Diagramm 1 |
Beschreibung des Problems: Bei der Betätigung eines Schalters kommt es dazu, dass der Kontakt noch mehrmals hin und her springt (er prellt), wie ein Ball den man fallen lässt und der dann noch mehrmals wieder hochspringt, bis er dann irgendwann liegen bleibt. In dem Diagramm 1 sieht man welche Auswirkungen dieses Prellen der Kontakte hat, denn der Strom fließt nur dann, wenn die Kontakte geschlossen sind. Wenn die Kontakte wieder auseinander sind fließt der Strom nicht mehr. Der Strom fließt erst konstant wenn die beiden Kontakte ruhig auf einander liegen. Bei einem Counter würde dieses Prellen zu einem höheren Ergebnis führen.
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Bild 1 Bild 2 |
Wahrheitstabelle eines NAND-Gatters Die Tabelle zeigt, welche Belegung der Eingänge nötig ist, um den Ausgang mit H(igh) oder L(ow) zu belegen.
Legende: E1 = Eingang 1; E2 = Eingang 2; Q = Ausgang Ein Beispiel zum Entprellen ist die Variante, das Prellen mit Hilfe eines RS Flip-Flops zu unterdrücken (Bild 1und 2). Dazu kann man diese Schaltung in Bild 1und 2. Beschreibung der Funktion: Bild 1: Der Eingang 1 vom NAND1 ist durch die Masse auf L (Low) geschaltet, der Eingang 2 wird durch das Ausgangssignal von dem NAND 2 (Kontakt 6) auch mit L belegt. Denn die Eingangssignale vom NAND 2 (Kontakte 4 und 5) sind durch den Widerstand mit H (High) geschaltet, dadurch ist das Ausgangssignal auf L durch das NotAND geschaltet und dieser Ausgang ist dann L. Bei dem NAND 1 ist das Ausgangssignal H und so ist Q1 eingeschaltet und das Ausgangssignal bei NAND 2 ist L dadurch ist Q2 ausgeschaltet. Bild 2: Wenn man jetzt den Schalter (S1) betätigt, wird durch die Masse das Eingangssignal von dem Kontakt 5 auf L gesetzt und das Ausgangssignal wechselt auf H. Dadurch das die Masse nicht mehr mit dem anderen Widerstand verbunden ist wird das Eingangssignal des Kontaktes 1 auf H gesetzt. Der Kontakt 2 bekommt durch das Ausgangssignal des NAND 2 auch eine H Belegung, dadurch wird das Ausgangssignal vom NAND 1 auf L gesetzt. Der Kontakt 4 bekommt von dem Ausgang des NAND 1 die L Belegung und der Ausgang von NAND 2 ist dann H, so ist Q2 eingeschaltet und Q1 ausgeschaltet. |
Diagramm 2 |
Die Auswirkung, welche diese Schaltung auf den Stromfluss hat, ist im Diagramm 2 zu sehen. Der Strom fließt gleich konstant nach dem Umschalten von S1, die Schaltkontakte prellen nicht mehr.
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Layout 1 Legende Layout 1: grüne Linien = Leiterbahnen, grüne Punkte = Lötaugen (Lötpunkte), rote Abbildungen sind Bauteile oder Beschriftungen, Q1, Q2 = Ausgänge Der IC-7400
Bild 3 Der Aufbau einer LED
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Lösung des
Problems: Die folgende Schaltung ist anhand der oberen Schaltpläne (Bild 1 und 2) von mir entwickelt wurden und mithilfe einer LED auf richtige Funktion hin überprüft wurden. Für die Schaltung zum Entprellen werden folgende Materialien benötigt: 1 Lochrasterplatine (ca. 35mm x 35mm), 2 Widerstände R1 und R2 mit je 4,7kΩ, 1 Widerstand R3 mit 270Ω (zur Überprüfung), 1 LED (zur Überprüfung), 1 Umschalter, 1 IC 7400 mit IC-Sockel, dünner Kupferdraht für die Leiterbahnen, 1 schwarzes Kupferlitzenkabel (180mm lang für die Masse) und 1 rotes Kupferlitzenkabel (180mm lang für die Stromzufuhr), 3 Kupferlitzenkabel für den Umschalter (drei verschiedene Farben) Bestückungsliste mit Preisen und Bestellnummer von Reichelt Elektronik:
Werkzeug: Lötkolben, Lötzinn, Biegelehre, Seitenschneider, Flachzange, Abisolierzange Zusammenbau: Die Bauteile sind auf der Oberseite (Bestückungsseite [Kupfer freie Seite]) zusetzen, die Verlötungen der Bauteile und die Verlegung und die Leiterbahnen sind auf der Unterseite (Kupferseite) zu machen.
Wenn man das ausgeführt hat ist die Schaltung soweit fertig, man muss nur noch den IC in den IC-Sockel stecken. Die Einbuchtungen des Sockels und die des IC müssen übereinstimmen. |
Die fertige Platine soll ungefähr so zum Schluss aussehen: |
4. Überprüfung:
Wenn alles richtig ist, leuchte die LED und wenn die LED nicht leuchtet, muss man den Umschalter betätigen und dann sollte sie spätesten leuchten. Die LED darf nur in der einen Stellung des Umschalters leuchten und nicht auch noch wenn man den Umschalter betätigt.. Wenn die LED dann immer noch nicht leuchtet dann liegt entweder ein Fehler in der Platine vor oder die LED ist defekt oder der Umschalter ist defekt.
Wenn ein Fehler
vorliegt, dann sollte man als Erstes mit Hilfe eines Voltmeters die
Verbindungen auf der Platine überprüfen, ob an den Stellen wo eine
Spannung anliegen soll auch wirklich eine Spannung anliegt und wenn
keine Spannung anliegt hat man einen möglichen Fehler gefunden. Den
sollte man beheben und dann noch mal die Platine an das Labornetzgerät
anschließen und schauen ob es dann funktioniert, wenn immer noch nicht
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prüft man die Verbindung weiter. Wenn dann nichts mehr gefunden wird,
bei den Verbindungen, dann tauscht man den IC aus gegen einen anderen IC
7400 aus und testet die Platine am Labornetzgerät. Wenn immer noch
nichts geschieht wird die LED ausgetauscht. Und wenn immer noch nichts
passiert dann wird am Umschalter gemessen und im Fehlerfall ausgewechselt.
Nun sind die möglichen Fehlerquellen behoben und die LED
sollte leuchten. |