Dauerkalender

Einschaltverzögerung mit CD74HCT193E

In dem Versuch konstruieren wir eine Schaltung mit Einschaltverzögerung, die sehr genau eingestellt werden kann. Für die verlässliche Zeiteinstellung sorgt hier ein Uhrenquarz mit einem Zähler. Durch entsprechende Teilung der Ausgangsfrequenz des Uhrenquarzes kann die gewünschte Zeitbasis für die Schaltung festgelegt werden. In dem Beispiel taktet das Zeitsignal mit 2Hz. Damit lässt sich eine Zeitverzögerung mit einer Genauigkeit von +/-500 ms einstellen.
Die Schaltung besteht aus drei Teilen. In dem ersten Teil wird das Taktsignal generiert. Die zuständigen Bauteile in dem Teil der Schaltung sind der Uhrenquarz und der Zähler CD4060BE.
In dem zweiten Teil, dem Hauptteil, werden die ankommenden Impulse von dem Hauptzähler CD74HCT193E registriert und ausgewertet. Mit jedem Impuls wird der aktuelle Zählerstand dekrementiert. Beim Erreichen des Null-Wertes wird ein Signal zum dritten Teil der Schaltung gesendet.
In dem dritten Teil wird schließlich ein Relais angesteuert. Die Steuerung des Relais, das in der Schaltung zusammen mit einer Leuchtdiode als Endabnehmer fungiert, übernehmen ein Gatter-Baustein und ein Transistor.

Taktsignal

Das Generieren eines Taktsignals mit einem Uhrenquarz und dem Zähler CD4060BE haben wir mit der Schaltung „Sekunden-Taktgeber“ ausprobiert. Diesmal kommt als Frequenzteiler nur ein Zähler CD4060BE zum Einsatz. In unserer Schaltung verwenden wir seine Zählstufe 16384 (Ausgang Q14, Pin 3). Da der Uhrenquarz mit 32768 Hz taktet, ergibt sich daraus eine Endfrequenz von f = 32768 / 16384 = 2 Hz. Um den Takt zu visualisieren, wird in der Testschaltung an den Ausgang des Zählers eine rote Leuchtdiode (D8) angeschlossen. Die Seite mit „Sekunden-Taktgeber“:

Die Schaltung

Die Hauptrolle in der Schaltung spielt der Zähler CD74HCT193E. Es handelt sich hier um einen Auf- und Abwärtszähler. Es ist ein 4-Bit-Zähler, der uns auch die Möglichkeit, den Startwert über digitale Eingänge einzustellen, zur Verfügung stellt. Diese Alternative nutzen wir und pflegen für diese Aufgabe vier Schalter in die Schaltung ein. Mit diesen Schaltern (S1 bis S4) wird dual der Startwert, der schließlich die Zeitverzögerung bestimmt, eingestellt. Mit vier Leuchtdioden (D1 bis D4) wird der aktuelle Zählerwert visualisiert. Das Einschalten und Ausschalten der Schaltung wird mit dem Schalter S5 realisiert.

Schaltplan

Solange der Schalter nicht betätigt wird, wird der Eingang PL (Pin 11) über das NOT-Gatter Nr.6 (Pin 12-13) des Logikbausteins SN7414N auf LOW gehalten. Dadurch ist die Eingabe des Startwertes über die vier Schalter S1-S4 möglich. Die Eingabe erfolgt dual. In dem Beispiel beträgt die maximale Zeitverzögerung:

15 * 500 ms = 7,5 sek.

Nach dem Start mit dem Schalter S5 geht der Eingang PL, da der Eingang des NOT-Gatters Nr. 6 auf Masse gezogen wird, auf HIGH. Weitere Eingaben sind nicht mehr möglich. Der Zähler startet und der Zählerwert wird solange dekrementiert, bis er den Wert Null erreicht.

In dem Moment wird der Ausgang TCD (Pin 13) aktiviert und ändert seinen Zustand von HIGH auf LOW. Mit dem ersten NOT-Gatter des Logikbausteins SN7414N wird das Signal invertiert. Mit ihm werden gleichzeitig der Transistor und der Reset-Eingang des Zählers CD4060BE angesteuert. Das Relais wird eingeschaltet und der Taktgeber angehalten. Die Schaltung verharrt in dem Zustand, bis sie wieder ausgeschaltet wird.
Das zeitlich verzögerte Ausgangssignal steht praktisch als LOW- (SN7414N Pin 1) und HIGH-Signal (SN7414N Pin 2) gleichzeitig zur Verfügung. Es kann zum Ansteuern einer weiteren Schaltung dienen. In dem Beispiel wird mit dem HIGH-Signal ein Transistor, der ein Relais schaltet, angesteuert.

Testschaltung

Kurzvideo

Kurzvideo

Weitere Themen: