IW-18 mit zwei UDN2981

[avrkarl]

Hallo,

nachdem ich hier viel "im Stillen" mitgenommen habe, wollte ich mein letztes Projekt vorstellen. Vielleicht kennt der ein oder andere von Euch die russische VFD-Röhre IW-18 bzw. IV-18. Im Internet findet man einige Möglichkeiten, diese Röhre anzusteuern. Leider wird dabei oft der teure MAX6921 Spezial-IC eingesetzt (~ 10 Euro). Ich hatte mir überlegt, ob nicht auch ein High-Side-Treiber diese Aufgabe übernehmen könnte. Der UDN2981 (TD62783) kostet bei Reichelt etwas über eine Euro und hat sich als brauchbar erwiesen.

Die IW-18 Röhre benötigt eine Heizspannung von 3V, die ein LV33CV bereitstellt. Segmente und Gitter dieser VFD-Röhren erhalten 26V, die ein MC34063 Schaltregler aus 5V erzeugt (http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063). Die maximale Spannung, die die Röhre verträgt, liegt bei 30V, im Multiplexbetrieb sind 50V bis 70V möglich. Da ich beim Programmieren viel ausprobieren musste, bin ich lieber bei < 30V geblieben, es wären aber problemlos mehr möglich (hauptsächl. R3 und R4 ändern).

Gesteuert wird das ganze über einen ATMega16, da dieser sehr viele nutzbare Ports bietet und kaum teurer als ein ATmega8 ist. Die Uhrzeit liefert ein DS1307. Eigentlich sollte ein DCF77-Modul zum Einsatz kommen, das läuft aber momentan nicht so richtig.

Programmiert habe ich das ganze in BASCOM. Die Software ist noch BETA, funktioniert aber einigermaßen.

Ein Video gibt es unter:

[video=youtube;5QCuKnXRlOg]http://www.youtube.com/watch?v=5QCuKnXRlOg[/video]

Ich hatte Schaltplan auch in einem anderen Forum präsentiert. Dort wurde mir geraten, an die Ausgänge des UDN2981 noch Widerstände gegen Masse zu schalten, das habe ich ausprobiert, gebracht hat es eigentlich nichts. Des weiteren wurde die Entprellung der Taster als nicht gut empfunden. Ich gebe zu, dass ich diesen Teil vom Pollin-Board übernommen habe. Probleme hatte ich damit jedenfalls bisher nicht (weder beim Pollin-Board, noch bei der Uhr).

Viele Grüße,
Sebastian

 

[Cassio]

Hallo Sebastian!

Ein dickes Willkommen im AVR-Praxis Forum!


Na, DAS nenne ich doch mal einen Einstand!
Gleich der erste Beitrag ist ein "fertiges" Projekt!

Diese Röhre hatte ich bei Ebay und einigen I-Net-Shops auch schon mal gesehen....
Da ich in Sachen Röhre aber eher "in die Röhre sehe", weil ich davon absolut keinen Plan habe, finde ich deinen Beitrag natürlich richtig klasse!

Ich hatte mich mal für diese Nixie-Röhren interessiert..... allerdings benötigen die Spannungen von über 100V und darum habe ich das dann verworfen.
Mit der IW18 hat man das Problem natürlich nicht, denn 30V Gleichspannung ist für Bastler grad noch unbedenklich.
Obendrein finde ich sie auch optisch sehr ansprechend!

Ich gratuliere also zum gelungenen Projekt!



Mal eine Idee, warum dein DCF77-Empfang nicht läuft....
Du verwendest doch einen MC34063 StepUP-Schaltregler.
Ich kenne das Bauteil zwar nicht und habe das Datenblatt auch nicht zur Hand, aber vielleicht liegt die Taktfrequenz zu nah an den 77kHz für das DCF-Signal.
Zumindest habe ich diese Erfahrungen bei den LM257x-Schaltreglern gemacht.
Die guten Stücke takten mit ca. 56kHz...... da funktioniert dann auch kein DCF-Empfang im Umkreis von 30cm.

