In
SB 1
ist der allerwelts
Timer-IC NE 555 verwendest. Wobei er einmal als
Astabile Variante geschaltet ist und
arbeitet als Taktgeber, der den Impuls ständig wiederholt. Die
Periodendauer setzt sich aus der Summe des negativen (t1) und positiven
(t2) = Periodenzeit (T) zusammen.
T = t1 + t2 = 0,7*(Ra + 2*Rb)*C Zur
besseren Zuordnung der Widerstände sind
diese farbig auch im Plan dargestellt.
Auch kann wie in Bild 1
erkennbar den ersten NE 555 , der den Intervall bildet, variabel mit
einem Poti machen.
Der negative Impuls triggert den als
Mono
geschalteten NE 555, der den positiven Servoimpuls erstellt.
t = 1,1*R*C. Die
Zeikonstante ist durch die Schalthysterese etwas größer als
sie sich allgemein aus R*C
rechnerisch ergibt.
.
Die Werte der Widerstände und
Kondensatoren sind mit einem
Oszilloskope angepasst worden, da die nach der Aplikation
berechneten
um einiges daneben lagen. Vermutlich durch die geringe Betriebsspannung
für das TimerIC und die Toleranzen der Bauteile. Also nicht
alles geht
wie berechnet in der Praxis.
Bild 1
In Bild 1 sind die über
20-jährigen Gebrauchsspuren gut erkennbar. In diesem Tester ist
die Stromquelle extern,
denn damals
gab es noch keine
NiMH-Zellen, die eine geringe Selbstentladung hatten. Die Skalen habe
ich mit Zeichentusche handschriftlich erstellt und mit Klarlack alles
überlackiert.
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Hier
meine neue Version mit den TimerICs
SB
2
Auch hier habe ich die Werte nach der
Inbetriebnahme den Werten der E12er Reihe angeglichen.
Die Zeiten
sind denen der
Messungen entsprechend im SB 2 eingebracht.
Bild 2 Bild 3 Wie in
beiden Bildern, ist das
Gerät komplett
mit den Bauteilen und Akku´s in einem Kunststoffgehäuse 70 x
50 x 25mm
eingebaut. Die Öffnung für die Ladebuchse befindet sich auf
der Rückseite.
Die Stromaufnahme ohne Servo liegt etwas unter 10 mA.
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In
SB 3,
als in den 70/80er Jahren des vorigen
Jahrhunderts immer mehr die fast leistungslose CMOS-Technik im
digitalen Bereich, die TTL-Logik in vielen Bereichen ablöste
und ich berufsmäßig damit zu tun hatte, habe ich oft
aus Sicherheitsgründen, anstatt des
4011 eine Schmittdriggerversion
4093 oder
4584 (6 Schmittdrigger-Inverter)
verwendet.
So ist auch dieser Servotester entstanden, wo ich die Eingänge der
4 NAND´s als Inverter miteinander verbunden habe. Zur Kontrolle
habe ich den ersten Inverter als Taktgenerator geschaltet, der
die LED in einem Takt von etwa 5 Herz ansteuert.
Der Servoimpuls wird zusammen mit der Widerstandsänderung des
Potis
und dem 22nF Kondensator von <0,8ms bis >2,2ms gebildet. Ich habe
bewusst einen etwas größeren Impulsbereich
gewählt und die Bereiche 1; 1,5; 2 ms am Potiausschlag
markiert. Werden die Werte der Zeitgebenden Widerstände und
Kondensatoren eingehalten, müssten die gleichen Zeiten
herauskommen, Mit dem 10k Trimmer wird der Impuls auf im untersten
Bereich auf 0,8 ms eingestellt. Ist kein Oszilloscope vorhanden, kann
man auch mit einem Servo den Abgleich machen.
Durch den Schmidtdrigger ist das Signal sehr exakt und durch die
Parallelschaltung der beiden Inverter auch hoch belastbar.
Da die IC´s im unteren Grenzbereich von 5 V und darunter
betrieben werden, möchte ich noch folgenden Hinweis geben:
Es können die Zeiten eine etwas geringere haben, als
die
errechneten. (> 3%), sowie bei größeren
Spannungsdifferenzen der Versorgungsspannungen
(vollem oder leeren Akkupack)
kann
eine geringe Abweichungvon von etwa 2% sich einstellen, was aber
kaum bemerkbar ist.
Empfehlenswert ist, wie bereits angedeutet, die Zeiten von
1ms; 1,5ms;
2ms am Potiausschlag zu markieren. Die Zwischenwerte sind dann
besser
interpolierbar. Ich habe mir 3mm gelbe LEDs in diese Punkte eingebaut,
die wechselweise (Test-EIN, 1,5ms ---- 1ms, 2ms) in einem Takt von etwa
5 Hz blinken. Das Blinken ist besser bei sehr hellem Licht
erkennbar.
Die Taktfrequenz ändert sich mit der Last am Gatter. Ich habe zur
Strombegrenzung einen Widerstand von 47 Ohm eingebaut, der den Strom
auf 3 ... 5mA begrenzt. Die Blinkzeiten verlängern sich mit der
Belastung des
Gatters (Taktfrequenz wird kleiner, je höher die Belastung.).
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zwei Servotester habe ich mir mit einer noch etwas anderen, etwas
überholten Schaltung
gebaut.
Hierbei habe ich bewusst auf den paralellen
Abgleichwiderstand am Poti verzichtet,
der die Zeitscala verzerrt.
SB
4
In SB 4 ist erkennbar,
dass man die Widerstands- und Kondensatorwerte ändern kann, ohne
die Zeiten des Impulses oder des Intervalls zu ändern, wenn die
Berechnung der Zeitwerte ein gleiches Resultat ergeben. So kann
auch ein jeder eine andere oder für sich bessere Anpassung
mit schon vorhandenen Bauteilen machen.
Hier habe ich den sechsfach Schmittdriggerinverter CD 4584 verwendet.
Der Clou dieser Schaltung mit den 6 Schmittdriggerinvertern
ist,
dass man auch bei hellem Licht die Markierungspunkte (1; 1,5; 2s) durch
das Blinken der LEDs besser erkennen kann.
Die Strombegrenzung erbringen die beiden als Treiber parallel
geschalteten Inverter. Sie blinken auch noch bei 3,5 V, dieses
aber schwächer. Deshalb
sollte man schon die Akkuspannung an einem Lader prüfen und wenn
erforderlich laden.. (siehe obige Beschreibung)
Auch kann je nach belieben, auf den Einbau von Akkus
verzichtet werden
und eine entsprechende Steckverbindung oder Kabel mit Stecker einbauen.
Ebenso können auf die LEDs verzichtet werden. Nur sollte bei einer
externen Stromversorgung auf eine Verpolung geachten werden. Auch
bietet sich
dann zur Sicherheit eine Schutzdiode in die Zuleitung ein zu bauen an.
Bild 4
Bild 5
Im November 2008 Günther Hg