Taktgenerator mit LMC555CN/TLC555CP

[hoola]

Hallo,
ich habe ein neues Problem und hoffe, dass mir jemand helfen kann.
Ich würde gerne 2 Sensoren, die eine Generatorwelle abtasten simulieren.
Mittels Poti soll man die Drehzahl hoch und runterfahren können.
Maximale Frequenz soll 3,5kHz sein.
Die Sensoren werden von einer SPS mit 24VDC gespeist und geben ihr Spannungs-Signal wiederum auf die SPS.

Interpretation seitens der SPS: Low-Pegel -> 0V<Ue<+5V
High-Pegel -> +15<Ue<+35V

Könnte man wie hier http://www.elektronik-kompendium.de/sit ... c555cn.htm beschrieben die ganze Sache mittels CMOS-Timern realisieren? Diese Schaltung ist für 3-12V ausgelegt, das wird ja dann nicht reichen bei den mir gegebenen 24V.

mfg

 

[patois]

Tscha, da sollte man sich nicht auf ein "Kompendium" verlassen, sondern sich mal das Datenblatt des Bausteins 555 im Internet besorgen.

Da kann man dann genau sehen, wie hoch die Spannungsversorgung des IC sein darf.

Ich gebe dir mal einen Tipp:

Beschaffe dir mal das Freeware-Programm von YENKA.

Im Bereich "Hausaufgaben" haben wir in letzter Zeit einiges rund um den Baustein 555 simuliert.

Falls einem nur die 24Volt von der SPS zur Verfügung stehen, muss man in den sauren Apfel beißen und einen Spannungsregler für den IC zwischenschalten.

Die Spannungspegel, die man an die SPS zurückgibt, können per Software skaliert werden.

Greetz
Patois

 

[hoola]

Super vielen Dank.
Das Datenblatt hatte ich mir schonauf alldatasheets runtergeladen und angeschaut, da stand dann supply voltage +15V .. also ist das sozusagen die maximale Spannung mit der der IC versorgt werden kann ja?

Das Programm lad ich mir mal.

Würde es denn noch andere Möglichkeiten geben, soeine Drehzahlerfassung zu simulieren?
Ich hatte schon mit dem gedanken gespielt einfach ein Polrad zu nehmen und dann halt einen induktiven Sensor, so wie es ja beim Generator selbst auch gemacht wird.
Nur könnte man dann ebend die ganze Sache kleiner dimensionieren.

Was haltet ihr davon?

mfg

 

[hicom]

das kannst du schon mit dem 555 machen. Du must nur zwei Probleme lösen:

1. Spannungsversorgung 555 12V: Lässt sich mit dem beteits erwähnten Spannungsregler (7812 o.ä.) lösen

2. 24 Signal für die SPS Eingänge: Als einfachste Lösung einen Source Treiber (UDN2987) einsetzen.

Gruß
Jürgen

 

[patois]

Würde es denn noch andere Möglichkeiten geben, so eine Drehzahlerfassung zu simulieren?

Es gibt viele Leute, die am liebsten alle Probleme mit dem TIMER 555 lösen würden. In vielen Fällen ist das auch ein gangbarer Weg, aber bei deinem Projekt der Drehzahlerfassungs-Simulation kamen mir im "Nachhinein" doch einige Bedenken.

Es stellt sich nämlich die Frage, welcher Drehzahl-Bereich simuliert werden soll.

Beim Einsatz eines TIMER 555 wird es voraussichtlich bei der Simulation des unteren Drehzahl-Bereichs Schwierigkeiten geben.

Ein Aspekt, der bisher auch noch nicht betrachtet wurde, ist die Simulation des Drehzahl-Hochlaufs sowie der Drehzahl-Verringerung (Abbremsung/Nachlauf bis Stillstand bei Ausschaltung).

Der gesamte Drehzahl-Bereich sowie die Beschleunigung und Verzögerung lassen sich gut mittels OP-Schaltungen simulieren.

Dazu ist es natürlich erforderlich, dass man über ein gewisses Maß an Grundwissen, die Operationsverstärker (OP) betreffend, verfügt.

So ein Praktikum ist dafür eine gute Gelegenheit.

Greetz
Patois

PS.: Auch die Simulation einer guten Stillstandsüberwachung wäre eine interessante Herausforderung.

