ATtiny 13 als Vorteiler       

von Ralf Beesner                  
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Neulich fragte mich ein Kollege nach einer Bezugsquelle für einen mindestens siebenstelligen Ereigniszähler. Ein pneumatisches Bauteil in einer Industrieanlage hielt deutlich weniger lange als vom Hersteller versprochen, und er wollte dem elektrischen 24V-Pneumatikventil einen elektronischen Zähler parallelschalten, um herauszufinden, nach wie vielen Schaltspielen das Pneumatikbauteil schlapp macht.

Eine oberflächliche Suche nach dem Begriff "Ereigniszähler" erbrachte bei Reichelt nur einen fünfstelligen Fittness-Schrittzähler, den man hätte "schlachten" müssen, um den mechanischen Pendelkontakt rauszuwerfen und einen Spannungseingang anzuschließen.

Bei Conrad erbrachte der Suchbegriff lediglich einige sechstellige Zähler mit LC-Display. Später hat der Kollege herausgefunden, daß die Suche nach "Impulszähler" dann doch einige geeignete achtstellige Ereigniszähler auswirft.

Ich hatte aber bereits angefangen, nach einem möglichst einfachen Vorteiler 10:1 bzw. 100:1 zu suchen, der sich direkt aus der Stromversorgung eines Zählermoduls bzw. umgebauten Schrittzählers versorgen läßt (die meisten dieser Geräte werden aus einer 3V-Lithium-Knopfzelle gespeist).

Es gibt zwar allerlei CMOS-Zähler-ICs, aber mit einem ATtiny 13 läßt sich das Problem mit besonders wenigen Bauteilen und einigen trivialen Zeilen BASCOM-Code erschlagen. Nicht so ganz offensichtlich ist allerdings, wie man den ATtiny möglichst häufig im Zustand "Powerdown" hält, um maximal Energie zu sparen.

Aus dem Zustand "Powerdown" (in dem der ATtiny-Taktoszillator abgeschaltet ist), kann man den Controller nicht mit einem flankengetriggerten, sondern nur mit einem pegelgetriggerten Interrupt INT0 herausholen, und dieser spricht nur auf Low-Pegel an, was einen Invertertransistor erfordert hätte.

Besser geeignet sind Pin Change Interrupts. Zumindest in der (relativ alten) BASCOM-Demo-Version werden sie jedoch nicht vollständig mit Hochsprache-Befehlen unterstützt, daher ist es besser, direkt die Register zu konfigurieren.

Pin Change Interrupts reagieren auf steigende UND auf fallende Flanken; in dieser Anwendung ist das aber durchaus erwünscht, weil man den Controller auch während der High-Phase des Eingangssignals in Powerdown schicken kann. Er verbraucht daher (ähnlich wie ein CMOS-Logik-IC) nur während der Flankenwechsel Strom.

Das Timing muß man eventuell im Programm an die Frequenz der Eingangsimpulse und die Geschwindigkeit des nachgeschalteten Zählers anpassen - einerseits sollen keine Eingangsimpulse verlorengehen, andererseits müssen die Ausgangsimpulse lang genug sein, um den nachgeschalteten Zähler ansprechen zu lassen. Die obere Grenzfrequenz habe ich nicht getestet, bei ein paar hundert Hz dürfte aber "Schluß" sein.

Auch der Wert für Kondensator C1 muß möglicherweise angepaßt werden. Die Zeitkonstante T = R1 * C1 sollte deutlich kleiner sein als die Impulsdauer, andererseits aber so lang sein, daß "Schmutz" (z.B. Schalter-Prellen) weggefiltert wird.  

Download des Bascom-Quelltextes:  0116-t13-vorteiler.zip 


' Vorteiler 10:1 für einen Ereigniszaehler 0 - 999999
' Compiler: BASCOM 2.0.7.5 Demo
' Gezaehlt werden positive Flanken an PinB.1
' nach 10 Impulsen wechselt PortB.4 entweder fuer 10 msec auf High (auskommentiert)
' oder wird erst bei der nächsten Flanke high -> low zurückgestellt (aktiv)


$Regfile = "Attiny13.dat"
$Crystal = 1200000
$Hwstack = 32
$Swstack = 8
$Framesize = 8

DDRB =  &B00010000                                         ' nur PortB.4 ist Ausgang
DIDR0 = &B00011101                                         ' Digitaleingaenge bis auf PinB.1 deaktiviert
GIMSK.PCIE = 1                                             ' Pin Change Interrupt PortB aktiviert
PCMSK.PCINT1 = 1                                           ' nur Bit 1 (PinB..1) wird durchgelassen
SREG.7 = 1                                                 ' enable Interrupts

Dim I As Byte
Dim M As Byte

Const Overflow = 10                                       ' ggf. 100 fuer Teilerverhaeltnis 1:100


Do

   If PinB.1 = 1 Then
       If M = 0 Then                                      ' M verhindert mehrfache Inkrmentierungen von I
           Incr I
           M = 1
       End If
       If I >= Overflow Then
           PortB.4 = 1
           I = 0
'           Waitms 10                                      ' PortB.4 10 msec auf high, dann wieder low
'           PortB.4 = 0
       End If
'       Waitms 1                                           ' ggf. gegen Kontaktprellen am Eingang
       Powerdown
   End If

   If Pinb.1 = 0 Then
       PortB.4 = 0                                          ' Rueckstellen von PortB.4 erst bei high-low-Flanke
       M = 0
       Powerdown
   End If
Loop

End


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