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Das Elektroniker-Forum • Thema anzeigen - Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Du hast eine Interessante Schaltung für den Modellbau entworfen? Das gehört hier hinein.

Moderator: dussel07

Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon DerPaddle » 12.11.2012, 18:35

Hallo Forum,

ich melde mich nach langer Bastelpause nun auch mal wieder.

Ich möchte/bin dabei eine Schaltung zu entwerfen, die mir ein PPM Signal von meinem Modellbauempfänger in ein Digitales Signal (An oder aus) umwandelt.
Das PPM Signal kommt vom 3. Kanal der Funke und hat bei Schalter an eine Länge von 2ms und bei Schalter aus eine Länge von 1,5ms (gemessen mit Soundcard Oszi).

Nun habe ich mir da schon eine nette kleine Schaltung zusammengedacht, die auf dem Steckbrettaufbau auch schon annähernd funktioniert.

servoschalter.png
servoschalter.png (6.54 KiB) 15485-mal betrachtet


Begründung/Erklärung:
Wenn das Signal (JP1) auf Low liegt, steuert der Q1 (PNP) durch und der Kondensator C1 wird über R2 geladen.
Wenn nun das Signal auf High wechselt, dann sperrt Q1 und der Kondensator entlädt sich über das Poti R6. Dieses ist in etwa auf 16 kOhm eingestellt.
Theoretisch braucht also der C1 1,6 mSekunden um auf 37% entladen zu sein.
Wenn nun also das Signal vom Empänger über 1,6 ms lang ist, dann sinkt die Spannung am C1 unter 1/3 Ub und das (retriggerbare) Monoflop wird geschaltet.
Ist es unter 1,6 ms lang, dann sinkt die Spannung nicht unter die 1/3 Ub und der Kondensator wird wieder beim Low signal geladen.

Soweit meine Theorie, nun zum Problem:
Durch Abstimmung am Poti klappt das auch einigermaßen, nur bekomme ich es nicht so eingestellt, dass die Signale eindeutig sind, das heißt bei einem High signal hat die Led am Ausgang trotzdem aussetzer und bei einem Low Signal leuchtet sie zwischendurch auf.

Könnt ihr mir vielleicht weiterhelfen, wie ich diese "Hysterese" vergrößern kann? Oder ist meine Schaltung so völlig Mist? Hat mich bisher einiges an Hirnschmalz gekostet.

Gruß Patrick

P.S.: Ich weiß, dass es auch fertige Schaltungen/Schaltpläne dazu im Netz gibt, aber mir geht es auch hauptsächlich darum, mir eine Schaltung selbstständig und begründet "zu erarbeiten" ;)
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 12.11.2012, 19:40

Was hältst du davon?

Bei Beginn des Servo-Impulses beginnt ein Monoflop zu laufen. ... Zeitdauer zwischen 1,5 ms und 2,0 ms wo du eben die Grenze setzt... Wenn dieses abgelaufen ist, wird durch die fallende Flanke des Monoflops ein D-Flip Flop Takt bedient. Am Dateneingang des D-FF liegt der Servo-Puls an. Ist er noch High weil die Pulszeit 2ms ist, wird High an den Ausgang weitergegeben ansonsten wenn der Puls 1,5ms war Low. (oder eben umgekehrt :wink: )

Ändern tut sich das Signal immer nach dem nächsten Servo-Puls. Wenn keiner mehr kommt bleibt es ewig.
Wenn du das nicht willst dann brauchst du eine Abschaltlogik zB. 100ms nach dem letzten Servo-Puls. Ist ein weiteres Monoflop und ein paar Gatter.

Gegebenenfalls invertierst den Servo-Puls sodass er Low ist (falls das nicht eh der Fall ist) denn die meisten Dinger schaun auf fallende Flanken. :wink:
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon DerPaddle » 12.11.2012, 19:55

Okay, das hört sich um einiges einfacher an ;)

Aber trotzdem interessiert mich noch, wo bei meiner Schaltung die Störquellen liegen könnten. Liegt es vielleicht daran, dass nicht jeder Entladungszyklus des Kondensators gleich verläuft oder was könnte das sein?
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 12.11.2012, 20:01

Ich weiß jetzt nicht, wie die Wiederholrate des Servo-Pulses ist und wie exakt diese eingehalten wird. So analoge Sachen sind oft recht Haarig. Ich kanns so auf die "Entfernung" nicht abschätzen.

Aber heb dir das Problem auf und löse es dann wenn du mehr Messmittel und Knowhow hast.

Du könntest es auch mit LTspice simulieren. Da musst dich aber erst langwierig einarbeiten. :wink:
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon DerPaddle » 12.11.2012, 20:10

Gut, werde mir den Rat zu Herzen nehmen und die Schaltung erstmal bei Seite legen, Schaltplan ist ja gespeichert.

Sofern ich alle Bauteile da habe, versuch ich morgen mal deine Idee umzusetzen, in der Hoffnung, ich bekomme ein saubereres Ergebnis ;)

Danke soweit erstmal
Gruß Patrick ;)
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 12.11.2012, 20:17

Drück dir die Daumen :wink:

Ich denk, die Schaltung lässt sich ganz gut mit einem SC-Scope überprüfen. 8)
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon DerPaddle » 14.11.2012, 17:27

Habe es mal nach deinem Vorschlag versucht, allerdings ohne Erfolg.
Habe mit dem SC Scope die Impulslänge vom Monoflop nachgemessen und sie so eingestellt, dass sie zwischen den Impulslängen des An und des Aussignals der Funke liegt (auch nochmal nachgemessen).