 

[hoola]

Also zu dem Drehzahlbereich folgendes: im Nennlastbereich dreht sich die Welle des Generators mit 50 Umdrehungen pro Sekunden, auf der Welle sind 60 Zähne, die der Sensor erfasst .. also 50Umdr. x 60Signale = 3000Hz.
Allerdings wird der Generator auch in Überdrehzahl gefahren, entspricht max. 3700Hz.
Also Drehzahlbereich: 0-3700Hz (besser noch: 3800 oder höher).

Die Sache mit der Beschleunigung usw. ist mir noch gar nicht in den Sinn gekommen .. interessant wäre es ja.
Aber wenn ich drüber nachdenke, nötig ist es nicht.

OPs waren gerade Thema in einer meiner Prüfungen.
Zwar auch nicht sehr detailiert, aber wie PID-Regler, AD/DA-Wandler funktionieren weiß ich so einiger maßen.

 

[patois]

:lol:

Naja, bei dem Thema Überdrehzahl sehe ich kein Problem, solange diese im vernünftigen Rahmen bleibt.

Ist unter Umständen ein Problem der Zähneform, wenn man das in der Realität zu machen hat.

 

[hoola]

Die Spannungspegel, die man an die SPS zurückgibt, können per Software skaliert werden.

Greetz
Patois

In einem anderen Forum wurde geschrieben, dass man das auch mittels Treibertransistor (mit 24V gespeist) realisieren könnte.
Ein 3-12V Netzteil soll dann meinen IC versorgen (z.B. 7805 -> von meinen 24V gespeist).

Je öfter ich mir das durchlese, desto besser hört es sich für mich an.
Allerdings habe ich zu wenig Wissen um beurteilen zu können, wie "machbar" diese Variante ist.

mfg

 

[hoola]

Ich gebe dir mal einen Tipp:

Beschaffe dir mal das Freeware-Programm von YENKA.

Im Bereich "Hausaufgaben" haben wir in letzter Zeit einiges rund um den Baustein 555 simuliert.

Greetz
Patois

Leider habe ich auf dem mir zur Verfügung gestellten Laptop keine Admin Rechte und kann demnach leider erst wenn ich wieder zu Hause bin die Freeware installieren.

Aber vielen Dank für den Tipp!

mfg

 

[hoola]

Zum Spannungsregler:
Ich hab nun noch was anderes gefunden, man könnte einen SG3525 zwischen den IC und die 24V schalten.
Dieser gibt dann +5V aus, die dann den IC speisen könnten.
Mein Problem: wie beschaltet man den SG3525?
Wenn ich ins Datenblatt gucke müsste ich ja nur meine 24VDC an +V1 und Ground anschließen.
Aber wo am SG3525 schließe ich die Spannungsversorgung für den LMC555 an?
Muss Vref (Pin 16) des SG3525 an +Ub des LMC555 und Ground natürlich an Ground, oder wie?

Ich hoffe jemand weiß sowas, wäre ja schön wenn die Lösung mal so einfach wäre ...

mfg

EDIT: Unsinn!
Scheinbar ist es eher so, dass der SG3525 selbst ein Taktgeber darstellt.
Nur, dass dieser mit den mir gegebenen 24V arbeiten kann.

Auch die ausgegebenen Spannungssignale kann die SPS so wie sie sind verarbeiten.

Jetzt ist nur noch die Frage, wie ich diesen beschalten muss, um dann mit meinem Poti die Frequenz zu ändern.

Bitte helft mir wenn ihr könnt, ich bin langsam am druchdrehen.
Ich lese mir schon den ganzen Tag lang nur Datenblätter durch und versuche diese zu verstehen.

mfg

 

[hoola]

Kann vielleicht nochmal jemand kontrollieren, ob die Schaltung so funktionieren kann?

mfg
http://s17.postimage.org/61lmkn8hn/NE555.jpg

 

[patois]

:?:

Was soll denn das sein, dieser IC3, den du da in deine Schaltung eingebaut hast,
so locker mal zwischen +24V und Ground?

Falls es ein OpAmp sein soll: die meisten OpAmps werden zwischen symmetrischen Spannungen betrieben, z.B. zwischen +15V ... GND ... -15V oder auch +12V ... GND ... -12V.

Ausnahmen wie z.B. der LM324 werden zwischen +15V und GND betrieben, aber niemals zwischen +24V und GND, wie du es in deinem Schaltbild vorgesehen hast.

Ist denn niemand in der Firma da, der dich besser anleiten könnte bei deinem Projekt?

