CMOS 4017 Decade-counter Funktioniert nicht

[TheArn]

Hallo,

ich habe versucht eine einfache LED Schaltung mit einem CMOS 4017 Decade-Counter zu bauen.

Counter: http://www.cmos4000.de/cmos/4017.html
(ähnliche)Schaltung: http://www.technologystudent.com/elec1/count1.htm

in meinem fall ist es so, dass statt eines Timers ,zu Test zwecken, ein nicht entprellter Taster angeschlossen ist, und nur an den ersten 4 Ausgängen (0-3) LEDs sind. Die Anderen sind über 470 Ohm Wiederstände geerdet. der Taster ist über einen 100kOhm Pulldown-Widerstand an Masse. Der Carry-out ist bei mir freischwebend, ich hab ihn allerdings auch mal geerdet gehabt, ohne eine Änderung am Problem fest zu stellen. Alles was nicht mit LED oder Taster verbunden ist ist direkt Geerdet. Ich habe die Schaltung wirkungslos bei den Spannungen 5,7,9 und 12 Volt Spannung bei 500mA ausprobiert.
Das Problem ist, dass der Zähler egal was ich mache nirgendwo ein Lebenszeichen von sich gibt. Ich kann auf den Clock Taster hämmern wie ein bekloppter und es passiert ganichts. Ich habe es auch einmal mit 3 weiteren ICs gleicher Bauweise versucht, um defekte am IC aus zu schließen. Erfolglos.
Ich habe die Outputs mit einem Voltmeter gemessen. An allen Pins kommt kein Strom durch (ca. 0,1v), außer an den Pins der Outputs 0 und 1 (Pin 1 und 2), da liegt ca. 10% der Betriebsspannung an.
Ich kann Defekte durch statische Ladung leider nicht ausschließen, da mir die Chips von Anfang an ohne eine dafür vorgesehene Erdungsmöglichkeit verkauft wurden, ich bewahre sie in der Regel lose in einer Plastikbox auf. Allerdings denke ich das der Defekt oder das Problem aus meiner Verschaltung resultiert, da alle 4 Chips die ich habe auf die selbe art falsch reagieren. Außerdem bewahre ich andere Chips der CMOS 4000 Familie genau so auf, ohne das da bisher Defekte auftraten.

Kann mir irgendjemand helfen? Ich weiß echt nichtmehr weiter.

Danke

[anders]

ich hab ihn allerdings auch mal geerdet gehabt,

Das ist verboten.
Bei Betriebsspannungen über 5V wird dadurch die Ausgangsstufe überlastet.

(ähnliche)Schaltung

Ähnlich nützt nicht viel.
Deine Schaltung musst du zeigen und am Besten auch ein Foto des Aufbaus.

P.S.:

Ich habe die Outputs mit einem Voltmeter gemessen

Miss auch mal das Eingangssignal an Pin14!
Vielleicht erzeugst du gar keinen Takt, weil du den Taster falsch angeschlossen hast.

[Erfinderlein]

Hallo,

Der Zähler will am Eingang den Übergang von low nach high sehen, dazu kannst du den Widerstand an den Zählereingang nach plus hängen und mit dem Taster Null Volt ( Masse) auf den Eingang geben. Zählen tut er dann immer beim loslassen des Tasters. Wenn der Taster prellt, kann es passieren, daß der Zähler schon außerhalb deiner drei LED´s steht.Wollen wir mal hoffen, daß die Bausteine nicht alle defekt sind. Viel Glück !

Lothar

Sehe gerade Anders war schneller.

[TheArn]

Tach,

hier das angeforderte Foto von der Schaltung:



Ich habe den Taster gegen eine NE555 getauscht um die Störungsquelle am Taster aus zu schließen. Der Carry-out ist nun freischwebend, am sonsten sind die Pins 0-3 mit den LEDs verdrahtet, die anderen Outs sind über Wiederstände geerrdet. der Output 4 geht in den Reset Pin. Immer noch die gleichen Fehler wie vorher.
Die Schaltung läuft bei 7.5V

[der mit den kurzen Armen]

Ausgänge kannst du unbeschaltet lassen, dazu gehört auch der Carry-Out. Wenn du die Ausgänge über 470 OHM an GND legst belastest du den IC unnötig. Der Reseteingang darf wie jeder andere Eingang dagegen nie unbeschaltet sein! Den Out 4 auf Reset zu legen ist keine gute Idee. Dieser Eingang sollte besser über ein Externes Gatter angesteuert werden. Zum Testen kannst du den Reset mit GND verbinden dann muss bei richtiger Verschaltung der 4017 mit jedem Takt einen Ausgang weiter schalten.

[TheArn]

Ich habe nun den Reset-Pin mit Ground verbunden und alle Ausgänge die nicht zwingend benötigt werden freischwebend gelassen. Gebracht hat das insofern was, das die LED an Pin 3 (auf dem Foto 1. von Rechts) wenn ich den Chip anfasse oder sich die Kondensatoren zur Glättung beim Ausschalten entladen flackert. je nachdem welchen meiner Chips ich ausprobiere flackert die 3. von Rechts auch mal mit. Ich glaube aber ,dass das ehr etwas damit zu tun hat ,dass die Comparatoren mit der Situation überfordert sind.

Ich weiß nicht wirklich was ich noch machen soll, ich glaube langsam echt ,dass diese Chips defekt sind, trotzdem verwundert es mich, dass diese dann immer auf gleiche weise Falsch funktionieren. Mir wäre geholfen wenn mir jemand erklären könnt wie ich herausfinden kann ob meine Chips defekt sind, bzw. ob überhaupt Grund zu der Annahme besteht. (Es ist schon öfters vorgekommen ,dass mir nach ca. 3 Tagen Tüftelei und Verzweifeln irgendein ziemlich dämlicher Fehler aufgefallen ist.)

Trotzdem erstmal vielen dank für die viele Anteilnahme

[anders]

Gebracht hat das insofern was, das die LED an Pin 3 (auf dem Foto 1. von Rechts) wenn ich den Chip anfasse oder sich die Kondensatoren zur Glättung beim Ausschalten entladen flackert

Das ist ein deutliches Zeichen, dass Eingänge in der Luft hängen!


Im Übrigen ist die Schaltung sehr ungeschickt aufgebaut.
Immer wenn Flipflops im Spiel sind, musst du darauf achten, dass Vss und Vdd auf kurzem Wege mit einem keramischen Stützkondensator verbunden sind.
Also nicht erst GND oder Vcc um sämtliche Ecken der Platine verlegen und dann irgendwo einen Kondensator unterbringen. Dort nützt er nichts mehr.
Es ist kein Luxus, wen man jedem IC solch einen 100nF Kondensator spendiert und diesen auf dem kürzesten Weg mit den IC-Pins verbindet.

In diesem Beispiel ist besonders der 555 verdächtig, denn dieser Chip ist dafür bekannt, dass seine Ausgangsstufe im Umschaltmoment recht viel Strom aufnimmt.
Im Zusammenspiel mit der Induktivität der Zuleitungen gibt das grosse Spannungssprünge, die auch in anderen Schaltkreisen zu Fehlfunktionen führen können.

[TheArn]

Danke für den Tipp.

Ich habe nun einen 100µf-Elko direkt parallel zur Stromversorgung geschaltet. Außerdem habe ich nun alle Outputs, außer den Carry-Out über LEDs geerdet. Die Reset- und Disable-Outpruts sind immer noch direkt geerdet. Außerdem habe ich den NE555 samt drumherum entfernt und wider durch den nicht entprellten Taster ersetzt, um diese potentielle Störungsquelle aus zu schließen. Das Resultat ist, dass der IC wieder auf eine andere weise falsch funktioniert (so langsam ist mir das echt ein bisschen peinlich).

Die LED an Pin 5 (wenn man von eins anfängt zu zählen die Nummer 7) geht bei Stromversorgung an, bleibt die ganze Zeit an und immer noch gibt es keine Reaktion auf den Clock. Geerdet ist das Ganze immer noch über normalen Kupferdraht, da ich keine Kerkos habe, ich werde diesen Notstand aber morgen beheben.

Hier ein Foto der aktuellen Schaltung:



P.S. Ich habe jetzt mal keinen Wiederstand hinter oder vor die LEDs gemacht (ja ich weiß grob fahrlässig), ist auch nur zum Testen.

[Erfinderlein]

Hi,

so wie der Taster angeschlossen ist, wird das nicht takten. Mach mal einen 47 kOhm nach plus an den Eingang.
Die Eingänge wenn nicht mit einem Pullupwiderstand versehen schweben undefiniert und in deinem Fall mit dem Trend nach Null.
Ich habe zwar keine Erfahrung mit CMOS; aber so etwas sehe sogar ich. Auch hattest du einen Hinweis zum Taktverhalten (Eingang will Übergang von Low nach High sehen; mein erster Beitrag)

LG Lothar

[BernhardS]

P.S. Ich habe jetzt mal keinen Wiederstand hinter oder vor die LEDs gemacht (ja ich weiß grob fahrlässig), ist auch nur zum Testen.

Ja aber gerade so entstehen Störungen. Zum Testen braucht eine LED nur 3-4 mA zu führen, dann sieht man ob die leuchtet oder nicht. Diese Schaltvorgänge mit überhöhtem Strom verursachen Spannungsabfall in der Zuleitung, daher die Kondensatoren direkt an den Versorgungspins der IC´s. Dadurch kommt es für winzige Sekundenbruchteile zu nicht definierten Pegeln bzw. zu irgendwelchen Impulsen die unerwünscht mitgezählt werden.

[TheArn]

Hallo zusammen,

da sich das Problem offensichtlich, wider erwarten, nicht einfach lösen lässt habe ich nun die Schaltung noch einmal komplett neu zusammengebaut. Ich habe nun um Fehlerquellen zu minimieren keinen Taktgeber angebaut (@ Erfinderlein: tut mir leid, der Tipp mit dem Taster ist mir vor lauter anderen Mängeln die es zu beheben galt entfallen). Ich habe um einen definitiven Low-Pegel zu erhalten die 3 Inputs des Chips über 3 AND Gatter (CMOS 4081) auf Low gesetzt. An dem 4. Gatter des logic ICs liegt ein LED. Der Pin ist auf HIGH, um durch flackern der Led den Zustand des 4081 zu zeigen. Am sonsten habe ich die ICs um die Spannung zu glätten parallel zu 2 100µF Elkos geschaltet. Die LEDs sollten mit passenden Wiederständen geerdet sein, die Stromversorgung läuft immer noch auf 7,5V und ca. 1.9A. Zu ultimativen Glättung habe ich nochmal ein 450µF Elko parallel zur Schaltung gesetzt.
Ziel dieser Verzweiflungstat ist es den IC in den Start modus zu Bequemen (Led 0 auf HIGH, alles andere auf LOW), um fest zu stellen ob dieser überhaupt funktioniert. Leider tut sich bei mir immer noch nicht, was eventuell nun nicht mehr an der Schaltung liegt, sondern daran das ich die Chips mit meinem dilettantischen vorgehen bei der Problemlösung, sollten sie anfangs funktioniert haben, nun endgültig ruiniert habe.
Ich werde mir so bald wie Möglich neue kaufen, um auch diesen Störfaktor aus zu merzen. Sollte jemandem noch ein Verbesserungsvorschlag auffallen wie ich die Bedingungen für den Chip noch paradiesischer machen kann so möge er sich bitte melden.

Vielen Dank für die Anteilname

Aktuelle Schaltung:



P.S. die Jumbo LED zeigt einfach nur an ob Strom anliegt oder nicht.

[anders]

die Stromversorgung läuft immer noch auf 7,5V und ca. 1.9A

Wenn da 1,9A unterwegs sind, hast du einen soliden Kurzschluß, vielleicht auch schon ausgebrannte ICs.
Betreibst du die Schaltung etwa mit Wechselspannung?

nun endgültig ruiniert habe.

Werden die Chips heiß?
Das darf nicht passieren bzw. passiert sein.

Am sonsten habe ich die ICs um die Spannung zu glätten parallel zu 2 100µF Elkos geschaltet.

Ziemlich nutzlos!
Ich schrieb dir schon, dass kleine Keramikkondensatoren ausreichen, aber sie müssen mit möglichst kurzen Drähten nah an den ICs untergebracht werden.
Also versorge die ICs von EINEM Paar der Stromschienen (am besten von der Seite auf der sich Vss bzw. GND am IC befindet), und setze dort einen kleinen Kondensator hin. Auf diese Weise wird der Umweg nicht länger als 5cm.

habe um einen definitiven Low-Pegel zu erhalten die 3 Inputs des Chips über 3 AND Gatter (CMOS 4081) auf Low gesetzt.

Hast du das mittels Durchgangsprüfung kontrolliert?
Steckbretter sind nicht gerade für ihre sichere Kontaktgabe berühmt.

Wenn du. wie hier zu sehen. in eine Kontakfeder mehrere Drähte hineinzwängst, wirst du dich hoffentlich nicht wundern, wenn nur die Hälfte der Drähte Kontakt gibt, und die Federn anschliessend verbogen sind.

P.S.:

An dem 4. Gatter des logic ICs liegt ein LED. Der Pin ist auf HIGH, um durch flackern der Led den Zustand des 4081 zu zeigen.

Warum sollte da etwas flackern?
Die Eingänge dieses Gates liegen auf High, also liegt der Ausgang auch dauerhaft auf High und die LED brennt dauerhaft.

Der Zähler wird natürlich auch nichts tun, wenn du sämtliche Eingänge mit konstanten Potentialen verbindest.

[BernhardS]

die Stromversorgung läuft immer noch auf 7,5V und ca. 1.9A.

Bevor das nicht auf 0,019A runter ist............

Es wird eine Neubeschaffung des IC´s notwendig sein. Dann schrittweise aufbauen.
Erstmal einen Taktgeber z.B. mit einem NE555. Den aber gleich mit einem Kondensator direkt an der Versorgungsanschlüssen ausstatten.
Dann den IC danebenstecken, Versorgung verbinden (gleich mit Kondensator), alle Eingänge auf Masse, alle Ausgänge offen lassen und schauen wieviel Strom fließt - ganz, ganz wenig bis garnix wäre schön.
Reset und Clock inhibit können gleich auf Masse bleiben. Einen Ausgang mit einer LED versehen - aber bitte mit Vorwiderstand (mein Universalwiderstand ist 4.7 kOhm - das reicht um eine LED zu sehen) und dann den Ausgang vom Taktgeber mit Clock verbinden - vorsichtige Leute verwenden dazu auch einen Widerstand.

Diese Steckboards haben intern so ein Federelement das über mehrere Löcher geht. Wie schon gesagt wurde gibt es den Effekt, daß wenn man in einem Loch die Feder zuweit aufbiegt, dann verbiegt sich das einerseits dauerhaft und gibt nie wieder einen gescheiten Kontakt, andererseits weitet sich aber auch der Kontakt des danebenliegenden Lochs mit auf und kontaktiert ebenfalls unzuverlässig.
Auch kommt es vor, daß IC´s nicht auf allen Pins eine Verbindung haben, wenn sie nicht absolut fest und tief eingedrückt sind. Es kann zielführend sein, jeder Verbindung mit einem Ohmmeter nachzumessen.

[TheArn]

Fehler gefunden (und das dazugehörige Maß an Blödheit meinerseits überschreitet selbst meine kühnsten Erwartungen).

Erst einmal: vielen Dank für die tipps. Unabhängig davon ob die Schaltung für den Fehler verantwortlich ist oder nicht sollte ich mir wohl noch einige Grundlagen zu ICs und speziell zu meiner lieblings Familie hier aneignen.
Die Kontakte der Schaltung stimmen alle, die Schaltung läuft natürlich mit Gleichstrom. Der Test mit der Flackernden LED sollte eigentlich dazu da sein um sicher zu stellen, das kein Pin des AND-Gatters frei schwebt. Die ICs werden nicht heiß.

Nun zum Fehler. Es begab sich vor ca. einem Monat das ich diese Chips kaufte, undzwar standen die auf einer liste mit anderem Zeug einfach als CMOS 4017. Auch bekannt als CD4017BE. Was mir allerdings verkauft wurde (ich mache dem Verkäufer keinen Vorwurf, ich war ja selbst zu blöd um das zu merken) ist ein CD40174BE. Es handelt sich dabei um 6 Flipflops in einem Gehäuse, die ich seit ca. 4 tagen als Decadenzähler ansteuern will .

Die richtigen ICs sind schon bestellt.

Vielen dank für die ganze Unterstützung und Entschuldigung für die Zeitverschwendung. Das nächste mal überprüfe ich welchen IC ich da habe bevor ich mich an das Kollektiv wende.

Liebe Grüße Arn

[der mit den kurzen Armen]

Kleiner Tipp noch 100nF Keramikkondensatoren am besten direkt Quer über das IC verbinden! Beim 555 den 10 nF -max 100nF Kondensator am Pin 5 nach GND nicht vergessen! Und auch da sollte die Betriebsspannung mit 100 nF direkt am IC gestützt werden. Ich weis es sieht immer dumm aus wenn da ein Kondensator Quer über das IC liegt aber kürzere Wege gibt es nicht.(Zu mindestens auf der Ansammlung von Wackelkontakten(Steckbrett)). Ich habe bei Leiterplatten den Stützkondensator immer auf die Lötseite verfrachtet!