../../icons/Logo.pngPraktische Elektronik


Ein Modul zum Selbstbau mit 4 einfachen Logiktestern.


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Einfacher Logiktester

In dem Praktikum Logik Zustände anzeigen haben wir eine Schaltung entwickelt, mit der sich Logikzustände einfach anzeigen lassen.

LedTester.png
Bild 1: Einfacher Logiktester

Im folgenden werden wir diese Schaltung als Modul mit 4 Anzeigen aufbauen. Das Modul kann in ein Steckboard eingesetzt werden.

Led4Test_s.png
Bild 2: Schaltung des Moduls mit 4 LED

Die Schaltung enthält vier mal die von Bild 1. Allerdings wurden die beiden LEDs durch eine rot/grüne Duo-LED ersetzt.

  • U- ist GND oder 0V.
  • U+ ist +5V (3,3V bis 12V sind möglich).

Aufbau

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Aufbau auf Lochrasterplatine

Dieses Projekt wird auf einer Lochrasterplatine aufgebaut.

Wie es geht, beschreibt dieses Praktikum.

Das Modul kann auf ein Steckboard gesetzt werden und den Test von Schaltungen erleichtern.

Das Modul kann auch von Löt-Anfängern leicht aufgebaut werden.

Led4Test-brd.png
Bild 3: Layout des Moduls mit 4 LED
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Darstellung

Die Sicht ist von oben auf die Platine.

Die dünnen roten Linien stellen das Raster (2,54mm) der Platine dar. An den Kreuzungspunkten liegen Lötpunkte der Lochrasterplatine. Die Zahlen helfen beim Zählen des Rasters.

Die Verbindungsleitungen sind grün dargestellt und befinden sich auf der Unterseite, werden sozusagen mit Röntgenaugen durch die Platine gesehen.

Die Verbindungsleitungen werden auf der Unterseite mit dünnem Draht erstellt. Dieses ist im Praktikum Löten für Anfänger beschrieben.

Verbindungen auf der Oberseite sind rot dargestellt. Sie werden auch mit dünnem Draht erstellt.

Die gelben Punkte sind Bohrungen, durch die Anschlüsse von Bauelementen gesteckt und auf der Unterseite verlötet werden.

Eine Lochrasterplatine hat an jedem Rasterpunkt eine Bohrung und auf der Unterseite einen Lötpunkt. Hier werden nur die benutzten Bohrungen dargestellt.

Die Widerstände und LEDs sind schematisch dargestellt.

Der Text bezeichnet und beschreibt die Bauelemente.

Dieses wird ausführlich in Darstellung in KiCAD beschrieben.

Led4Test-brd-top.png
Bild 4: Ansicht des Moduls von oben
Led4Test-brd-bottom.png
Bild 5: Ansicht des Moduls von unten

Die Schaltung wird auf einer Lochrasterplatine mit durchkontaktierten Lötinseln aufgebaut.

Die Verbindungen auf der Unterseite sind die dicken grünen Linien und werden mit 0,3mm versilbertem Kupferdraht hergestellt. Sie sind in Bild 5 gut zu erkennen.

Bei diesem Modul werden die Lötstifte auf der Unterseite eingebaut: sie werden von unten eingesetzt. Die Verbindungen werden auf der Oberseite zu einer benachbarten Lötinsel hergestellt. Diese sind im Layout rot dargestellt. Diese Verbindungen sind in Bild 4 gut zu erkennen.

Wichtig:

Die Orientierung der Duo-LEDs muss vor dem Verlöten getestet werden: Wird der Eingang mit U- verbunden, muss die LED grün leuchten.

Das Praktikum einfachen LogikTester aufbauen erklärt für Anfänger, wie eine Schaltung auf einer Lochrasterplatine aufgebaut wird.

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Versorgungsspannung

  • Die Versorgungsspannung darf nicht höher sein als als die der gemessenen Schaltung.
  • Bauteile der gemessenen Schaltung könnten sonst zerstört werden.
  • Am besten wird die gleiche Stromversorgung verwendet.

Vor- und Nachteile

Diese Schaltung besticht durch ihre Einfachheit.

  • Sie kann im Bereich von 3,3V bis 12V eingesetzt werden.
  • Sie ist sicher gegen Verpolung.
  • Was passiert eigentlich wenn +5V und -5V vertauscht werden?

Die Schaltung hat auch Nachteile:

  • Die LEDs leuchten nur ab 5V hell genug.
    R2 liegt parallel zu LED1 und reduziert deren Strom aus R1. Ebenso liegt R1 parallel zu LED2.
  • Der Strom für die LEDs wird aus der gemessenen Logikschaltung entnommen, was diese natürlich stören kann.

Man kann den Strom aus der gemessenen Logikschaltung reduzieren, wenn man den Strom mit Transistoren verstärkt. Die Schaltung wird in Logiktester mit Transistoren beschrieben.

Natürlich gibt es Schaltungen mit ICs. Eine für Amateure hilfreiche Schaltung stell sechs Messeingänge bereit und wird mit einem IC aufgebaut: ein Logiktester mit 4049.

Die Anzeige auswerten

Anzeige Aussage
die LED leuchtet nicht 1. der Messeingang ist offen
2. der Pegel des Logikausgangs ist weder LOW noch HIGH
die LED leuchtet grün am Logikausgang liegt LOW (0) an
die LED leuchtet rot am Logikausgang liegt HIGH (1) an
die LED leuchtet rot/grün am Logikausgang schaltet der Pegel zwischen HIGH (1) und LOW (0) um

Logiktester mit Impulserkennung

Der hier vorgestellte Logiktester ist für statische Digitalschaltungen oder solche mit langsamen Änderungen gut geeignet. Insbesondere können mehrere Zustände gleichzeitig verfolgt werden.

Digitale Schaltungen sind in den seltensten Fällen rein statisch, sondern laufen mit hohen Taktfrequenzen. Unser einfacher Logiktester kommt damit schnell an seine Grenzen. Oft wird ein Logikanalysator benötigt. Vielfach kann man allerdings mit einem Logiktester, der auf dynamische Ereignisse reagiert, gute Ergebnisse erzielen.

Der Logiktester mit Impulserkennung wird in den meisten Fällen ausreichen.

Die LogicProbe mit PIC ist ein kleines und dennoch hilfreiches Werkzeug. Sie unterstützt nicht nur die Erkennung von Einzelimpulsen unter 10ns und über 20MHz, sondern erlaubt auch die Prüfung der Pegelbereiche von Logikausgängen.