Bei der Messdatenerfassung müssen auch Impulse gezählt werden, z.B.

• Verbrauchsimpulse Gaszähler
• Verbrauchsimpulse Wasserzähler
• Verbrauchsimpulse Stromzähler

Wenn der Impulsgeber eine elektronische Schnittstelle (z.B. S0, Open Collector) hat, kann man die Impulse direkt mit dem Microcontroller verarbeiten. Problematisch sind mechanische Kontakte, welche bei jedem Öffnen und Schließen mehrere sehr kurze Impulse in einem Zeitraum von 10-50msec erzeugen, das sogenannte Kontaktprellen. Frägt man mechanische Kontakte direkt ab, dann erhält man sehr hohe Zählerwerte, welche nicht der Realität entsprechen. Impulse mechanischer Kontakte müssen aufbereitet werden:

• Entprellen durch Software
• Entprellen durch Hardwareschaltungen

Ich habe mich für die Hardwaremethode entschieden, weil meine C-Control bereits durch andere Messtechnikaufgaben stark belastet ist. Ich habe mehrere Schaltungen über längere Zeit erprobt und verwende seitdem ein nachtriggerbares Monoflop (pegelgetriggert) auf Basis des NE555. Der Baustein ist billig, robust, und kann einen hohen Ausgangsstrom liefern. Versuche mit Monflops 74LS122/123 habe ich wieder aufgegeben, weil diese flankengetriggert sind, was mir bei einigen Aufgaben Schwierigkeiten machte. Nach mehreren Monaten Betrieb auf einer Lochrasterplatte, war ich den behelfsmässigen Aufbau leid und habe eine Universalplatine entwickelt, welche in unterschiedlicher Bestückung verschiedene Aufgaben erfüllt:

• Eingangsschutzschaltung (analog/digital) mit Transildioden
• Monoflop zur Entprellung mechanischer Kontakte
• Komparator für Schwellwerterkennung (z.B. LDR)
• Einstellbarer Spannungsteilereingang für Schwellwerterkennung (z.B. LDR)
• Abmessungen für Hutschienengehäuse 1TE optimiert
• Anschluß über Schraubklemmen

Die Platine kann in verschiedenen Varianten bestückt und betrieben werden.

Schaltplan Gesamtschaltung

Impulsentprellung mit NE555

Die Entprellung wird über den NE555 als nachtriggerbares Monoflop realisiert. Es ist geeignet für alle Taster und mechanischen Impulskontakte (Zählerausgänge), natürlich kann auch ein S0-Gerät mit Open Collector angeschlossen werden. Der Schaltkontakt wird an K1 zwischen Pin 1 und 2 angeschlossen. Der auf der Platine befindliche Taster S1 dient bei der Softwareentwicklung zur Simulation des Sensors.

Zwischen den Kontakten 1 und 2 kann der Geber angeschlossen werden, z.B. ein Reedkontakt, Taster oder Open-Collector-Ausgang. Gestrichelt gezeichnete Bauteile werden nicht bestückt!

In dieser Variante sind folgende Bauteile nicht zu bestücken: C1, R2, R3. Jumper J1 muss gesteckt sein. C1 kann bestückt werden, wenn auf der Sensorleitung viele Störungen auftreten. R4 und C4 sind für eine Impulszeit von etwa 0,14 Sekunden ausgelegt. Sie können auf Eure Erfordernisse angepasst werden.

Komparator mit NE555

Um aus Analogspannungen von LDRs oder NTCs Schaltwerte zu erzeugen, wird der Sensor in einer Spannungsteilerschaltung betrieben. Der NE555 ist dabei als Komparator geschaltet:

Zwischen Pin 2 und 3 kann z.B. ein Fotowiderstand LDR angeschlossen werden. Dieser bildet mit R2 und R3 einen einstellbaren Spannungsteiler. Damit kann Licht/Kein Licht als Digitalsignal erzeugt werden, z.B. zur Verwendung als Dämmerungsschalter. Gestrichelt gezeichnete Bauelemente werden nicht bestückt:

In dieser Variante sind folgende Bauteile nicht zu bestücken: R1, R4, C1, C4, D3, S1. Jumper J1 muss gezogen sein. C1 kann bestückt werden, wenn auf der Sensorleitung viele Störungen auftreten. An Stelle der Diode D3 wird eine Drahtbrücke bestückt. Dadurch wird der NE555 als Komparator betrieben. Der Abgleich des Spannungsteilers erfolgt mit dem Spindelstrimmer R2. R2 und R3 können andere Werte erhalten, wenn Eure Sensoren dies erfordern. Lässt man den NE555 weg, kann das Ausgangssignal zur Spannungsmessung auch an den Analogeingang der C-Control gelegt werden.

Eingangsschutzschaltung analog

Lange Zuleitungen von Sensor zur C-Control fangen immer Störungen ein, welche den Messwert verfälschen, aber auch die Eingänge der C-Control zerstören können. Eine Eingangsschutzschaltung mit zwei Transildioden und einem wahlweise bestückbaren Kondensator verhindert dies. Der Spannungsteiler bestehend aus LDR, R2 und R3 kann zur Anpassung der Spannungswerte verwendet werden. Dadurch können höhere Spannungen als 5Volt auf einen für die C-Control-ADCs verträglichen Wert umgesetzt werden.

Gestrichelt gezeichnete Bauelemente werden nicht bestückt. An der Bestückungsposition des IC1 muss eine kleine Drahtbrücke zwischen Pin 2 und 3 eingelötet werden. Der aus dem LDR und R2/R3 gebildete Spannungsteiler ist einstellbar und kann für die Messung von Spannungen über 5 Volt verwendet werden.

Werden digitale impulse über längere Kabel mit der C-Control verbunden, dann werden über das Kabel Störungen induziert. Die Platine kann zur Entstörung von digitalen Eingängen verwendet werden. Dann sind lediglich die Bauteile D1,D2, C1, R5, D4, K1, K2 zu bestücken. Am Sockel des NE555 wird eine Drahtbrücke zwischen Pin 2 und 3 eingelötet.

Eingangsschutzschaltung digital

Das PCB kann auch zur Entstörung digitaler Signale verwendet werden:

Gestrichelt gezeichnete Bauelemente werden nicht bestückt. An der Bestückungsposition des IC1 muss eine kleine Drahtbrücke zwischen Pin 2 und 3 eingelötet werden.

Klemmenbelegung Modul

Die Klemmenbelegung des Hutschienengehäuses mit 1TE ist in allen Varianten gleich.

Die Unterlagen und das Layoutfile sind im Downloadbereich zu finden.