Rein logisch durchdacht müsste die Schaltung also funktionieren, tut sie aber seltsamerweise nicht. Das Monoflop arbeitet, wurde ja mit Scope gemessen und Triggert auch das Flipflop, habe ich daran gesehen, dass ich das Datensignal mal auf +5V oder GND gelegt habe.

Hab ich vielleicht irgendwo einen Denkfehler in der Schaltung? Der erste Transistor invertiert den High impuls vom Empfänger, damit der Monoflop getriggert wird (benötigt Impuls <1/3 Ub).
Mit dem zweiten Transistor invertiere ich den Monoflopimpuls, da das Flipflop bei steigender Flanke auslöst und die steigende Flanke soll ja erst enstehen, wenn das Monoflop wieder in den stabilen Zustand wechselt.

Vielleicht sieht ja einer noch was? :?
servoschalter2.png
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Gruß Patrick
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 14.11.2012, 17:43

Hast du bei deinem SC-Scope auch den 2. Kanal verfügbar? Dann schau dir an wie T und D Signal am D-FF zeitlich zueinander liegen.

Trigger aud T Signal und mit dem Servo-Signal herumkkurven.

An der Schaltung hab ich auf die Schnelle nix gesehen was nicht passt.
Das Pot mit 15k ? sind die 15k der errechnete wert ? vermutlich hast du ein 25k Pot drinnen oder?

Edit:
Welches SC-Scope verwendest du?
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon DerPaddle » 14.11.2012, 18:09

Ja, das ist der errechnete Wert, das Poti ist natürlich ein 25k.

Die Idee mit den versetzten Signalen hatte ich auch schon, aber mein SC oszi funktioniert seltsamerweise nicht mehr, vermutlich ist die Innenschaltung der Usbsoundkarte kaputt gegangen. Allerdings ziemlich skuril:
Mit Mikrofon angeschlossen zeigt das Programm (Soundcard Oszillograph) je nach Mikrofonbeschallung etwas an. Nehme ich statt des Mikrofones ein klinkenkabel, das zu meiner Schutzschaltung geht (2 Dioden antiparalell vom Signal gegen Masse, dann Spannungsteiler) und will damit etwas messen, dann wird nichts angezeigt.
Berühre ich den Klinkenstecker sieht man ein leichtes (wahrscheinlich normales) 50Hz Sinussignal.

Das skurile ist jetzt aber, wenn nur die GND verbunden sind, und ich fasse mit meinem Finger die Signalleitung vom Servo an, dann sehe ich das Signal als kleine Spikes im Programm, obwohl der Kanal von der Soundkarte im Freien liegt.

Das Oszi hat allerdings mal mit genau der selben Schutzschaltung, also mit genau gleichen Verhältnissen funktioniert...
Hab mal ein Foto davon angehängt
scope.jpg
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 14.11.2012, 18:28

Hast du auch einen Leitungseingang? oder lässt sich der Mic Eingang umschalten?

Ist nur so eine Idee, woran es liegen könnte:
Bei einem Mikrofoneingang einer Soundkarte kommt Spannung heraus. (Diese Spannung wird von der Elektretkapsel gebraucht.) Die Spannung kommt über einen Pullupwiderstand von ca. 10 bis 30 k daher. Der Strom fliesst durch eine der beiden Schutzdioden und die Diode leitet. Es beginnt der differentielle Widerstand der Diode deinen Spannungsteiler zu beeinflussen. (die Diode wirkt dann wie ein Kurzschluss)
Schalte einen Kondensator in die Leitung zur SC, sodass der DC-Strom nicht mehr über die Diode fliessen kann.

Außerdem sind Mic Eingänge oft Mono und teilen nur auf 2 Kanäle auf.


Hast du einen Schaltplan deiner Schutzschaltung? Bitte reinstellen.

Du verwendest das Zeitnitz Scope?
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon topas » 14.11.2012, 18:38

Sind die Impulse aus dem Empfänger auch CMOS-tauglich? Sonst mal den D-Eingang vom Flip-Flop mit dem Kollektor von Q1 verbinden und statt des Q-Ausgangs vom Flip-Flop den /Q-Ausgang verwenden.
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 14.11.2012, 18:42

Papalapap! :wink:
Der LED-Vorwiderstand mit 100k ist der wahre Grund :mrgreen:
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon topas » 14.11.2012, 18:47

Die Bastelzimmerbeleuchtung sollte nicht zu hell gewählt werden :D . Ein Restlichtverstärker könnte gute Dienste leisten.
Kollektorwiderstände, die 10 mal so gross sind wie die Basiswiderstände, sind mir auch nicht geheuer.
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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon alterhase » 14.11.2012, 18:49

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Re: Schaltung um Servosignal in Schaltimpuls zu wandeln

Beitragvon DerPaddle » 14.11.2012, 18:52

Die Impulse sollten CMOS tauglich sein, vom Empfänger kommen 6V, das hab ich gerade auch nochmal nachgemessen.
Die Variante mit dem Kollektor von Q1 und dem Invertierenden Ausgang brachte das gleiche Ergebnis.

Die 100k Vorwiderstand sind natürlich nur ein Fehler im Schaltplan, in der Schaltung sinds natürlich nur 470 ;)

Das mit dem Oszi hat geklappt, hat allerdings - wie vermutet - nur mono.
Vielleicht finde ich jemanden mit einem Oszi in meinem Bekanntenkreis, dann könnte ich das überprüfen, so bleiben mir jetzt aber erstmal meine recht bescheidenen Messhilfen ;)
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