Guten Tag. Ich bin momentan auf der Suche nach einem 7-stufigen Binärzähler für Betriebsspannungen ab 1,3V bis 1,8V. Gerne auch noch niedriger solange die 1,8V als Höchstspannung kein Problem darstellen. Einen 1.3V tauglichen 32kHz Oszillator konnte ich schon finden: https://files.elv.com/Assets/Produkte/11/1126/112610/Downloads/112610_microcrystal_ov_7604_c7_data.pdf Hat jemand einen Tipp? Es geht um die Reparatur von alten Quarzuhren. Die Ausgangsfrequenz muss bei 256Hz liegen. Last am Ausgang sind zwei in Reihe geschaltete Spulen mit zusammen ca. 10kOhm. Spannungsversorgung mittels 1,55V Knopfzelle.
Die Logikfamilien 74AUCxx und 74AUPxx von TI funktionieren ab 0.8V, die Logikfamilie 74AVCxx von TI funktioniert ab 1.2V. In diesen Logikfamilien gibt es allerdings wenig mehr als einzelne Logikgatter oder Flipflops. Einen Überblick über die verschiedenen Logikfamilien und welche Funktionen in ihnen möglich sind, findest Du hier http://www.ti.com/lit/sg/sdyu001ab/sdyu001ab.pdf, hier insbesondere ist die Tabelle auf S. 7 interessant.
In der S.B.Z. gab es die Uhrenschaltkreise U124 und evtl. auch U114. Die hatten wenn ich mich recht entsinne auch einen Testmode in dem nicht bis aus 2 Hz geteilt wurde. Da solltest Du mal das DB konsultieren. Einen Quarzoszillator bringen die auch gleich mit.
Daniel R. schrieb: > Spannungsversorgung mittels 1,55V Knopfzelle. d.h doch, daß es bis 0.9V funktionieren sollte. Jeder wichtige IC Hersteller hat sub-1V-Logik im Programm, Philips/NXP AUC, Fairchild/OnSemi ULPL, TI AUC. http://www.ti.com/lit/ml/sceb011a/sceb011a.pdf Ein 8 bit Zähler finde ich nicht, aber 74LV393D (4 bit), AUC2G74 (2 bit), NC7SP74 (1 bit)
Das ging ja schnell. Vielen Dank euch allen. Da hab ich ja was zum lesen. Mein Fehler war wohl, nur nach 7 bit und mehr zu suchen.
Daniel R. schrieb: > Hat jemand einen Tipp? Es geht um die Reparatur von alten Quarzuhren. > Die Ausgangsfrequenz muss bei 256Hz liegen. Problem dürfte sein, dass die obigen Logik ICs nur sehr geringe Ausgangsströme liefern und auch kein gutes Timing für den Antrieb des Schrittmotors haben. Deshalb wurden ja spezielle Uhren-ICs entwickelt. In der Vergangenheit habe ich in Quarzweckern etc vielfach Teile von Microelectronic Marin gefunden, z.B.: http://www.emmicroelectronic.com/sites/default/files/public/products/datasheets/1344-ds_0.pdf Da gab es auch welche mit einem Testanschluss, durch den 5 Teilerstufen übersprungen wurden und alles, auch das Piepsen, 32 Mal schneller als normal ablief. Evtl. solltest du dort mal nachfragen, denn die auf der Webseite gezeigten Typen sind mit Sicherheit nicht alle, die sie hergestellt haben. Wozu brauchst du den 256Hz Ausgang?
Ich werd es einfach testen. Es handelt sich um keinen Schrittmotor sondern einen Vibrationsmotor mit 256Hz. Bei ca. 10kOhm Widerstand sollte der Strom doch ausreichend gering sein?
