Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme beim Aufbau eines Zufallsgenerator zur Hauslichtsteuerung (Modellbau)


von Reiner Petraschk (Gast)


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Hallo an das Forum,
ich bin neu hier und möchte das Forum bitten mir bei einer Problemlösung 
zu helfen.
Ich bin Modelleisenbahner und Hübbybastler von elektronischen 
Schaltungen. Für meine Hauslichtsteuerung habe ich aus dem Buch: 
Modelleisenbahn-vorbildgetreu durch Elektronik, von Jürgen Köhler, die 
Schaltung auf Seite 264, Zufallsgenerator zur Hauslichtsteuerung, 
aufgebaut. Ich habe noch recht wenig Erfahrung beim Einsatz von IC`s. 
Die Schaltung funktioniert auch, bis zu dem Zeitpunkt, wenn alle 
Ausgänge des 18-stufigen Static Shift Registers CD4006 durchgeschaltet 
haben, also alle Lampen leuchten. Danach passiert nichts mehr, und das 
ist mein Problem. Wenn am Takteingang 3 des Schieberegisters ständig 
getaktet wird, dann sollten sich doch meiner Meinung nach, auch die 
Ausgangszustände immer ändern. Muß das Schieberegister regelmäßig 
zurückgesetzt werden? Wenn ja, wie ist das beim CD4006 möglich? Oder 
liegt der Fehler woanders? Der Takt läuft durchgehend, das habe ich 
kontrolliert.
Über hilfreiche Ratschläge wäre ich sehr dankbar.
Freundliche Grüße ans Forum
Reiner

: Verschoben durch Moderator
von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Moment.... ich muss erst noch das Buch bestellen.

von Vancouver (Gast)


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Ohne den Schaltplan wird dir vermutlich niemand helfen können...

von Marc E. (mahwe)


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Tip gibt bei den Chinesen kleine Soundmodule für z.b Happy Birthday 
Karten die kannst du als Zufallsgenerator nutzen. Sehr günstig.

von Lok01 (Gast)


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von Sprudelstrudel (Gast)


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Reiner Petraschk schrieb:
> dem Buch: Modelleisenbahn-vorbildgetreu durch Elektronik, von Jürgen
> Köhler, die Schaltung auf Seite 264, Zufallsgenerator zur
> Hauslichtsteuerung, aufgebaut.

Hallo Reiner, das Buch wird hier niemand haben. Wie wäre es, wenn du 
einfach die Schaltung aus dem Buch abfotographierst oder scannst? Dieses 
Forum beschäftigt sich mehr mit programmierbarer Logik, ich denke, deine 
Frage wäre bei uC und Digitaltechnik besser aufgehoben. Ich kenne die 
Schaltung nicht, ich versuche aber mal auf blauen Dunst etwas zu 
schreiben... Digitale (Pseudo) Zufallsgeneratoren bedienen sich häufig 
rückgekoppelter Schieberegister. Verschiedene Ausgänge werden dabei 
Exclusiv-Oder verknüpft und auf den Eingang rückgekoppelt. Dabei besteht 
immer das Problem, das wenn im Schieberegister alle Bits den selben Wert 
haben, und die Verknüpfungsschaltung (die Exclusiv-Oder Gatter) daraus 
den selben Wert generiert, daß dann der Zufallsgenerator nicht 
anspringt. Um diesen Zustand zu vermeiden gibt es zwei Alternativen: 1. 
Eine Resetschaltung, die nach dem Einschalten der Stromversorgung die 
Schaltung in einen definierten Zustand bringt.
2. Eine Erkennung, z.B. ein And- oder Orgatter, das erkennt, wenn alle 
Bits den selben Wert haben. Und dann die Schaltung in einen anderen 
Zustand bringt. Diese zweite Möglichkeit ist nicht nur aufwendig sondern 
auch falsch. Diese Zufallsgeneratoren, wenn sie erstmal angesprungen 
sind, verfallen von allein niemals in diesen Zustand, aus dem sie nicht 
mehr herauskommen. Sollte dies bei deiner Schaltung passieren, ist es 
ein Indiz für einen Schaltungsfehler, bzw für eine Störung die das 
Schieberegister in diesen Zustand kippen lässt.

von Funken Frickler (Gast)


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Reiner Petraschk schrieb:
> Die Schaltung funktioniert auch, bis zu dem Zeitpunkt, wenn alle
> Ausgänge des 18-stufigen Static Shift Registers CD4006 durchgeschaltet
> haben, also alle Lampen leuchten. Danach passiert nichts mehr, und das
> ist mein Problem. Wenn am Takteingang 3 des Schieberegisters ständig
> getaktet wird, dann sollten sich doch meiner Meinung nach, auch die
> Ausgangszustände immer ändern.

