Universal-Countdown mit Minuten- und Stunden-Anzeige

Beschreibung

Dieser Countdown kann auf eine beliebige Zeit zwischen einer und 99 Minuten eingestellt werden, er läuft quarzgenau und zeigt die verbleibenden Minuten und Sekunden auf LED-Siebensegmentanzeigen an. Wird 0:00 erreicht, bleibt der Countdown stehen. Der Countdown wird mit einem Taster gestartet, wird der Taster gedrückt während der Countdown läuft, startet er erneut bei der eingestellten Zeit. Ein Relais-Schaltausgang kann wahlweise immer dann schalten, wenn die Anzeige auf null steht (auch dann, wenn der Countdown noch nicht gestartet oder abgebrochen wurde), oder nur dann, wenn der Countdown vollständig abgelaufen ist (nicht abgebrochen wurde), im letzteren Fall kann der Schaltausgang durch drücken des "Stop"-Tasters wieder abgeschaltet werden. Wird ein Öffner- oder Wechsler-Relais verwendet, ist auch eine Anwendung denkbar, in der der Schalter nur geschlossen ist, während der Countdown läuft (z.B. Belichtungstimer für Platinenfertigung).

Schaltung

Die Schaltung ist vollständig mit digitalen Logik-ICs aufgebaut. Ich habe die ICs verwendet, die ich gerade herumliegen hatte, wenn Sie diese Schaltung nachbauen, sollten Sie alle Bausteine in 74HC-Technik kaufen.

Der 74HC4060 mit 32768 Hz-Quarz-Oszillator wird als Taktgeber verwendet. Der IC teilt den Takt auf 2 Hz herunter, das nachgeschaltete Flipflop teilt ihn nochmals durch zwei, so dass ein 1 Hz-Takt entsteht. Die vier 74HC190 sind die Abwärtszähler-Kette, die linken beiden (Minuten) werden beim Start mit den an den Codierschaltern eingestellten Werten vorgeladen, die rechten beiden (Sekunden) werden auf 0 gesetzt. Da der Sekundenzähler nach dem Zählerstand 00 auf 59 springen muss, lädt sich der 100 nF-Kondensator nach dem Start auf, so das beim nächsten Ladevorgang (ausgelöst durch einen Zählerstand mit gesetztem Q_D an IC6, hier der Zählerstand 9, der auf 0 folgt) dieser Zähler nicht mit 0, sondern mit 5 geladen wird. Die Ausgänge der Zähler sind mit Anzeige-Dekodern des Typs 74HC4543 verbunden, die "schöne" Ziffern erzeugen (6 und 9 mit Querbalken oben bzw. unten) und genug Strom an den Ausgängen liefern können, um eine LED-Anzeige direkt zu treiben. Mit einem Jumper kann eingestellt werden, ob eine Null auf der Stunden-Zehner-Anzeige angezeigt (Jumper auf Pins 1 und 2) oder unterdrückt werden soll (Jumper auf Pins 2 und 3).

Der Zählerstand 0000 wird durch die AND-Gatter IC9A, IC9B und IC9C detektiert. Die Zähler sind fest auf Abwärtszählen eingestellt (Eingang "D/U" [Down/Up] an +5 V) und zeigen mit dem Ausgang "MX/MN" (Max/Min) an, wenn der Zähler auf 0 steht. Stehen alle 4 Zähler auf 0, so wird das Flipflop IC12B gesetzt und ein weiterzählen durch setzen des Eingangs "CTE" (Count Enable, invertiert) des ersten Zählers verhindert. Durch Drücken des Stop-Tasters wird der Elko an den gemeinsamen Anschlüssen der Codierschalter entladen und (über eine Diode) ein "Startvorgang" ausgelöst. Da der Kondensator am Start-Taster deutlich kleiner als der an den Codierschaltern ist, sind die Lade-Eingänge der Minutenzähler unabhängig von der Schalterstellung 0, so dass der Countdown sofort auf 00:00 steht. Stand er vorher nicht auf 00:00, so wird ein Setzen des Flipflops IC12B durch den ebenfalls gesetzten CLR (Clear) verhindert. Beim Einschalten werden die Zähler automatisch mit 0000 geladen, da die Kondensatoren entladen sind (gleicher Zustand wie bei einem Druck auf den Stop-Taster).

Schaltplan. Anders als gezeigt sollten Codierschalter mit den Stellungen 0-9 verwendet werden.

Fotos

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Experimentelle Entwicklung auf dem Steckbrett

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Fertiger Aufbau auf Lochrasterplatine mit gewinkelt angebrachter Anzeigenplatine.

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Unterseite der Schaltung.

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Der Countdown von vorne.