Daniel R. schrieb: > Es geht um die Reparatur von alten Quarzuhren. Wie ist die Originalschaltung? Kann man die nicht wieder herstellen? Oder du nimmst so eine alte Uhr als Spender. https://forum.watchlounge.com/index.php?thread/4425-4-technologische-meilensteine-von-omega-aus-den-siebzigern/&postID=123130
In der Theorie mag das gut aussehen mit dem Spender. Aber der kostet schnell mal 400-800€ und dann weiß man nicht, ob nicht genau das gleiche Teil defekt ist. Die original Schaltung beinhaltet ein 8192Hz Quarz, einen IC (Oszillator und 7-Bit Zähler) einen Trimmerkondensator und 1-2 Widerstände. Weder ein Quarz mit 8192Hz noch einen solchen IC gibt es zu kaufen.
Da würde ich auch eher einen handelsüblichen Uhrenquarz und einen 9-Bit Zahler verwenden.
Daniel R. schrieb: > Die original Schaltung beinhaltet ein 8192Hz Quarz, > einen IC (Oszillator und 7-Bit Zähler) einen Trimmerkondensator und 1-2 > Widerstände. Weder ein Quarz mit 8192Hz noch einen solchen IC gibt es zu > kaufen. Braucht man das heute noch ? Einen ATTiny43U mit dem Zähler programmieren und an einen 32768Hz Quartz laufen lassen.
Michael B. schrieb: > Einen ATTiny43U mit dem Zähler programmieren und an einen 32768Hz Quartz > laufen lassen. Da hast Du nicht ganz unrecht, obwohl ich glaube, daß der TO damnit überfordert sein würde. TO: Es geht auch einfach mit dem 74LV4060. Der funktioniert bis herunter zu 1.0V, enthält einen 14-Bit Zähler und ein Quarz läßt sich da direkt anschließen. Ist eine aktuelle Variante des CD4060. Über den CD4060 gibt es so viele Infos im Netz daß es Dich erschlagen wird.
Einen Mikrocontroller zu programmieren ist nicht das Problem. Wie verhält es sich da mit dem Stromverbrauch? Die Verwendete Batterie hat 1.55V und 105 bis 160mAh. Die 24/7 Laufzeit sollte ein paar Monate nicht unterschreiten. Leiber wären mir ca. 1 Jahr, so lange läuft die Uhr mit der ursprünglichen Batterie (160mAh).
Es gab solche Uhren-ICs für Betrieb mit einer Zelle von National Semiconductor, MM.... Mir fällt gerade nur der MM5369 ein, aber der hat 3,7MHz auf 60 Hz heruntergeteilt und nur ab 3V. Aus der Zeit vor den Quarzuhren und Digital-ICs ist mir noch eine Sendung mit Fernsehprofessor Heinz Haber in Erinnerung. Der hatte eine Armbanduhr, in der soweit ich weiß die Differenzfrequenz aus zwei Stimmgabeloszillatoren direkt einen Schrittmotor antrieb.
was spricht jetzt eigentlich gegen den 74LV4060? Hast Du Dir das DB überhaupt mal angeschaut bzw. nach dem CD4060 gegoogelt?
Daniel R. schrieb: > Einen Mikrocontroller zu programmieren ist nicht das Problem. Wie > verhält es sich da mit dem Stromverbrauch? Die Verwendete Batterie hat > 1.55V und 105 bis 160mAh. Die 24/7 Laufzeit sollte ein paar Monate nicht > unterschreiten. Leiber wären mir ca. 1 Jahr, so lange läuft die Uhr mit > der ursprünglichen Batterie (160mAh). Die Stromaufnahme des ins Spiel gebrachten ATTiny43U ist viel zu hoch. Die Batterie hält allenfalls von 12 bis Mittag.
Beitrag #5301459 wurde von einem Moderator gelöscht.
Andreas B. schrieb: > was spricht jetzt eigentlich gegen den 74LV4060? > Hast Du Dir das DB überhaupt mal angeschaut bzw. nach dem CD4060 > gegoogelt? Ja hab ich und ist auch schon bestellt. Zusammen mit ein paar Quarzen, Kondensatoren und Trimmern. Das hört sich vielversprechend an. Es ist allerdings nicht sicher, ob das SO16 Gehäuse in den vorhandenen Bauraum rein passt.