Nun werde ich mir aber erst mal noch deine ganzen Unterlagen und das Video in Ruhe durchsehen.

Schöne Grüße,
Cassio

 

[avrkarl]

Vielen Dank!

Auf die Idee mit dem MC34063 als Störenfried bin ich noch nicht gekommen. Ich hatte immer die Röhre in Verdacht. Auf dem Steckbrett hat die ganze Angelegenheit gerade noch so funktioniert, aber da war der Abstand zwischen MC34063 und DCF77-Modul etwa doppelt so groß.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[Cassio]

Hallo Sebastian!

Du kannst deine DCF-Einheit ja mal "demontieren" und mit einer Batterie (Knopfzelle 3V, CR2032) versorgen.
An den Ausgang kommt dann ein BS170, der eine LED steuert.
Wenn das Modul dann gut 50cm (bis 1m) von deiner Uhr weg liegt und die LED im Sekundentakt blinkt, kannst du die DCF-Einheit immer weiter in Richtung Schaltregler ziehen.
Wenn du Pech hast, dann blinkt die LED ab einem gewissen Abstand zum Schaltregler nicht mehr.

Das Versorgen mit der Batterie ist für den Test in sofern wichtig, dass keine "Rippel-Störungen" die der Schaltregler ggf. verursacht, zum DCF-Modul gelangen.
Diese DCF-Module reagieren seeehr empfindlich darauf!

Dies wäre dann der zweite Test, wenn du den kleinstmöglichen Abstand zum Schaltregler gefunden hast.
Wenn die LED nun munter blinkt, dann versorgst du das Modul nun mal mit Vcc.
Sollte sie nach ein paar Minuten wieder regelmäßig blinken, ist alles OK.
Sollte sie aber flackern oder unregelmäßig arbeiten, musst du noch mal nachbessern (Kondensatoren).


Um die Störungen vom LM2574 bei mir in den Griff zu bekommen, habe ich es auf DIESE WEISE lösen müssen.
Direkt neben dem Gehäuse ist zwar immer noch kein DCF-Empfamg möglich..... aber bereits nach 6cm Abstand funktioniert es wieder.

Grüße,
Cassio

 

[SickBoy]

Hallo avrkarl,

Des weiteren wurde die Entprellung der Taster als nicht gut empfunden. Ich gebe zu, dass ich diesen Teil vom Pollin-Board übernommen habe. Probleme hatte ich damit jedenfalls bisher nicht (weder beim Pollin-Board, noch bei der Uhr).

ja, da hat Pollin einen großen Mist in die Welt gesetzt.
Leider hält sich so eine grundfalsche Schaltung hartnäckig und ist auch nicht durch gute Argumente auszubügeln.
Ist ja von einem industriellen Hersteller, das muß also richtig sein.
Pollin-Schaltungen scheinen aber eher von Azubis entwickelt zu sein

Nichtsdestotrotz aber ein schönes Projekt, wo bekommt man solche Röhren?

SickBoy

 

[Cassio]

Pollin-Schaltungen scheinen aber eher von Azubis entwickelt zu sein

Hallo SickBoy!

Nun ja..... ich denke mal, dass die Herren Entwickler bei Pollin es gerade für Anfänger nur gut gemeint haben.
Für einen Anfänger ist ein betätigter Taster immer erst mal "1" und nicht "0".
Kann mir aber auch vorstellen, dass bei Pollin nicht unbedingt ein AVR-Entwickler die Schaltungen entwirft.....
Andere Controller haben z.B. internen keine PullUp-Widerstände, weshalb man extern mit PullUp oder PullDown arbeiten muss.

Generell würde ich aber auch zustimmen, dass man sich die PullDown-Variante nicht unbedingt angewöhnen sollte!
Außerdem haben die AVR`s ja sogar PullUp-Widerstände eingebaut, so dass man sich darum noch nicht einmal kümmern müsste.
Obendrein ist die PullUp-Variante auch nicht so empfindlich gegen Fremdspannungen und ähnliches.


