LED Wechselblinker mit NAND

[Masteraah]

Auch mit 2 NAND Gattern kann meine einen Wechselblinker erstellen, siehe Schaltplan:

Nand_Blinker1.jpg (48.54 KiB) 2882 mal betrachtet

Nand_Blinker1.jpg (48.54 KiB) 2882 mal betrachtet

Interessant, die Schaltung benötigt keinerlei weitere Stromversorgung, es reicht, die NAND-Gatter (in diesem Fall das IC) an die Spannung anzuschließen. Man erhält eine sehr gleichmäßige Blinkfrequenz, die sich auch durch verändern von RC variieren lässt.

Ich habe versucht, daraus einen Tongenerator zu bauen, indem ich die 100µF Kondensatoren mit 100nF Kondensatoren ausgetauscht habe. Funktioniert, allerdings bekommt man keinen sehr klaren Ton, sondern nur eine Art Rauschen... Auf dem Oszilloskop sieht man, dass die Schwingung (ca1700Hz) auch sehr unregelmäßig ist, was wohl das Rauschen bedingt...

Nand_Blinker2.jpg (253.76 KiB) 2882 mal betrachtet

Nand_Blinker2.jpg (253.76 KiB) 2882 mal betrachtet

Ist das typisch für NAND-Gatter?

Andreas

[wolfgang]

Hallo Andreas,

da du keine Angaben zu dem verwendeten IC machst, kann ich nur vermuten. Grundsätzlich sollten die Eingänge von digitalen Gattern nur mit Spannung oder Masse belegt werden. Zwischen diesen beiden Werten gibt es einen unzulässigen Bereich, der außerhalb der Spezifikation liegt. Durch die R/C-Beschaltung liegen die Eingangsspannungen zu bestimmten Zeiten aber genau in diesem unzulässigen Bereich. Das kann dann unter Umständen zu den von dir gemessenen Verhalten führen. Verwende mal den IC 4093. Der hat ebenfalls vier NAND-Gatter, aber mit Schmitt-Trigger-Eingängen. Die verkraften auch Zwischenwerte an den Eingängen.

Gruß
Wolfgang

[Masteraah]

Ich verwende IC CD4011BE... Mal sehen, ob ich den von dir genannten IC auftreiben kann...

[Frankje]

Hallo Andreas,

Was für eine schöne elektronische Schaltung hast du da!
Was mir an diesem auffällt, ist die Tatsache, dass Sie einen klassischen astabilen Multivibrator mit Nand-Ports bauen.
Die Tatsache, dass Sie eine verzerrte Ausgabe erhalten, kann daran liegen.

Schauen Sie hier https://www.rigert.com/ee-forum/viewto ... =2428reken
Ich habe 2 astable Multivibratoren in der elektronischen Würfelschaltung verwendet.
Sie sind unterschiedlich strukturiert, vielleicht können Sie es versuchen.

Sie sollten nicht vergessen, dass sich CMOS-Logikgatter ganz anders verhalten als Bipolartransistoren.

Ich nehme an, Sie haben die Schaltung mit dem neuen Busch-Modul „Nand Gates“ gebaut?
Haben Sie die 2 Drehbrücken auf der Leiterplatte nicht vergessen?

Mit vielen Grüßen

[Masteraah]

ich verwende die NAND-Modukle von Frank, die Drahtbrücken sind drin (gerade noch einmal geprüft...)

Ich habe im Internet mal gesucht und diese Schaltung gefunden und nachgebaut:

Nand_Blinker3.jpg (19.51 KiB) 2827 mal betrachtet

Nand_Blinker3.jpg (19.51 KiB) 2827 mal betrachtet

Funktioniert, aber auch hier hört sich der Ton rauh und verrauscht an. Allerdings ist er etwas besser als in der ersten Schaltung, möglicherweise weil weniger Wiederstände/Kondensatoren in der Schaltung sind... Hier das Bild vom Oszilloskop:

Nand_Blinker4.jpg (254.37 KiB) 2827 mal betrachtet

Nand_Blinker4.jpg (254.37 KiB) 2827 mal betrachtet

Mein Fazit:
Die beiden Schaltungen funktionieren schon, aber die erzeugten Schwingungen sind halt keine reinen Sinus-Schwingungen, daher der unklare Ton. Ich vermute wie Frank, dass das an dem IC liegt, auch in der Beschreibung zu der Schaltung oben wurde etwas in dieser Richtung gesagt (Zitat: "Die Schaltung mit den NAND-Bausteinen schwingt. Sie steuert den Transistor allerdings mit Rechteckwellen an. Daher klingt der Ton aus dem Lausprecher eher rau und knatternd.")

