich 
und man wird vor solche Probleme in der Regel nur gestellt, nachdem man 
viele einfacherere gelöst hat und sich diese Liste "erarbeitet" hat.

Das ist bei Dir nicht der Fall. An sich ist das OK, wirft aber im Moment 
Schwierigkeiten auf.

Andererseits ist eine verbale Beschreibung, wie Du sie gegeben hast in 
der Regel nur ein Zwischenstand der viele Details nicht berücksichtigt. 
Daraus ergibt sich, das man Dir zwar einige Bauteile nennen kann, aber 
eigentlich blind ohne die genauen Anforderungen zu kennen - die nur Du 
kennen kannst und im Moment eigenlich auch noch nicht genau einschätzen 
kannst.

Da der Knackpunkt die unvollständigkeit der Struktur ist, würde ich Dir 
daher empfehlen, die Schaltung in einem Simulationsprogramm (dazu suche 
einfach mal hier nach "DigitalSimulation") vollständig zu entwerfen. 
Davon ausgehend, weißt Du dann, wie breit die Speicher und Zähler sein 
müssen. Und damit kannst Du dann, bei den Händlern nach entsprechenden 
ICs suchen.

von Mario W. (marioheld)


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Es ist leider erste meine erste Schaltung die ich so selbst erstelle, 
daher die fehlende IC Liste. Das ganze beruht auf einem Schulprojekt das 
ich für mich selbst erweitern möchte. Aber die Idee mit einer Simulation 
ist nicht schlecht ich schau mal ob ich eine Schaltung mit konkreteren 
Komponenten erstellen kann.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Ich schließe mich den Ausführungen bezüglich der Simulation solch eine 
Schaltung an. Sobald die Simulation funktioniert, kannst Du versuchen, 
die darin verwendeten Logikelemente auf reale Bausteine abzubilden, z.B. 
aus der 74HCT-Serie (5V, TTL-kompatibel).

Ein anderer Ansatz bestünde darin, das ganze dann in einem CPLD zu 
implementieren. Dann kannst Du Dir nämlich aussuchen, ob Du das 
Verhalten der Schaltung in VHDL oder Verilog beschreibst oder einen 
Schaltplan malst.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Zum Einstieg in die Simulation nimm eine Freeware: LogiSim, gibts hier:

http://www.cburch.com/logisim/

Da brauchst du keine Bauteile kaufen und auch der Lötkolben bleibt 
vorerst kalt. Erst wenn die Logik tut, was sie soll, gehts zum nächsten 
Schritt.

Und nicht an der Potenz des Programmes zweifeln, es kann wesentlich 
mehr, als der erste Eindruck vermittelt. Es gibt "Verrückte", die haben 
damit komplette Mikrocontroller mit Speicher und IO simuliert, oder 
LED-Laufschriften usw. ...

https://www.youtube.com/watch?v=KS5UhAUzhT8

: Bearbeitet durch User
von Mario W. (marioheld)


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Also ich hab mal zumindest für einen Tag eine funktionierende Simulation 
erstellt und als Video angehängt. (http://youtu.be/9xR12OkVir4) Jetzt 
hab ich ne Frage für die weiteren Tage. Ich hab mal festgelegt für einen 
Tag 16 HEX Werte freizuhalten. Füre den zweiten Tag müsste ich also 16 
addiren zum Zähler, für den dritten dann 32. Woher bekommt man aber als 
Bauteil einen konstanten Binären wert von Bsp. 0010000 welchen ich dann 
addiren kann?

Grüße Mario

von Bitflüsterer (Gast)


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Zunächst erlaube ich mir einen kritischen Hinweis, den ich Dich bitte, 
nicht übelzunehmen. YouTube-Videos sind vielleicht in der 
Pocahontas-Furby-Welt von irgendwelcher Bedeutung. :D In der Technik 
haben sie allenfalls dann dokumentarischen Charakter, d.h. einen Sinn, 
wenn ein Sachverhalt nicht anders vollständig darstellbar ist. In der 
Technik zeichnen und lesen wir Zeichnungen, in diesem Fall Schaltpläne. 
Poste bitte diesen.

Zu Deiner Frage: Eine 1 ist die Versorgungsspannung, eine 0, Masse. Du 
brauchst lediglich an dem gewünschten Eingang eine dieser beiden 
Spannungen anzulegen. Das ist dann Dein konstanter Wert.

von Mario W. (marioheld)


Angehängte Dateien:

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Ich dachte so wirds ein bisschen einfacher, aber ich füge den Schaltplan 
gern noch als Bild hinzu. Wie ich eine 1 und 0 erzeugen weiß ich, aber 
wie sieht es mit 7 Bit aus?