Ich denke mal, dass Sebastian bei seinem nächsten Projekt die Taster in dieser Form wohl nicht mehr anschließen wird.

Grüße,
Cassio

 

[dino03]

Hi Sebastian,

nett ... sehr sehr nett und ...herzlich willkommen

Ich hab hier auch noch 2-3 VFDs rumfliegen. 5x7Matrix mit 20 Zeichen glaube ich.
Oder sowas ... Muß ich mal wieder nachsehen. Die sind noch aus den Zeiten als im
Ihmezentrum neben Saturn ein Laden von Völkner existiert hat .... sind schon ein
paar Jahre

Die Ansteuerung hat mich zu den TTL-Zeiten immer noch etwas abgeschreckt.
Es sind doch ne ganze Menge Pins und Bauteile für das Teil nötig.

Gruß
Dino

VFD = Vakuum Fluoreszenz Display

 

[Dirk]

Hallo Sebastian!

Willkommen im AVR-PRAXiS-Forum.

Deine Röhren-Uhr sieht echt toll aus. Am liebsten würde ich versuchen, die Uhr nachzubauen ... leider finde ich im Moment kaum Zeit zum Basteln , hmmm reizen tut mich es allerdings schon

Noch viel Spaß bei uns im Forum.

Gruß,
Dirk

 

[avrkarl]

Vielen Dank an alle!

Ja, für die Entprellung à la Pollin musste ich mittlerweile schon viel Kritik einstecken. Das ist wohl die späte Strafe dafür, dass ich mir nicht das STK500 geholt habe....;-)

Die IW-18 Röhren gibt es hin und wieder bei ebay für 3 bis 4 Euro/Stück (ohne Versand). Röhren mit Einzelsegmenten, z.B die IW-6 oder IW-11 tauchen häufiger auf. Bei "Frag´ Jan Zuerst" gibt es auch eine kleine Auswahl an Röhren. Ich würde denken, dass diese sich vergleichbar ansteuern lassen. Für höhere Spannungen (40V u. höher) sollte man in die MC34063 Schaltung besser noch einen geeigneten Transistor einbauen.

Das mit dem DCF-77-Modul probiere ich bald mal aus. Wäre doch schade, wenn das nicht funktionieren würde.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[SickBoy]

Hallo Cassio,

Andere Controller haben z.B. internen keine PullUp-Widerstände, weshalb man extern mit PullUp oder PullDown arbeiten muss.

nach plus oder minus schalten ist egal, jeder wie er will.
Was mich an der Schaltung ärgert, ist, daß hier ein Kondensator durch den Taster schlagartig aufgeladen wird.
Das gibt einen Spike auf der Versorgung und tut dem Taster gar nicht gut.

@avrkarl,

Ja, für die Entprellung à la Pollin musste ich mittlerweile schon viel Kritik einstecken. Das ist wohl die späte Strafe dafür, dass ich mir nicht das STK500 geholt habe....;-)

nimm es nicht persönlich, ich wollte es nur mal gesagt haben.
Ich finde halt fehlerhafte Schaltungen sind schlechte Beispiele.
Auch und gerade weil sie trotzdem funktionieren.
Manchmal versuche ich solche Fehler halt geradezubiegen.

SickBoy

 

[Cassio]

....daß hier ein Kondensator durch den Taster schlagartig aufgeladen wird.

Hallo SickBoy!

Natürlich gibt es einen hohen Stromimpuls, weil sich der ungeladene Kondensator in den ersten Sekundenbruchteilen wie ein "Kurzschluss" darstellt.

Letztlich ist es aber in der anderen Version doch auch nicht besser.
Da wird plötzlich die volle Energie (Ladungsmenge des Kondensators) durch den Taster kurzgeschlossen.
Das hat dann ja auch einen sehr hohen Strompeak zur Folge......