Andreas

[Helferlein]

Hallo zusammen,

bevor es Verwirrung gibt. Frankje meint bestimmt "Drahtbrücken" statt "Drehbrücken". Wie ich ihn kenne ist er bestimmt nicht böse, wenn man einmal nachfragt. Nicht wahr Frankje ? ;-). Ansonsten tolle Schaltung! Ich besitze ja auch Frankjes neue BUSCH-Module und muss die Schaltung einmal nachbauen.

Es grüßt vom Rhein
das Helferlein

[Frankje]

Hallo Andreas,

Haben Sie sich auch die Schaltung des von mir erwähnten Würfels angesehen?
Darin sehen Sie 2 dieser Schaltkreise, 1 auf einer niedrigen Frequenz und 1 auf einer höheren Frequenz.
Sie liefern beide einen ordentlichen Spannungsblock.

Dieser Oszillatortyp erzeugt eine Rechteckspannung und keine Sinuswelle, wie Sie angenommen haben.
Was mir an Ihrer Schaltung auffällt, ist die niederohmige Last am CMOS 4011 Nand-Gate, die die Transistorstufe übersteuert.
Zusammen mit der induktiven Last (Lautsprecher) erhalten Sie die Verzerrung, die Sie auf Ihrem Oszilloskop beobachtet haben.

Ich baute die Schaltung auf einer Busch-Montageplatte und ließ die induktive Last weg.
Das Oszilloskop zeigt eine saubere Blockspannung von ca. 568 Hz.

Möchten Sie diese Schaltung ausprobieren?

und tatsächlich mussten sie Drahtbrücken sein

Viele Grüße,
Frank

image.jpg (724.1 KiB) 2823 mal betrachtet

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[Frankje]

Hallo alle,

Ich habe einige kleine Experimente mit dem von Andreas vorgeschlagenen kleinen Audioverstärker durchgeführt.
Der Klasse-A-Verstärker ist für die Verstärkung einer Rechteckwelle nicht genau.
Es wäre besser, einen Verstärker der Klasse B zu verwenden, da dieser die positiven und negativen Wellen verarbeiten kann.
Ich werde später in einem anderen Experiment darauf zurückkommen.

Versuchen wir zunächst, die A-Klasse zu testen.

Ich habe nach dem Oszillator ein Nand-Gatter als Ausgangspuffer hinzugefügt.
Ich habe die 10k in 100k geändert.
Ich habe den großen Kollektorstrom reduziert, indem ich 220 Ohm in 1k geändert habe.

Wenn wir unser Oszilloskop auf den Collector stellen, sehen wir eine sehr schöne Rechteckwelle.
Wenn wir das Oszilloskop auf den Emitter stellen, sehen wir bei jedem Übergang von L nach H oder von H nach L eine viel kleinere Rechteckwelle mit kleinen Spitzen.
Diese kommen von der Induktivität der Lautsprecherspule.
Wenn das Magnetfeld in der Spule zusammenbricht, wird eine Spannung induziert und der Rechteckwelle überlagert.
Versuchen Sie dies, indem Sie den Lautsprecher durch einen 10-Ohm-Widerstand ersetzen. Die überlagerten Spitzen sind weg!

Hier einige Bilder:

image.jpg (765.56 KiB) 2802 mal betrachtet

image.jpg (765.56 KiB) 2802 mal betrachtet

image.jpg (643.27 KiB) 2802 mal betrachtet

image.jpg (643.27 KiB) 2802 mal betrachtet

[Masteraah]

Hallo Allerseits,
das sind tolle Informationen, Danke! Werde die Schaltung auf jeden Fall nachbauen.

In der Zwischenzeit habe ich den Vorschlag von Wolfgang aufgegriffen und mir ein NAND mit Schmitt-Trigger besorgt und ausprobiert. Ich habe den Schiebeschalter genutzt um direkt zwischen dem normalen NAND und dem Schmitt-Trigger NAND umschalten zu können. Ergebnis: Das Schmitt-Trigger NAND klingt etwas anders/besser, aber auch nicht wirklich gut... d.h. daran liegt es nicht, eher wohl an den von Frank oben aufgeführten Gründen. Hier die beiden Bilder vom Scope:

NAND6.jpg (260 KiB) 2767 mal betrachtet

NAND6.jpg (260 KiB) 2767 mal betrachtet

NAND4.jpg (260.96 KiB) 2767 mal betrachtet

NAND4.jpg (260.96 KiB) 2767 mal betrachtet

Was mir auch aufgefallen ist. Die Frequenz ist alles andere als stabil, geht ständig um mehrere 100Hz rauf und runter....