Folgende Gefahr besteht in deiner Schaltung:

1) Da du von +24V auf +5V herunterregeln willst, muss über diesem Baustein eine Spannung von 24-5 = 19 Volt "abfallen". Hast du mal nachgerechnet wieviel Energie in diesem Baustein in Wärme umgesetzt wird, und ob der Baustein diese Temperatur aushält?

2) Warum willst du den NE555 mit 5Volt betreiben?

3) Wie schon zuvor angedeutet, ist der IC3 in Sachen Versorgungsspannung falsch angeschlossen, und eine Beschaltung nur mit einem Spannungsteiler, macht keinen Sinn. Zudem gehört natürlich der Spannungsteiler an PLUS und MINUS der IC-Spannungsversorgung angeschlossen!

TIPP:

NE555 an +15Volt betreiben.

Dann einen OpAmp suchen, welcher wie der LM324 mit einer einzigen Spannung gegen Ground klarkommt.

Zur Beurteilung, ob die Schaltung Sinn macht, müßte man ferner wissen, was am Ausgang des OpAmp elektrisch/elektronisch betrachtet dranhängt!

Greetz
Patois

 

[hoola]

Am Ausgang des OpAmp hängt eine SPS mit einer Impedanz von 4,4k.
Die SPS interpretiert 18V-34V als high-pegel und 0V-5V als low-pegel.

Ich dachte, dass wenn ich den OpAmp mit einer Versorgungsspannung von 24V betreibe, dann steuert er auch immer nach 24V bzw. 0V aus.
Dass das zu viel sein könnte hab ich gar nicht bedacht. :/

Na dann such ich mal nach etwas geeignetem.

mfg

 

[hicom]

:?:

Ausnahmen wie z.B. der LM324 werden zwischen +15V und GND betrieben, aber niemals zwischen +24V und GND, wie du es in deinem Schaltbild vorgesehen hast.
[..]

Quatsch, Single supply für den LM324 geht bis 30V, Dual bis +/- 15V
24V ist demnach vollkommen ok.

Ein Blick ins datenblatt kann niemals schaden :wink:

Gruß
Jürgen

 

[patois]

Am Ausgang des OpAmp hängt eine SPS mit einer Impedanz von 4,4k.
Die SPS interpretiert 18V-34V als high-pegel und 0V-5V als low-pegel.

Ich dachte, dass wenn ich den OpAmp mit einer Versorgungsspannung von 24V betreibe, dann steuert er auch immer nach 24V bzw. 0V aus.
Dass das zu viel sein könnte hab ich gar nicht bedacht. :/

Na dann such ich mal nach etwas geeignetem.

mfg

Ich muss zurückrudern ... LM324 kann bei Betrieb an Single Supply bis +30Volt vertragen.

Wenn du also deinen IC3 als OpAmp Typ LM324 deklarierst, ist dieser Teil meiner Beanstandung in die Tonne zu hauen.

Greetz
Patois

 

[hoola]

Ok gut, dann deklariere ich den OpAmp als LM324.
Habe mir das Datenblatt mal angeschaut, verstehe aber nicht was an diesem IC anders ist als an einem normalen OpAmp, kann mir das jemand erklären?
Der IC beinhaltet halt 4 OpAmps .. aber warum kann ich den jetzt an +30V betreiben und andere wiederum brauchen z.b. +15V GND -15V??

Ich erinner mich zwar dran, dass in allen Lehrbüchern die OpAmps immer so angeschlossen waren, damit sie halt entsprechend positiv oder negativ aussteuern können, aber warum muss das sein?

Ja .. ich bin ein dummer Padawan.

 

[hoola]

3) Wie schon zuvor angedeutet, ist der IC3 in Sachen Versorgungsspannung falsch angeschlossen, und eine Beschaltung nur mit einem Spannungsteiler, macht keinen Sinn. Zudem gehört natürlich der Spannungsteiler an PLUS und MINUS der IC-Spannungsversorgung angeschlossen!

Greetz
Patois

Warum macht der Spannungteiler keinen Sinn?
Dieser soll ein Potential am invertierenden Eingang (-Eingang) erzeugen.
Wenn am +Eingang ein high-pegel vom NE555 (bei meiner jetzigen +15V Versorgung mit einem 7815) von ca. 12V ankommt, vergleicht der OpAmp das mit dem Potential am -Eingang des OpAmps.
Sind die 12V größer als mein Spannungsteilerpotential, steuert der OpAmp positiv aus (in höhe Betriebsspannung 24V).
Sind die 12 kleiner als mein Spannungsteilerpotential, steuert der OpAmp negativ aus (nach 0V).

Also in der Theorie ist das jedenfalls so.