Grüße,
Cassio

 

[SickBoy]

Das ist jetzt ein Spass, Cassio?
Wenn nicht, dann versuch ich es zu erklären:
Das mit dem Stromimpuls hast du richtig erkannt, ob der Taster den ungeladenen Kondensator an plus legt, oder einen geladenen kurzschließt ist egal.
Der "Erfinder" dieser Schaltung meinte es vielleicht richtig, hat es aber falsch geschaltet.
Der Kondensator muß, damit die Schaltung funktioniert, von Widerstand geladen werden, begrenzter Stromfluß in einen Kondensator = Zeitverzögerung.
http://de.wikipedia.org/wiki/RC-Glied

SickBoy

 

[Cassio]

Hallo SickBoy!

Ich möchte den schönen Eröffnungsthread von Sebastian nicht für eine PullUP- oder PullDOWN-Diskussion missbrauchen.....
sonst muss ich die Beiträge hier abkoppeln und in einen neuen Thread verschieben.

Ich habe mir aber eben erst den Schaltplan von Sebastian dazu mal angesehen und jetzt weiß ich auch was du gemeint hast.


Also Sebastian, damit in Zukunft nicht wieder darüber diskutiert werden muss......
Wenn du unbedingt einen externen Widerstand verwenden möchtest, dann mach es beim nächsten mal so:

       VCC
        +
        |
       .-.
       | |
    10k| | PullUP
       '-'
        |
        |
        |
        o --------o----------o zum µC
        |         |
      | o        ---
    |=|>         --- 100n
      | o         |
        |         |
        |         |
        o --------'
        |
        |
       ===
       GND

Theoretisch kannst du dir aber den externen PullUP-Widerstand sparen,
wenn du im AVR die Internen aktivierst.

Grüße,
Cassio

 

[Dirk]

Hallo zusammen,

sorry wenn ich vom Thema abweiche. Cassio, auch nach deinem Schaltungsvorschlag entlädt sich C, wenn man die Taste betätigt. C lädt sich über den externen oder internen Pullupwiderstand auf. VCC wird etwa nach t=5*R*C erreicht.
Je nach Qualität und Oberfläche der Schaltkontakte, kann das zur Verringerung der Lebensdauer führen. Ob das nun für den verwendeten Taster schlimm ist ... hmmm, das kommt auf den Taster an. Wenn man das so in seinem Bastelprojekt macht, halte ich es nicht für so tragisch, ich finde es allerdings nicht so elegant. Wenn man über die Software "entprellt", spart man sich R und C und muss diese nicht bestücken So, jetzt aber genug Offtopic.

Gruß,
Dirk

 

[Cassio]

Cassio, auch nach deinem Schaltungsvorschlag entlädt sich C, wenn man die Taste betätigt.

Hallo Dirk!

Das ist es ja, was ich vorher damit gemeint habe....
Hoher Stromstoß, wenn ich den PullUP verwende.... weil sich dann der Kondensator ungebremst über den Taster entladen kann.

Um dies zu vermeiden, könnte man nur den Widerstand vor den Tasterabgriff setzen.

(EDIT: Zeichnung geändert!)

        |------------o zum µC
       .-.       |
       | |       |
       | |       |
       '-'       |
        |        |
        |      | o
       ---   |=|>
       ---     | o
        |        |
        |---------
       ===
       GND

Das Problem ist aber nun, dass man einen Kompromiss zwischen Entladestrom und Reaktionszeit erreichen muss.
OK, bei z.B. 12Ohm und 100nF fällt wohl beides nicht ins Gewicht.


Wenn man dann noch versehentlich den internen PullUP aktiviert, hat man aber auch noch einen kleinen Spannungsteiler gebaut......
(EDIT: Zeichnung geändert!)