Grüße Mario

von Bitflüsterer (Gast)


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Ich bitte Dich. Denke mal ein paar Minuten darüber nach. Oder schreibe 
mal, was das Problem dabei ist.

von Mario W. (marioheld)


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Ich bin gerade davon ausgegangen, dass die 7 bit seriell über eine 
Leitung übertragen, aber es müsste ja eher parrallel sein. Sorry dafür.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Vor der Implementierung steht die Anforderungsanalyse. Es ist bislang 
ziemlich unverständlich, was Deine Schaltung unter welchen Bedingungen 
tun soll. Da hilft auch kein Video irgendeines hilflosen Versuches. Du 
solltestest zunächst einmal exakt beschreiben, was Deine Schaltung 
überhaupt machen soll, und zwar (fast) völlig unabhängig von der 
technischen Umsetzung. Anhand dieser Beschreibung sollten sämtliche 
extern sichtbaren Systemzustände zu erkennen sein.

Deine zu entwickelnde Schaltung weiß nicht, was ein Stundenplan ist. 
Daher musst Du schon haarklein herunterbrechen, was ein elektronischer 
Stundenplan überholt tun soll.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mario Wegmann schrieb:
> Woher bekommt man aber als Bauteil einen konstanten Binären wert von
> Bsp. 0010000 welchen ich dann addiren kann?
Du legst einfach viele Verbindungen auf GND und eine einzige auf Vcc. 
Schon hast du diesen Binärwert...

Mario Wegmann schrieb:
> Auf der "Lese" Platine würde ich dann wieder 5 Taster nutzen, die mir
> zuerst den Tag und dann der Reihe nach die Stunden des Tages auf 2
> 14-Segment Display wiedergibt.
Diesen Abschnitt der Arbeit hast du m.E. unzulässig abgekürzt. Zudem 
kann ich mir insbesondere diesen Teil der Arbeit auch nicht so richtig 
vorstellen. Etwas, was mir "der Reihe nach die Stunden des Tages" auf 
einem "Display wiedergibt" gibt es schon: eine ganz normale Uhr...

Mario Wegmann schrieb:
> Daher würde ich mich sehr über ein paar Tips und Vorschläge freuen.
Du solltest dich nicht in unnötigen klitzekleinen Details ("dass ich 
zwei Platinen nutze"), die dein Vorhaben evtl. sogar noch erschweren, 
verlieren, sondern erst einmal ein brauchbares Konzept ausdenken.
WAS soll denn auf der Anzeige WANN angeziegt werden? Und WIE soll das 
WOMIT gespeichert werden? Evtl. könntest du auch einfach mal sagen um 
WAS für einen STUNDENPLAN es hier überhaupt geht...

> Jetzt weiß ich nur nicht welche Bauteil sich da am besten eignen
Wenn es kein schon unbedingt kein uC sein soll, dann nimm ein FPGA...

: Bearbeitet durch Moderator
von Mario W. (marioheld)


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Grob gesagt möchte ich ein Gerät womit ich einmal die Fächer Mathe, 
Deutsch, Physik etc. einspeichern kann und später in der Reihenfolge 
ausgeben kann wie ich se anfangs eingetippt hab. Im Video sieht man 
Links Taater die rechts in gleicher Reihenfolge der LEDs aufleuchten. 
Zudem möchte ich diese Reihenfolge für jeweils 5 Wochentage wiederholen. 
Sprich ich geb Montag an. Drück die Tasten in der Reihenfolge wie ich am 
Montag die Fächer hab geh weiter zum Diemstag geh wieder die Reihenfolge 
an usw. Dann möchte ich beim auslesen wieder den Tag angeben und die 
Fächer werden in der Reihenfolge wieder angezeigt.

Hoffe das konnte bei beim Verständnis helfen. Bin grad Unterwegs daher 
die komplizierte Beschreibung.

von Sebastian (Gast)


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Das erfordert eine Menge Logik - wenn man keinen Mikrocontroller 
verwenden will, wäre das ein echtes "TTL-Grab". Vielleicht kann man da 
in programmierbarer Logik etwas machen, mit einem großen CPLD oder einem 
kleinen FPGA - allerdings verlangt die Logikentwicklung m.E. mehr 
Einarbeitung als ein passender, gängiger, billiger und leicht zu 
verarbeitender Mikrocontroller. Aber das in einzelnen Gattern zu machen, 
ist schon Kunst. Würde ich persönlich eher vermeiden, da geht viel Zeit 
ins Land für die Entwicklung.

von Ulli (Gast)


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Wie wäre es, den Plan in ein EPROM oder EEPROM zu schreiben. Dazu eine 
geschickte Adressanwahl ausdenken.
Wir habe früher (TM)* LED- Herzen und -Sterne damit blinken lassen. 
Einfach den EPROM korrekt adressieren und den Inhalt anzeigen.

* Früher bedeutet: Vor 30 Jahren ;-)

von Bitflüsterer (Gast)


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Mario Wegmann schrieb:
> Ich bin gerade davon ausgegangen, dass die 7 bit seriell über eine
> Leitung übertragen, aber es müsste ja eher parrallel sein. Sorry dafür.