Ich melde mich hier wieder, wenn ich Franks Schaltung nachgebaut habe.
Andreas

[Masteraah]

Hallo,
habe Franks Schaltung (die erste oben) nachgebaut. Hier das Bild von meinem Scope:

NAND9.jpg (313.09 KiB) 2746 mal betrachtet

NAND9.jpg (313.09 KiB) 2746 mal betrachtet

Wie man sieht ist es zwar schon deutlich besser als vorher, aber auch noch deutlich schlechter als Franks Bild... Ich habe daraufhin alle Teile ausgetauscht, keine Verbesserung. Dann kam der Geistesblitz: Das einzige Teil, das ich nicht ausgetauscht hatte, war meine Stromquelle.... Ich habe ein Netzteil verwendet, keine Batterie... Also 9V Batterie angeklemmt, und siehe da: Es funktioniert:

Nand10.jpg (255.07 KiB) 2746 mal betrachtet

Nand10.jpg (255.07 KiB) 2746 mal betrachtet

Offensichtlich erzeugt mein Netzteil keine echte Gleichspannung. Ich frage mich, inwieweit dies auch meine Röhrenexperimente beeinflusst hat...

Nand11.jpg (279.01 KiB) 2746 mal betrachtet

Nand11.jpg (279.01 KiB) 2746 mal betrachtet

Mein altes Netzteil, für diese Art Experimente nicht geeignet. Was verwendet ihr als Alternative zur Batterie?

[wolfgang]

Hallo Andreas,

so wie es aussieht, scheint dein Netzgerät ein in die Jahre gekommener Selbstbau zu sein. Das ist zunächst mal nicht schlecht. Messe doch mal mit deinem Oszi die Ausgangsspannung im Leerlauf und mit ohmscher Last. Dann siehst du was das Netzgerät macht.

Gruß Wolfgang

[Masteraah]

Habe mein Netzgerät gecheckt: Auf dem Scope sieht man eine schöne 50Hz Schwingung.... Hab es jetzt gegen ein modernes Teil ausgewechselt, damit geht es wunderbar.

Habe auch die Schaltung mit dem Transistor als Verstärkerstufe noch einmal aufgebaut. Wenn ich das Signal für das Scope am Lautsprecher abgreife, erhalte die Peaks durch die induktive Last des Lautsprechers. Wenn ich das Signal am Widerstand vor dem Kollektor abgreife, sind die Peaks weg...sehr schön!

Frank: Warum hast du das Ausgangssignal der Oszillators noch einmal durch das NAND-Gate geschleift, geht so auch ohne....?

Als nächstes habe ich statt des Transistors den Original Busch Verstärker Baustein eingesetzt. Geht auch, das Signal ist ziemlich laut. Allerdings erhalte ich ein Grundrauschen, wenn ich z.B. die Laustärke auf Null regele... Kommt das vom Verstärker-Baustein? Das Signal ist auch nicht mehr so schön rechteckig....

Nand12.jpg (289.76 KiB) 2729 mal betrachtet

Nand12.jpg (289.76 KiB) 2729 mal betrachtet

[Frankje]

Hallo Andreas,

Gute Idee von Ihnen, das Netzteil gegen eine Batterie auszutauschen. Gut gefunden!
In der Vergangenheit hatte ich Probleme mit der Arbeit mit einem wiederaufladbaren USB-Akku.
Der darin enthaltene Konverter verursacht viele Fehlfunktionen und kann nicht für elektronische Projekte verwendet werden.
Haben Sie den Busch-Netzadapter?

Ich hoffe, Sie können den Fehler in Ihrem Netzteil finden, möglicherweise sind die Glättungskondensatoren defekt.

Um auf Ihre Frage zurückzukommen: Es ist häufig üblich, nach einem CMOS-Oszillator eine zusätzliche Pufferfalle bereitzustellen.
Insbesondere wenn die daran angeschlossene Schaltung niederohmig ist, beispielsweise ein Transistor.
Der zusätzliche Puffer stellt sicher, dass der Oszillator nicht beeinflusst werden kann.

Viele Grüße,
Frank