                         --------------
                        |
                        |   |
                        |  .-.
                        |  | |
                        |  | | PullUP intern
                        |  '-'
                        |   |
                        |   |
                        |   |
                        |   |
                        |   |
                        |   |
        --------o-------|---'
       |        |       |Pin
      .-.       |       |
      | |       |       |
      | |       |       |          AVR
      '-'       |        --------------
       |        |
       |      | o
      ---   |=|>
      ---     | o
       |        |
       o--------'
       |
       |
      ===
      GND

Nu ja, dann muss man den Widerstand des RC-Glieds eben so dimensionieren, dass man innerhalb des Lowlevels vom AVR liegt.



Wie dem auch sei..... da ziehe ich die "falsche" PullUP-Variante doch lieber vor.

Vielleicht liegt es aber auch daran, dass ich vor den kleinen Spannungen meist nicht den nötigen Respekt habe.
Ja ja, ich weiß..... 5V / 0 Ohm = unendlich hoher Strom.... aber eben nur theoretisch.

Im Leistungsbereich sehe ich das automatisch immer aus einem anderen Blickwinkel.


Grüße,
Cassio

 

[Dirk]

Hallo Cassio,

man kann den Strom eventuell noch begrenzen, man muss nur aufpassen, dass man keinen Spannungsteiler aufbaut. Wie gesagt, mir ist eine Softwarelösung lieber. Bei deinen letzten beiden Schaltbildern hast du dich sicherlich vertan ... "Drücke" den Taster, dann wird es dir auffallen

Grüße,
Dirk

 

[dino03]

Hi Cassio,

       VCC
        +
        |
        |------------o zum µC
       .-.       |
       | |       |
       | |       |
       '-'       |
        |        |
        |      | o
       ---   |=|>
       ---     | o
        |        |
        |---------
       ===
       GND

                                  VCC
       VCC                         +
        +                          |
        |                      --------------
        |                     |    |     AVR
        |                     |    |
        |                     |    |
        |                     |   .-.
        |                     |   | |
        |                     |   | |
        |                     |   '-'
        |                     |    |
        |                     |    |
        o------------o--------o-----
        |            |        |Pin
       .-.           |        |
       | |           |        |
       | |           |        |
       '-'           |        |
        |            |        |
        |          | o        |
       ---       |=|>         |
       ---         | o        |
        |            |         ---------------
        |------------'
       ===
       GND

zweimal schöne ASCII-Grafik aber mit nem dicken Fehler drin ...

bei beiden Schaltungen liegt der AVR-Pin direkt auc Vcc und der Taster macht nen
Kurzschluß zwischen Vcc und GND ... bist du etwas übernächtigt ?
Kenn ich eigentlich nicht von dir

Aber nochmal zum Entprell-Gedöns ...

Bei Pollin sind PullDowns drin mit parallelgeschalteten Kondensatoren und der Taster
geht nach GND. Das hat den Nachteil das man beim Drücken des Tasters einen kurzen
aber hohen Stromstoß über den Kondensator und den Taster zieht und damit einen
kurzen Spannungseinbruch auf der Versorgungsspannung erzeugt. Je nachdem an
welcher Stelle der Leiterbahnen und der Schaltung das passiert und wie gut die
Pufferkondensatoren der Betriebsspannung verteilt sind kann sowas natürlich zu einem
kurzzeitigen Reset des Prozessors führen. Also eine Suboptimale Lösung. Außerdem
verkokelt man sich damit die Kontaktflächen der Taster.

Die andere Lösung hat den Kondensator direkt parallel zum Taster und dann einen
Widerstand zum anderen Pol der Betriebsspannung. Also bei PullUp liegt der Taster
und Kondensator nach GND (R nach Vcc = PullUp) und bei nem PullDown liegt der
Taster und C nach Vcc (R nach GND). Das verhindert zwar die Einbrüche in der
Versorgungsspannung aber verbruzelt durch die Entladungen immer noch die Kontakte
des Tasters.