Habe die R3 und R4 auch anders dimensioniert jetzt, sodass am -Eingang des OpAmps ein Potential von 12V anliegt.

mfg[/quote]

 

[patois]

3) Wie schon zuvor angedeutet, ist der IC3 in Sachen Versorgungsspannung falsch angeschlossen, und eine Beschaltung nur mit einem Spannungsteiler, macht keinen Sinn. Zudem gehört natürlich der Spannungsteiler an PLUS und MINUS der IC-Spannungsversorgung angeschlossen!

Greetz
Patois

Warum macht der Spannungteiler keinen Sinn?
Dieser soll ein Potential am invertierenden Eingang (-Eingang) erzeugen.
Wenn am +Eingang ein high-pegel vom NE555 (bei meiner jetzigen +15V Versorgung mit einem 7815) von ca. 12V ankommt, vergleicht der OpAmp das mit dem Potential am -Eingang des OpAmps.
Sind die 12V größer als mein Spannungsteilerpotential, steuert der OpAmp positiv aus (in höhe Betriebsspannung 24V).
Sind die 12 kleiner als mein Spannungsteilerpotential, steuert der OpAmp negativ aus (nach 0V).

Also in der Theorie ist das jedenfalls so.

Habe die R3 und R4 auch anders dimensioniert jetzt, sodass am -Eingang des OpAmps ein Potential von 12V anliegt.

mfg

Die Betonung liegt auf "nur" einen Spannungsteiler!

Der Ausgang des OpAmp läuft in die Betriebsspannungsgrenzen; dabei kann es zu Latch-Up Effekten kommen, welche bei der Simulation einer Impulskette zu Störungen führen könnten.

Habe über eine Periode von 2 Jahren mit OpAmps gearbeitet, aber niemals einen "offenen" (also unbeschalteten) OpAmp geplant. Vielleicht mal in der Literatur oder Internet über Latch-up bei OpAmps nachlesen.

Greetz
Patois

 

[hoola]

3) Wie schon zuvor angedeutet, ist der IC3 in Sachen Versorgungsspannung falsch angeschlossen, und eine Beschaltung nur mit einem Spannungsteiler, macht keinen Sinn. Zudem gehört natürlich der Spannungsteiler an PLUS und MINUS der IC-Spannungsversorgung angeschlossen!

Greetz
Patois

Warum macht der Spannungteiler keinen Sinn?
Dieser soll ein Potential am invertierenden Eingang (-Eingang) erzeugen.
Wenn am +Eingang ein high-pegel vom NE555 (bei meiner jetzigen +15V Versorgung mit einem 7815) von ca. 12V ankommt, vergleicht der OpAmp das mit dem Potential am -Eingang des OpAmps.
Sind die 12V größer als mein Spannungsteilerpotential, steuert der OpAmp positiv aus (in höhe Betriebsspannung 24V).
Sind die 12 kleiner als mein Spannungsteilerpotential, steuert der OpAmp negativ aus (nach 0V).

Also in der Theorie ist das jedenfalls so.

Habe die R3 und R4 auch anders dimensioniert jetzt, sodass am -Eingang des OpAmps ein Potential von 12V anliegt.

mfg

Die Betonung liegt auf "nur" einen Spannungsteiler!

Der Ausgang des OpAmp läuft in die Betriebsspannungsgrenzen; dabei kann es zu Latch-Up Effekten kommen, welche bei der Simulation einer Impulskette zu Störungen führen könnten.

Habe über eine Periode von 2 Jahren mit OpAmps gearbeitet, aber niemals einen "offenen" (also unbeschalteten) OpAmp geplant. Vielleicht mal in der Literatur oder Internet über Latch-up bei OpAmps nachlesen.

Greetz
Patois

Achso, man bei sowas hilft ja die ganze Theorie die man beim Studium beigebracht bekommt gar nichts.

Gut, dass es solche Foren mit Leuten gibt, die richtige Ahnung haben.

Aber was bedeutet denn das jetzt für meine Zwecke? Kann ich die Schaltung dann so vergessen oder wie sieht das aus? Könnte sie so funktionieren oder wird das eher nichts? Warscheinlich muss ich dann statt meines OpAmps doch einen anderen IC anschließen der keine Probleme macht.

Naja, nun hab ich erstma Feierabend.
mfg

 

[hicom]

[..]
Der Ausgang des OpAmp läuft in die Betriebsspannungsgrenzen;
[..]
Greetz
Patois

..was soll ein OP als Komparator auch anderes machen?