1) Falsches Unterforum, richtig platziert wäre dort: 
https://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik

2) wenn das schieberegister mit einer geeigneneten Rückkopplung als 
Zufallsgenerator dienen soll (wie im Threadtitel angedeutet) dann muss 
der illegale Zustand (je nach beschaltung alle '0' oder alle '1') 
verhindert werden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Linear_r%C3%BCckgekoppeltes_Schieberegister

von Funken Frickler (Gast)


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Da ein älterer Thread zu Flackerlicht und Schieberegister:

Beitrag "Flackerlicht / Modellbau"

da hats auch schaltungsvorschläge für den CD4006 wie vom TO erwähnt.

von Harald W. (wilhelms)


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Marc E. schrieb:

> Tip gibt bei den Chinesen kleine Soundmodule für z.b Happy Birthday
> Karten die kannst du als Zufallsgenerator nutzen. Sehr günstig.

Man kann auch gleich ein fertiges, elektrisches Teelicht nehmen.

von Hans Peter (Gast)


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Hallo Reiner,
wahrscheinlich funktionieren die Gatter, die die Rückkopplung bewirken 
sollen, nicht so wie geplant. Der Pin 1 am 4006 ist wahrscheinlich immer 
Hi, so dass ständig Einsen eingespeist werden.
Da würde ich am ersten kontrollieren! Während des Laufs muss der Pin 
auch manchmal auf Lo gehen.
Wenn das nichts bringt:
Schau doch mal nach, ob die Gatter das tun, was sie lt. Schaltung 
sollen. Sind die ICs vertauscht? Zieh' den 4006 raus und speise die 
Eingänge der Gatter (die am 4006 liegen) ein und schau', ob die Ausgänge 
richtig umschalten.
Ich nehme an, dass Du die Schaltung schon 3-mal kontrolliert hast.
Es ist aber nicht auszuschließen, dass Herr Köhler einen Fehler gemacht 
hat. Wir haben die Lichtschranke aus dem Buch nachbauen wollen und haben 
sehr lange geknobelt, bis sie endlich lief.

Gruß HP

von Skyper (Gast)


Angehängte Dateien:

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Ich hab sowas aus Spaß vor einiger Zeit mal ohne Mikrocontroller gebaut 
- ein Linear rückgekoppeltes Schieberegister (LFSR) nach Fibonacci.

Als Taktgeber ein NE555 und dazu viele einzelne Gatter, TIs Little Logic 
- die Bezeichnungen im Schaltplan sind etwas "kurz" geraten, 741G32 
steht für SN74LVC1G32. Die Steuerung kann mit weiteren kaskadiert 
werden, dafür ist der Stecker X27 vorhanden.

Der Aufwand mit den beiden RC-Gliedern (IC2, IC3) und der Logik aus IC20 
- IC22 besteht darin, dem "leeren" Schieberegister einmalig beim Start 
mit einem Bit zu Laden, welches dann fleißig im Kreis geschoben wird. 
Das ergibt dann 255 verschiedene Zustände...


An X26 liegen die 8 Ausgänge, gegen Masse geschaltet, für Leds / Lampen 
bereit.

Das Schieberegister ist im LFSR.pdf abgebildet, die komplette Schaltung 
im Zufallsgenerator.pdf ...

von Hans Peter (Gast)


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Wieso eigentlich "Zufallsgenerator"?
Eine Wohnhausbeleuchtung sollte bei Abenddämmerung eingeschaltet werden, 
ein Treppenhauslicht nur selten und in der Küche nur zuerst. Später ist 
nur noch der Fernseher an, und dann gehen die Leute schlafen. Morgens 
gehen fast alle Lichter an, weil die Leute zur Arbeit gehen müssen. Also 
nirgends Zufall. So etwas kann man natürlich nur mit einem 
Mikrocontroller lösen. Der Trick dabei ist, dass der auch die Dämmerung 
abends und morgens erkennen kann, mit einer Fotodiode im Schornstein. 
Die Programmierung ist ausgesprochen primitiv, direkt etwas zum 
Kennenlernen.
Vor Urzeiten haben wir das mit einem PIC bearbeitet. Inzwischen laufen 
bei uns auch Atmels für ganze Stadtteile.
Schauen Sie mal rein bei http://www.mec-castrop-rauxel.de, dort weiter 
bei Technik - Tips für PICs - PIC-Tip 1.
Vorteil bei der Sache ist, dass das Haus keinen Lichtschalter benötigt, 
sondern völlig autark ist. So haben wir's dann auch genannt.

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