Probleme mit Quizmaster-Schaltung

[P. M. (unkypal)]

Guten Tag miteinander!

Da ich neu in der "Elektronik-Welt" bin, versuche ich mich derzeit im 
Nachbauen (und Verstehen) von diversen Schaltungen. Einige werden wohl 
der Meinung sein, man solle eigene Schaltungen entwerfen. Jedoch erachte 
ich das als ziemlich anspruchsvoll, insbesondere wenn man sich gerade 
erst mit den Grundlagen der Elektronik beschäftigt... Für mich ist das 
Nachbauen jedenfalls ein guter Weg.
Meine Hilfsmittel sind unter anderem ein Buch namens "Schaltungen der 
Elektrotechnik und Elektronik - verstehen und lösen mit NI Multisim" und 
selbstverständlich Foren wie dieses hier.

Derzeit baue ich eine Schaltung namens Quizmaster nach, die ich von 
folgender Quelle habe: 
http://www.dieelektronikerseite.de/Circuits/Quizmaster.htm

Funktionsbeschrieb: Pro Teilnehmer hat es einen Taster und eine LED. 
Wenn ein Teilnehmer den Taster drückt, leuchtet seine LED auf. Dabei 
wird der andere Teilnehmer gesperrt, d.h. wenn er den Taster zu spät 
drückt, leuchtet seine LED nicht mehr auf. Der Quizmaster kann durch 
Betätigung seines Tasters die Schaltung zurücksetzen.
Die Schaltung ist für 4 Teilnehmer konzipiert. Ich wollte sie nun 
entsprechend anpassen, dass sie für 2 Teilnehmer funktioniert (siehe 
Bild im Anhang).
Transistoren T1,T2,T4 und T6 sind NPN-Transistoren (BC548C)
Transistoren T3, T6 sind PNP Transistoren (BC556C9)

Folgende Probleme treten auf, wenn ich die Schaltung in Multisim 
simuliere:
-Beide LED leuchtet beim Anlegen der Spannung auf (meines Erachtens 
i.O.). -Beim Schliessem von SW1 löschen diese (Strom fliesst über T1 
resp. T6 ab, T2 resp. T5 sperren)
-Sobald SW1 wieder öffnet, leuchten beide LED wieder auf!

--> Beim Messen im Multisim hat sich gezeigt, dass die Transistoren T1 
und T4 sehr wohl leiten, jedoch der Strom nach der Quittierung nach wie 
vor hauptsächlich durch R5 und D1 resp. R9 und D2 fliesst, da T2 resp. 
T5 nicht sperren. Der grösste Teil des Stromes sollte im quittierten 
Zustand m.E. aber über R2 und T1 resp. R6 und T4 abfliessen.

Was könnte der Grund für diese Fehlfunktion sein? Für Hilfe jeglicher 
Art bin ich sehr dankbar.

unkypal

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Du hast zwei Verbindungen vergessen, die dafür sorgen, das T1 und T4 im 
Ruhezustand vorgespannt werden und leiten. Im anhängenden Bildchen habe 
ich sie mal mit blauen Klecksen eingezeichnet.

[Stefan F. (Gast)]

Ich denke, dass die Schaltung fehlerhaft ist.

Wenn man SW1 drückt, schalten T3 und T6 ein. Allerdings wird an diesen 
beiden Transistoren zwangsläufig mehr als 0,7V abfallen.

Diese beiden Transistoren haben offensichtlich die Aufgabe, den 
Transistoren T2 und T5 ihren Basis-Strom weg zu nehmen. Aber dazu sind 
sie wegen dem Spannungsabfall von >0,7 nicht imstande. T2 und T5 leiten 
schon ab ca 0,7V.

Ich zeichne die Problemstelle mal anders, dann wird es deutlich:

               +
              o 
              |
             |~|
         10k |_|        |
              |       |/
Punkt 1---->  +-------|    T2
              |       |\>
            |/<         |
+---[10k]---|   T3      |
|           |\          |
|             |         |
|             |         |
+-------------+---------+ 
       GND

Damit T2 sicher abschaltet, muss die Spannung an dessen Basis unter 0,7V 
liegen. Damit T3 sicher einschaltet, braucht er aber mehr als 0,7V.

Problem: An Punkt 1 kann nicht gleichzeitig weniger und mehr als 0,7V 
anliegen.

Wenn diese Schaltung funktioniert, dann nur mit Glück. T3 müsste mit 
einer deutlich geringeren Spannung auskommen, als T2.

Wenn du Lust auf Programmieren hast, dann baue den Quizmaster aus diesem 
Tutorial nach: http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch2/index.html

[Peter D. (peda)]

Stefanus F. schrieb:
> Wenn du Lust auf Programmieren hast, dann baue den Quizmaster aus diesem
> Tutorial nach: http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch2/index.html

Naja, man muß nicht gleich nen 32Bit-Boliden nehmen.
Für bis zu 4 Teilnehmer reicht ein ATtiny13 völlig aus. 4 Pins gehen zu 
den 4 Kästen mit LED und Taster, der 5. treibt den Buzzer und zum 
Rückstellen nimmt man den Resetpin.

Der Vorteil der MC-Lösung ist, daß man damit nicht mehr schummeln kann.
D.h. nach Freigabe muß eine echte Flanke erzeugt werden. Den Taster 
heimlich schon vorher gedrückt zu halten, bringt also nichts. Man kann 
den Schummelversuch auch anzeigen und Strafpunkte vergeben.
Man braucht auch keinen Ausschalter, nach einigen Minuten geht der MC 
einfach in Power-Down (<1µA). Die Versorgung kann mit 3V .. 4,5V 
Batterien erfolgen.