Den gibt es auch in TSSOP16, also etwa halb so groß. Du mußt ja nicht gerade das größte Gehäuse wählen.
Daniel R. schrieb: > Die original Schaltung beinhaltet ein 8192Hz Quarz, > einen IC (Oszillator und 7-Bit Zähler) Anmerkung am Rande: 7-Bit Zähler heißt für mich: Teiler 128, bei 8192Hz kommt da 64Hz raus... Oder sind die 7 Bit schon für den 32768Hz-Standard-Uhrenquarz? Ahoi, Martin
Andreas B. schrieb im Beitrag #5301459: > Quark. Der braucht bei 1MHz und 2V 0.2 mA. Wenn man den mit 32kHz > durchgehend laufen läßt, kommt man auf etwa 6uA bei 2V. Moin, lese das mit dem Boost Converter zum ersten mal, der IC sieht sehr interessant aus. Im Datenblatt wurde leider keine? Grafik zu dem Verbrauch mit dem Converter angegeben, nur auf Seite 162 steht das mit aktiver MCU, 1,2 Volt bei 4 Mhz die Stromaufnahme 5mA beträgt. Habe noch nicht alles genau durchgelesen, aber sind diese Werte von dir mit Boost Converter und real gemessene?
Nach Datenblatt braucht er nur im powerdown auf 6uA. Wenn man ihn durchgängig mit 32kHz kaufen lässt wird der boost converter zuschlagen. Ich schätze der Verbrauch liegt dann im 3-stelligen uA-Bereich.
Martin S. schrieb: > Oder sind die 7 Bit schon für den 32768Hz-Standard-Uhrenquarz? Ja, die 7 Bit beziehen sich schon auf die 32768Hz. Holger L. schrieb: > Habe noch nicht alles genau durchgelesen, aber sind diese Werte von dir > mit Boost Converter und real gemessene? Das würde mich auch interessieren. Wenn es mit dem 74LV4060 nicht klappt würde ich es gerne mit nem Mikrocontroller versuchen. Testweise kann ich hierzu auch einen vorhandenen Arduino Nano verwenden. Ich bin mir nämlich nicht sicher, ob das volle 1,5V Rechtecksignal nötig ist, um die Spulen zu versorgen. Kommt dort zu viel Energie an ist die Schwingamplitude zu groß. Folge ist, dass die Uhr eventuell doppelt so schnell läuft (es werden bei jeder Bewegung zwei Zähne mitgenommen und nicht nur einer) oder einfach nur zu viel Strom verbraucht. Mit dem µC könnte man sogar eine schöne Sinus-Kurve mit 256Hz und fester, von der Batterie unabhängiger Amplitude erstellen. Was sagt ihr dazu?
Daniel R. schrieb: > Mit dem µC könnte man sogar eine schöne Sinus-Kurve mit 256Hz und > fester, von der Batterie unabhängiger Amplitude erstellen. Nix, da muss er ständig die Kurve abfahren und kann kaum in den Powerdown, folglich kannst Du den Stromverbrauch nicht senken.
Geht er denn überhaupt in Power-Down wenn man ständig ein 256Hz Signal (egal ob PWM, Analog oder Rechteck ohne Modulation) ausgibt?
Daniel R. schrieb: > Geht er denn überhaupt in Power-Down wenn man ständig ein 256Hz Signal > (egal ob PWM, Analog oder Rechteck ohne Modulation) ausgibt? Zum einen kannst Du natürlich den AVR alle 4msec über einen Timerinterrupt aufwecken, mit ein paar Takten den Pin toggeln und den AVR wieder schlafenlegen. Das erhöht den Strombedarf nur unwesentlich. Zum anderen sollte es zumindest die Einstellung geben, dass eine Hardware-PWM auch im Power-Down weiterläuft. Der Taktgenerator läuft ja auch weiter.
