Klatschschalter mit Zähler?

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2 Antworten

Grundlage wäre zunächst eine digitale Schaltung zum schalten einzelner LED"s.Der mechanische Schalter wird dann ersetzt durch einen Schalter der auf Geräusche reagiert. Auf der Seite :WWW.mikrocontroller.net/ attackment/193648/LED-Auswahl_5_1.png      nachsehenAnregungen aber kein fertiges Konzept. Auch mal auf der Seite von Burkhard Kainka nachsehen er hat dort viele interessante Anleitungen.

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geht es nur um die Theorie, oder sollst du sowas auch praktisch vorweisen können ;-)

Tja, ich weiß ja nicht auf was Dich dein Ausbilder bisher wissenstechnisch vorbereitet hat. Ich hätte sofort gegengefragt, ob sowas heute noch mit Logikfamilien gemacht werden muss ;-)

Vieles ist bezüglich Logikfamilien heutzutage Steinzeit geworden.

Ein Arduino nano, ein Mikrofon, bissel Software, schon fertig. Logik ist da im Arduino mehr drin als gebraucht wird. Damit könnte also fast Problemlos vieles Andere nebenher gemacht werden. Ist soooo viel Logik in dem kleinen Ding, das man Mikrokontroller nennt. Logikfamilien ist was von vorvorgestern.

Aber bleiben wir mal bei dem altertümlichen Zeugs. Logikfamilien gibt es als TTL oder CMOS Versionen. Diese TTL Familien arbeiten mit 5 Volt.
Es gab auch mal vereinzelt welche mit bis zu 12 oder 15 Volt. Gab es mal.

Diese CMOS Familien können meist ab 3,3 Volt bis 15 Volt verwendet werden.
Haben dann jeweils anhand der Datenblätter ihre definierten EIN und AUS Pegel.  Sind in den Datenblättern ersichtlich.

Um einen Klatschhalter gemäß Aufgabenstellung lösen zu können, solltest du dich auf eine Logikfamilie fest legen.
Dann brauchst du einen Mikrofonverstärker, der aus einem kleinen Pegel einen machen kann, der den Einschaltpegel für die Logik bedienen kann.

Desweiteren wird ein Zähler benötigt, der die Ein/Aus Pegel zählt und eine gewisse Logik in Form von UND- Bausteinen, um nach dem erreichten Zählerstand den Ausgang zu schalten, und die Schaltung danach wieder rück zu stetzen, damit es von vorne beginnen kann.

Ich will es jetzt nicht zu kompliziert machen, denn bezüglich beim 4ten Klatsch sollte die LED wieder aus gehen, kann man zweierlei verstehen. Vor allem logisch ;-)

Wenn du nur die Theorie erklären sollst, dann bemühe mal Suchmaschinen entsprechend Suchbegriffen wie Logikfamilien, TTL, CMOS Familien und lese die jeweiligen Datenblätter was da die jeweiligen Pegel betrifft.


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CaRRtm123Nn 10.11.2015, 05:57

Sehr gute Antwort, danke! :) Aber das größte Problem ist bei mir zurzeit, dass ich nicht weiß wie ich das Signal vom Mikrofon in ein digitales (also Pegel) umwandeln kann. Und wie meinst du das mit den UND-Bausteinen? Ein weiter Knackpunkt ist für mich, dass ich nicht weiß was diese Logikfamilien eigentlich sind. Sind das einfach Logikbausteine wie AND, OR usw. Aber unterteilt nach z.B. Aufbau? Und ja ich muss es auch praktisch realisieren auf einer Platine :)

Lg

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realistir 10.11.2015, 15:11
@CaRRtm123Nn

och neee, dein größtes Problem ist eines der kleinsten ;-)

Mach die Dinge gedanklich nicht komplizierter als sie sind.
Analog bedeutet was, digital was?

Das Wort Analog drückt doch genau so deutlich aus, um was es da geht wie digit_al. Analoge Pegel gehen von 0 Volt bis zur betriebsspannung kontinuierlich, sinngemäß fließend.

Bei digital gibt es immer nur zwei mögliche Zustände, also auch nur zwei Pegel. Der eine Pegel ist Null Volt, der andere ist Betriebsspannung. Also nur Ein und Aus.

Richtig, diese Logikfamilien beinhalten alle Logikbausteine, nicht nur AND, OR, XOR, sondern auch Zähler, Schieberegister, FlipFlops, Impulsgeneratoren usw.

Okay, definieren wir mal gedanklich die Pegel der 5 Volt TTL-Familie die mit den Zahlen 74 anfangen. In den Datenblättern der Familie finden wir Hinweise dass ein Low-Pegel -also dieser symbolische 0 Pegel von 0 Volt bis 1,4 Volt gehen darf. Alles innerhalb dieses Bereiches gilt als logische Null. Oder Low Pegel, zu deutsch niedriger Pegel.

Der High-Bereich ist definiert ab, 3,4 Volt bis 5 Volt. Also wertet die Logik intern einen Pegel der z.B. 3,8 Volt beträgt als logische 1, als logisch Ein, bzw high. Und alles was zwischen 1,4 und 0 Volt ist, wird intern wie eine logische 0, Aus, Low, behandelt.