Je nach Kontaktmaterial kann das kürzer oder länger gutgehen. Bei Kontakten mit
Goldauflage sehe ich auf jeden Fall schwarz ... bei Tastern mit Kontakten die mehr
Strom abkönnen kann es allerdings recht lange gut gehen. Je nach Bedienhäufigkeit.

Beim Reset-Taster schließt man ja auch den Kondensator nach GND kurz. Also ist das
vergleichbar. Aber man drückt ja nicht dauernd Reset

Jetzt hab ich auch meinen Senf dazugegeben ... Guten Appetit

Gruß
Dino

 

[Cassio]

zweimal schöne ASCII-Grafik aber mit nem dicken Fehler drin ...

Hallo zusammen!

Ich lass es mit den ASCII-Zeichnungen heute lieber.....
Kommt nur Unsinn bei raus.

Das Programm zum ASCII Zeichnen finde ich zwar ganz nett, aber man muss doch mächtig aufpassen.
Außerdem bin ich heute wohl nicht mehr fähig logisch zu denken.....
Schei.... Gartenarbeit, die schafft mich einfach.

Ich sag besser....... Gute Nacht!
Cassio

 

[avrkarl]

War ein paar Tage unterwegs (und deshalb so ruhig). Vielen Dank für die Schaltungsbeispiele. Muss ich mir mal zu Gemüte führen. So oft muss ich die Zeit hoffentlich nicht einstellen und wenn das Funkmodul funktioniert, muss ich dann gar nichts mehr einstellen. ;-)

Viele Grüße,
Sebastian

 

[avrkarl]

Hallo Sebastian!

Du kannst deine DCF-Einheit ja mal "demontieren" und mit einer Batterie (Knopfzelle 3V, CR2032) versorgen.
An den Ausgang kommt dann ein BS170, der eine LED steuert.
Wenn das Modul dann gut 50cm (bis 1m) von deiner Uhr weg liegt und die LED im Sekundentakt blinkt, kannst du die DCF-Einheit immer weiter in Richtung Schaltregler ziehen.
Wenn du Pech hast, dann blinkt die LED ab einem gewissen Abstand zum Schaltregler nicht mehr.

Das Versorgen mit der Batterie ist für den Test in sofern wichtig, dass keine "Rippel-Störungen" die der Schaltregler ggf. verursacht, zum DCF-Modul gelangen.
Diese DCF-Module reagieren seeehr empfindlich darauf!

Dies wäre dann der zweite Test, wenn du den kleinstmöglichen Abstand zum Schaltregler gefunden hast.
Wenn die LED nun munter blinkt, dann versorgst du das Modul nun mal mit Vcc.
Sollte sie nach ein paar Minuten wieder regelmäßig blinken, ist alles OK.
Sollte sie aber flackern oder unregelmäßig arbeiten, musst du noch mal nachbessern (Kondensatoren).


Um die Störungen vom LM2574 bei mir in den Griff zu bekommen, habe ich es auf DIESE WEISE lösen müssen.
Direkt neben dem Gehäuse ist zwar immer noch kein DCF-Empfamg möglich..... aber bereits nach 6cm Abstand funktioniert es wieder.

Grüße,
Cassio

OK, ich habe die DCF77-Empfangseinheit flexibel an die Uhr angebracht (altes USB-Kabel), um etwas Abstand zu gewinnen. Wenn ich damit vor die Tür gehe, habe ich nach 2 - 5 min ein wunderbares Signal. Leider sieht es in der Wohnung nicht ganz so gut aus. Muss wohl noch den optimalen Standort finden, ich kann ja nicht jedes mal vor die Tür gehen, um die aktuelle Uhrzeit zu haben.....;-)

Woanders habe ich gelesen, dass die Empfangsstärke so eines DCF77-Moduls umgekehrt proportional zum Preis ist. Tja, meins ist von Pollin.....;-)

Übrigens gibt es gerade wieder die IW-18 bei ebay. Wer damit etwas bauen möchte, sollte zuschlagen.

Vielen Dank noch einmal an Cassio und alle anderen,
Sebastian