Wenn Du das Gefühl hast, Dich entschuldigen zu müssen, dann habe ich zu 
harsch formuliert und bitte meinerseits um Entschuldigung. Wenn es auch 
frustrierend für mich ist, dass jemand eine "so einfach Frage" nicht 
selbst beantworten kann, so hat das doch mit "Schuld" nichts zu tun. Ich 
halte es in solchen Fällen für das Beste, zu erkären, worin das Problem 
liegt und sich nicht auf die Frage nach dem "wie" zu beschränken. Oft 
führt einen die Beschreibung des Problems nämlich schon zu Lösung.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Bei Deiner Beschreibung fehlen noch wichtige Anforderungen und 
Anwendungsfälle, z.B.:

- Wie soll eine Korrektur von Einträgen erfolgen?
- Welche Stromversorgung kann/soll/muss verwendet werden?
- Wie lange sollen die Einträge ohne Stromversorgung erhalten bleiben?
- Willst Du das Gerät später wirklich benutzen oder geht es Dir nur um 
das Basteln?

von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas Schweigstill schrieb:
> Bei Deiner Beschreibung fehlen noch wichtige Anforderungen und
> Anwendungsfälle, z.B.:
>
> - Wie soll eine Korrektur von Einträgen erfolgen?
> - Welche Stromversorgung kann/soll/muss verwendet werden?
> - Wie lange sollen die Einträge ohne Stromversorgung erhalten bleiben?
> - Willst Du das Gerät später wirklich benutzen oder geht es Dir nur um
> das Basteln?

mir fehlt da zb noch die Ausgabe, die wievielte Unterrichts-Stunde 
gerade betrachtet wird. Gerade das will ich ja auch von einem 
Stundenplan ablesen können, dass von 13:00 bis 14:00 Physik drann ist.

Alles in allem: natürlich kann man das als IC-Grab aufbauen. Aber mit 
einem µC ist es deutlichst einfacher. Und so wie das zur Zeit aussieht, 
ist es auch in der Lernkurve für den TO um einiges einfacher, 
programmieren zu lernen. Von den Kosten erst mal ganz zu schweigen.

: Bearbeitet durch User
von Mario W. (marioheld)


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Andreas Schweigstill schrieb:
> - Wie soll eine Korrektur von Einträgen erfolgen?

Einfach durch überschreiben der Werte.

> - Welche Stromversorgung kann/soll/muss verwendet werden?

9V Blockbatterie wäre optimal
> - Wie lange sollen die Einträge ohne Stromversorgung erhalten bleiben?

Muss nicht ewig halten is lt mehr ne Bastelei

> - Willst Du das Gerät später wirklich benutzen oder geht es Dir nur um
> das Basteln?

Mehr um das Basteln

@Karl Heinz
Ich hätte an 2 14 Segmentanzeigen gedacht die jeweils Ph für Physik, M 
für Mathe, Te für Technologie usw. Anzeigen. Die Zeit ist in diesem Fall 
egal.

: Bearbeitet durch User
von Mario W. (marioheld)


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Ich hab die Schaltung mal so weit fertig, das sie funktioniert wie ich 
es möchte. Und such nun mal nach den passenden Bauteilen. Ein paar 
Vorschläge für Internetshops wären hilfreich.

Grüße Mario

von PittyJ (Gast)


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Die meisten Schüler haben doch ein Handy dabei, um einen Stundenplan zu 
speichern.Sollen sie jetzt auch nich diese Steinzeit-Schaltung dabei 
haben? Da bist du bei den Kollegen doch gleich unten durch.
Und der WAF ( Woman acceptance factor ) ist wohl bei 0, also bekommst du 
auch keine Mädels damit.

Unter einem coolen Projekt verstehe ich was anderes. Dinge die die Welt 
voranbringen oder das Leben vereinfachen.

von P. M. (o-o)


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Party like it's 1985? ;-)

von Mario W. (marioheld)


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Klar warum nicht. Es geht doch um die Herausforderung ;-). Ne App zu 
bauen die das gleiche macht is für mich kein Problem. Aber das ganze mit 
Logik Steinen zu bauen is doch mal was ungewöhnliches.

von P. M. (o-o)


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Du lötest dir halt einen Wolf für eine Schaltung, deren Funktion du 
nicht im geringsten anpassen kannst. Wenn man solche Fleissarbeiten mag, 
fein. Ich für meinen Teil bevorzuge es, mit möglichst wenig Fleissarbeit 
möglichst viel Flexibilität und Funktionalität zu ermöglichen. Sprich: 
Mikrocontroller. Coole Features ausdenken und implementieren macht eben 
doch mehr Spass, als stundenlang löten.

Aber blablabla, ich will dir das Projekt natürlich nicht verderben ;-)

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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P. M. schrieb:
> Coole Features ausdenken und implementieren macht eben
> doch mehr Spass, als stundenlang löten.

Das macht Dir mehr Spaß, aber Du solltest das nicht verallgemeinern. 
Ich lasse es mir bei kleineren Projekten auch nicht nehmen, den ersten 
Prototypen eigenhändig zusammenzulöten. Ab einer gewissen
Größe (> 100 Bauteile) darf dann aber ein Bestücker ran.

Leider fehlt mir komplett die Zeit, mich solchen privaten(!) Basteleien 
zu widmen wie z.B. einem mit diskreten Transistoren aufgebauten 
Computer. Den würde ich zwar nicht fädeln, sondern schon richtige 
Leiterplattenlayouts anfertigen, aber der Bastelspaß wäre enorm.

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