Holger L. schrieb: > Andreas B. schrieb im Beitrag #5301459: >> Quark. Der braucht bei 1MHz und 2V 0.2 mA. Wenn man den mit 32kHz >> durchgehend laufen läßt, kommt man auf etwa 6uA bei 2V. > > Moin, lese das mit dem Boost Converter zum ersten mal, der IC sieht > sehr interessant aus. > > Im Datenblatt wurde leider keine? Grafik zu dem Verbrauch mit dem > Converter angegeben, nur auf Seite 162 steht das mit aktiver MCU, 1,2 > Volt bei 4 Mhz die Stromaufnahme 5mA beträgt. > Habe noch nicht alles genau durchgelesen, aber sind diese Werte von dir > mit Boost Converter und real gemessene? Vom welchen Boost Converter redest Du? Auf der ersten Seite des DB steht schon, daß er bei 1MHZ und 1.8V 180uA benötigt. Da ber Stromverbrauch bei CMOS annähernd linear zur Taktfrequenz ist, kommt man bei 32kHz auf ca. 0.6uA. Zusätzlich kann man (und sollte auch) ihn nach setzen des Timers in den Idle versetzen. Dann geht es noch weiter runter.
Andreas B. schrieb: > Vom welchen Boost Converter redest Du? > Auf der ersten Seite des DB steht schon, daß er bei 1MHZ und 1.8V 180uA > benötigt. Naja der To wollte eine Spannung ab 1,3 (auch niedriger) bis 1,8V. Das funktioniert ohne den eingebauten Boost Converter nicht.
Holger L. schrieb: > Andreas B. schrieb: >> Vom welchen Boost Converter redest Du? >> Auf der ersten Seite des DB steht schon, daß er bei 1MHZ und 1.8V 180uA >> benötigt. > > Naja der To wollte eine Spannung ab 1,3 (auch niedriger) bis 1,8V. Das > funktioniert ohne den eingebauten Boost Converter nicht. Na, ok, unter 1.8V läuft er nicht. Ich würde auch eher den 74LV4060 einsetzen, da kann man sich auch die Programmiererei sparen. Es ging mir auch nur um den Stromverbrauch, der sich durchaus in den unteren uA Bereich bewegt, wenn man es einigermaßen geschickt anstellt. Wo liest Du etwas von einem Boost converter im DB des 4313? Das wäre mir absolut neu, daß es bei den AVRs so etwas gibt.
Andreas B. schrieb: > Wo liest Du etwas von einem Boost converter im DB des 4313? Vom einem 4313 war nie die Rede. Bin ja echt gespannt, wann der letzte kapiert das Atmel-µCs keine Lösung sind.
Andreas B. schrieb: > Holger L. schrieb: >> Andreas B. schrieb: >>> Vom welchen Boost Converter redest Du? >>> Auf der ersten Seite des DB steht schon, daß er bei 1MHZ und 1.8V 180uA >>> benötigt. >> >> Naja der To wollte eine Spannung ab 1,3 (auch niedriger) bis 1,8V. Das >> funktioniert ohne den eingebauten Boost Converter nicht. > > Ich würde auch eher den 74LV4060 > einsetzen, da kann man sich auch die Programmiererei sparen. Das werde ich auch machen. Wenn es wirklich der Fall sein sollt, dass die 1,5V am Ausgang zu viel sind. Wie kann ich diese absenken? So wie ich das im Datenblatt des 4060 sehe sind Vcc = Vin = Vout. Heißt ich müsste die Batteriespannung auf z.B. 1,2V reduzieren, um Vout zu reduzieren. Wie macht man das möglichst ohne weiter Verlustleistungen zu produzieren?