Nun gibt es noch einen Zwischenbereich, zwischen 1,4 und 3,4 Volt.
Spannungen die in diesem Wertebereich an den Eingängen anliegen, werden ignoriert! Dieser Bereich wird einfach als ungültiger Bereich bewertet, bedeutet, intern ist der Logik so ein Pegel völlig wurscht.

Soweit mal diese Grundlagen. Diese gab ich dir nicht nur, damit du dich entsprechend einarbeiten kannst. Nöö, du solltest auch auf ganz eigenständige Gedanken kommen können ;-)
Also auch mal versuchen logisch zu denken ;-)

Ich versuche hier alles unnötige möglichst weg zu lassen, weil du dich auf die Aufgabe konzentrieren solltest, und deine Überlegungen selbst logisch prüfst. ;-)

Also, was brauchen wir für einen mindest Pegel um ein logisches Ein mit einer 74iger Familie zu bekommen?

Es soll ja auf einen Schallpegel durch Klatschen reagiert werden!
Folglich muss ein Mikrofonverstärker den Schallpegel auf welches Spannungsniveau mindestens bringen? Richtig, mindestens 3,8 Volt.(Wir wollen einen gewissen Sicherheitsabstand zum Minimum 3,4 Volt einhalten, damit es sicherer funktioniert.)

Wir brauchen noch einen anderen Punkt der in der digitalen Welt wichtig ist. Wie langsam oder schnell dürfen bzw sollen die Signale sein, damit diese von der Logikfamilie bearbeitet werden können.
Den Punkt langsam betrachten wir jetzt nicht, würde nur ablenken.

Also, nehmen wir mal an, eine Logikfamilie ist in der Lage einen Pegelwechsel der innerhalb einer millionstel Sekunde stattfindet, zu erkennen, darauf zu reagieren. Gehen wir davon aus, alles was schneller ist als eine Sekunde wird auch erkannt.

Warum führe ich das hier an? Richtig, wie schnell ist Schall, ein Händeklatsch-Schall? Den muss die Logik ja bearbeiten können.

Kann die, die Langweilt sich über so langsames Zeugs ;-)
Also haben wir jetzt schon mal die Grundbedingungen, die nötigen Pegel und ob wir mehr tun müssten als den Mikrophonpegel auf den sicherheitspegel der Logik zu bringen.

Nööö. Wenn der Mikrophonverstärker beim Klatschen einen Pegel von über 3,8 Volt erzeugt, können wir den an einen Eingang anlegen.
Logisch ist nun, wenn es keinen Klatsch gibt, haben wir keinen hohen Pegel, also tut die Logik nichts.
Immer nur dann, wenn geklatscht wird haben wir einen entprechenden Pegel und die Logik kann damit arbeiten.

Wir brauchen also genau genommen sonst nichts, wenn sicher gestellt ist, dass der Mikrofonverstärker einen Pegel höher 3,8 Volt liefert.

Beim Klatschen gibt es ja auch eine "Schallpause" zwischen den Klatschs ;-) Also haben wir ideale bedingungen für eine Logik.
Bei einem Klatsch haben wir High-Pegel, bei nicht Klatsch haben wir Low-Pegel.

nun brauchen wir einen Zähler, der diese Pegelunterschiede zählt.Genauer gesagt, immer wenn an dem Zähler-Eingang ein High-Pegel anliegt, zählt dieser Zähler intern eins weiter. (Er beginnt ja bei Null.)

Ich muss diese Antwort auf zwei aufteilen. GF erlaubt nur soundsoviele Satzzeichen. Rest kommt anschließend. ;-)

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realistir 10.11.2015, 15:21
@realistir

Natürlich hat so ein Zähler auch Ausgänge und zwar so viele, wie nötig sind um bis zu seiner Grenze zählen zu können.

Ferner hat so ein Zähler auch Steuereingänge, z.B. den sogenannten Reset. Reset heißt auf deutsch übersetzt, zurück setzen.

Also auf Null zurück setzen. Das macht so ein Zähler automatisch wenn er Betriebsspannung erhält intern.

Uns interessiert nur der externe Reset, den wir immer dann benutzen können, wenn wir den Zähler auf Null zurück setzen wollen. Ist doch fast logisch, wenn  4 mal geklatscht wurde, ist Schluss, dann muss das ganze wieder zurück gesetzt werden, damit erneut geklatscht werden kann.

Ich erkläre dies, damit du verstehst wozu wir z.B. ein Und brauchen. Logisch gedacht wollen wir den Zähler zurück setzen, wenn er bis 4 gezählt hat. Dazu nehmen wir den Ausgang vier "UND" den Klatsch-Eingang als Eingänge des AND, und verwenden dessen Ausgang um den auf den Reset des Zählers zu schalten.

Logisch bedeutet das, wenn der Zähler bis 4 gezählt hat, ist die Mission erfüllt, soll das Ganze wieder neu ablaufen können.

Logisch müssen wir den Ausgang Drei auch verwenden, weil ja erst dann wenn 3 mal geklatscht wurde, etwas eingeschaltet werden soll. Also in dem Falle eine LED leuchten soll. Folglich muss diese LED wohin?

Wenn nach 3 mal klatschen die LED angeht und diese bei einem weiteren Klatsch aus gehen soll, gab es doch logisch 4 mal einen Klatsch.

So, soweit mal eine kleine gedankliche Unterstützung. Nun überlege mal, ob du diese Dinge verstehst und anwenden kannst. Für weitere Fragen stehe ich gerne zur Verfügung.

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