[Stefan F. (Gast)]

Peter D. schrieb:
> Naja, man muß nicht gleich nen 32Bit-Boliden nehmen.

Stimmt, muss man nicht. Der ist nur gerade billig und 32bit war das 
Thema dieses Tutorials.

[HildeK (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Problem: An Punkt 1 kann nicht gleichzeitig weniger und mehr als 0,7V
> anliegen.

Man könnte in deinem Bild zwischen T2-E und GND eine Diode legen.

[Ich (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Stimmt, muss man nicht. Der ist nur gerade billig und 32bit war das
> Thema dieses Tutorials.

... aber nicht Frage dieses Threads

@unkypal: Schau Dir mal die Werte der Widerstände an, die hast Du an 
mindestens zwei Stellen falsch übernommen: R2/R6 haben im Original 100K, 
nicht 100 Ohm. Mithin stimmt dann imho auch wieder das Potential...

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Stefanus F. schrieb:
> Wenn man SW1 drückt, schalten T3 und T6 ein. Allerdings wird an diesen
> beiden Transistoren zwangsläufig mehr als 0,7V abfallen.

Nö, wieso denn? Die Uce Sättigung ist deutlich niedriger als 0,7V.

Dieser Blödsinn, jede Schaltung unbedingt durch einen MC ersetzen zu 
wollen, ist ja geradezu zwanghaft (und dazu noch einen 32-Bitter, gehts 
noch?).

Man vergisst dabei, das viele Leute weder programmieren wollen, noch 
mangels Programmer, usw. programmieren können. Ein MC braucht eine 
geregelte stabile Versorgung und ohne weitere Massnahmen würde ich da 
auch keine Quiztaster anschliessen wollen. Ich hätte die Aufgabe 
vermutlich mit ein paar Flipflops aus der 4000er CMOS Reihe gelöst, aber 
warum nicht mit Flipflops aus BJTs? Immerhin kann man so an jedem Punkt 
der Schaltung messen und testen.

[Falk B. (falk)]

Matthias S. schrieb:

> Dieser Blödsinn, jede Schaltung unbedingt durch einen MC ersetzen zu
> wollen, ist ja geradezu zwanghaft

Dieser Blödsinn, jede Schaltung unbedingt diskret aufbauen zu
wollen, ist ja geradezu zwanghaft.

;-)

> (und dazu noch einen 32-Bitter, gehts
> noch?).

Naja, der lag halt rum, außerdem war es wie bereits bemerkt umgekehrt. 
Der Stefan wollte ein Tutorial für einen 32Bit ARM schreiben und suchte 
ein brauchbares, einfaches Projekt.

> Man vergisst dabei, das viele Leute weder programmieren wollen, noch
> mangels Programmer, usw. programmieren können.

Stimmt.

> Ein MC braucht eine
> geregelte stabile Versorgung

Dafür wurden Spannungsregler erfunden. Di gibt es überaus preiswert und 
leicht verfügbar an jeder Ecke.

> und ohne weitere Massnahmen würde ich da
> auch keine Quiztaster anschliessen wollen.

Warum nicht? Wegen ein bissl ESD? C'mon!

> Ich hätte die Aufgabe
> vermutlich mit ein paar Flipflops aus der 4000er CMOS Reihe gelöst, aber
> warum nicht mit Flipflops aus BJTs?

Weil wir im Zeitalter der ICs leben und diese durch ihre hohe und 
höchste Integrationsdichte viele Dinge DEUTLICH einfacher machen?

> Immerhin kann man so an jedem Punkt
> der Schaltung messen und testen.

Schön, aber das ist nicht der Kern der Aufgabe. Man kann auch ein 
Programm durch einen Simulator laufen lassen, da kann man auch überall 
messen.

Für den reinen NACHBAU ist die uC-Variante DEUTLICH besser, weil 
deutlich einfacher. Schau dir mal das Steckbrett mit den Dutzenden 
Verbindungen an!

SO einfach geht das!

Beitrag "Re: Taster + LED am selben Draht (4*)"

[Stefan F. (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Nö, wieso denn? Die Uce Sättigung ist deutlich niedriger als 0,7V.

ich habe das oben skizziert. Wenn Uce geringer als 0,7V würde, dann 
würde auch deren Ube unter 0,7V sinken, womit die Transistoren wieder 
abschalten.

Letztendlich wird sich deren Uce daher auf ungefähr 0,7V einstellen.

> Dieser Blödsinn, jede Schaltung unbedingt durch einen MC ersetzen zu
> wollen, ist ja geradezu zwanghaft (und dazu noch einen 32-Bitter, gehts
> noch?).

Hat irgendwer hier Druck gemacht? Unbedingt? Nein, das war nur ein nett 
gemeinter Bastelvorschlag.

> Man vergisst dabei, das viele Leute weder programmieren wollen

Ich habe das nicht vergessen:
>> Wenn du Lust auf Programmieren hast, dann ...

> Ein MC braucht eine geregelte stabile Versorgung

Deiner vielleicht. Meine laufen ganz problemlos ohne Spannungsregler 
direkt an Batterien. Abgesehen davon hat das von mir empfohlene 
Billigmodul einen Spannungsregler mit drauf.

[P. M. (unkypal)]

Vielen Dank für eure schnellen Antworten!

Die fehlenden Verbindungen, die Matthias in seinem Post erwähnt hat, 
habe ich nun ergänzt. Aber auch die falschen Widerstandswerte von R2/R6 
habe ich korrigiert. Und siehe da, gemäss Multisim funktioniert es 
einwandfrei! :-)