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Karl schrieb: > Andreas B. schrieb: > >> Wo liest Du etwas von einem Boost converter im DB des 4313? > > Vom einem 4313 war nie die Rede. Bin ja echt gespannt, wann der letzte > kapiert das Atmel-µCs keine Lösung sind. Mein Fehler, hatte 4313 gelesen. Den 43u kannte ich noch gar nicht. Ich habe auch AVRs hier nicht ins Spiel gebracht sondern den 74LV4060. Für niedrigen Stromverbrauch würde ich auch eher den MSP430 einsetzen wenn es denn ein uC sein sollte.
Daniel R. schrieb: > So wie > ich das im Datenblatt des 4060 sehe sind Vcc = Vin = Vout. Heißt ich > müsste die Batteriespannung auf z.B. 1,2V reduzieren, um Vout zu > reduzieren. Wie macht man das möglichst ohne weiter Verlustleistungen zu > produzieren? Nimm das DB des 74LV4060, nicht vom CD4060! Vout dürfte aber auch da bei Vcc liegen. Warum soll Vout<1.2V sein? Wenn es wirklich benötigt word, dann macht man halt einen Widerstand in Reihe zum Ausgang
Ich verwende das Datenblatt vom 74LV4060. Was willst du mir damit sagen? Ein Widerstand in Reihe am Ausgang würde sicherlich funktionieren aber was den Stromverbrauch angebt mit Sicherheit nicht die beste Lösung und bei nur 105mAh macht auch Kleinvieh Mist.
Daniel R. schrieb: > Ein Widerstand in Reihe am Ausgang würde sicherlich funktionieren aber > was den Stromverbrauch angebt mit Sicherheit nicht die beste Lösung und > bei nur 105mAh macht auch Kleinvieh Mist. Doch, natürlich, abgesehen von einem Schaltwandler, den Du bei der geringen Spannung und auf geringem Raum sowieso nicht hinbekommst ist ein Reihenwiderstand die mit Abstand beste Lösung. Da fließt nur Strom wenn auch Strom durch Deine Spule fließt.
Daniel R. schrieb: > Ich verwende das Datenblatt vom 74LV4060. Was willst du mir damit sagen? > Nichts spezielles. Wollte nur sichergehen, daß Du nicht in das DB des alten 4060 schaust. > Ein Widerstand in Reihe am Ausgang würde sicherlich funktionieren aber > was den Stromverbrauch angebt mit Sicherheit nicht die beste Lösung und > bei nur 105mAh macht auch Kleinvieh Mist. Doch, das ist die beste Lösung. Karl hat es korrekt auf dne Punkt gebracht.
Das Problem ist, dass in 50% der Zeit Strom durch die Erregerspulen fließt. Gibt es eine Möglichkeit den Zähler so zu beeinflussen, dass sich die Ein-Zeit verringert und dafür die Aus-Zeit ansteigt. Ähnlich einer PWM?
wird die Spule nur ein- und ausgeschaltet? oder wird dir Spannung umgepolt, sodass an der Spule Wechselspannung anliegt? hast du den Spannungsverlauf mal an einer funktionierenden Uhr angeschaut?
Die Spannung an den Spulen wird immer ein- und ausgeschaltet, davon gehe ich momentan zumindest aus. Messen konnte ich das noch nicht. Ich versuche es aber in nächster zeit bei einem Bekannten, der ein Oszi hat, nachzuholen.
Daniel R. schrieb: > Die Spannung an den Spulen wird immer ein- und ausgeschaltet, davon gehe > ich momentan zumindest aus. ich vermute, dass dem nicht so ist. Dann würde die Spannung an der Spule einen Gleichanteil enthalten. Ich denke eher, das die Spulenanschlüsse entweder an einem invertiertem und an einem nicht invertiertem Ausgang hängen, oder ein Kondensator in Reihe zur Spule geschaltet ist
Wenn das wirklich der Fall sein sollte, wie bekomme ich das in meiner Schaltung hin?
Daniel R. schrieb: > wie bekomme ich das in meiner > Schaltung hin? mit einem Inverter oder einem Kondensator :) im Ernst: schau erstmal, was bei der Schaltung rauskommen soll und mach dir dann Gedanken, wie man es realisiert. kannst du die Batterie durch eine 3V Batterie ersetzen? welcher Batterietyp ist da drin? dann könntest du ohne Klimmzüge einen µC verwenden und die Spannung über die Einschaltdauer anpassen.
Inverter oder Kondensator hab ich verstanden. Die Frage ist welcher Baustein oder welche Art und Größe von Kondensator. Welche Werte muss ich messen um die Parameter zu bestimmen? Es ist eine Knopfzelle Typ 357 oder 344 (11,6x5,4mm bzw. 11,6x4,2mm) je nach Bauart der Uhr. Mit 3V wird das nichts werden, dann geht die Kapazität auf weniger als die Hälfte zurück und die ohnehin schon zu kurze Batterielebensdauer wird noch kürzer.
Daniel R. schrieb: > Die Frage ist welcher > Baustein oder welche Art und Größe von Kondensator. Das kann Dir hier keiner sagen. Und leider kannst Du das auch kaum messen. Der Kondensator muss so groß sein, dass beim Umladen genug Energie übertragen wird, damit die Spule sauber anzieht, mit etwas Reserve. Das kannst Du nur ausprobieren. Ich würde mal schätzen unter 1µF, eher so um 100 bis 220nF rum wird interessant.
Daniel R. schrieb: > Das Problem ist, dass in 50% der Zeit Strom durch die Erregerspulen > fließt. Gibt es eine Möglichkeit den Zähler so zu beeinflussen, dass > sich die Ein-Zeit verringert und dafür die Aus-Zeit ansteigt. Ähnlich > einer PWM? Du führst den Ausgang des Teilers wieder auf den Reseteingang (MR) zurück. Über ein RC Glied läßt sich so die "EIN" Zeit einstellen. Aber finde erst mal heraus, was Du jetzt konkret am Ausgang wirklich benötigst.
Nochmal vielen Dank an alle. Ich werde mich melden, sobald ich Messdaten habe.
https://de.wikipedia.org/wiki/Stimmgabeluhr "Bei Stimmgabeluhren schwang hierzu eine winzige Stimmgabel mit 300 bis 720 Hz." das liegt ja in der Gegend der oben genannten 256 Hz. Also 1968 habe ich das im TV gesehen, wie man unten sieht. Das mit den beiden Oszillatoren war wohl später mit zwei Quarzen. Damit brauchte man keine digitale Teilung.
Nah dran. Der Patient ist dieser hier: http://members.iinet.net.au/~fotoplot/acctechB21.htm Dabei handelt es sich um das gleiche Funktionsprinzip, allerdings wird die Frequenz nicht mehr von der Eigenfrequenz einer Stimmgabel bestimmt. Hierbei handelt es sich um einen Masse-Feder-Schwinger, dem die Frequenz vom elektrischen Schwingkreis aufgezwungen wird.
Angehängte Dateien:
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Rueckkopplung.JPG
47 KB -
Zaehler.JPG
44 KB
Es gibt Neuigkeiten. Und zwar habe ich in einem Buch von 1970 Schaltpläne und Funktionsbeschreibungen gefunden. Darunter auch das mir vorliegende Werk. Siehe Anahng. Es handelt sich um die Schaltungen der Zähler und der Rückkopplung. Laut Beschreibung wird die Induktionsspannung der Spulen in den Schwingkreis zurückgeleitet um die Schwingweite des zwischen den beiden Spulen befindlichen Permanentmagneten konstant zu halten. Laut Beschreibung wird dadurch die Impulsbreite entsprechend der Amplitude angepasst. Amplitude zu groß: Impulsbreite wird verringert Amplitude zu klein: Impulsbreite wird vergrößert Leider ist für mich, als Elektronikanfänger, auch daraus nicht ersichtlich ob eine Wechsel- oder Gleichspannung an den Spulen anliegt. Dies werde ich mit den Messergebnissen nachreichen.
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