Wechselblinken mit Ein/Aus-Schaltmöglichkeit
          

von Hermann Nieder                               
            Platz 4 im NE556-Schaltungswettbewerb            
 
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Die „Augen“(die beiden grünen Leuchtdioden aus dem Adventskalender 2011) des stilisierten Kopfes einer „Mieze“ beginnen zu blinken, wenn bestimmte „Barthaare“ berührt werden. Werden andere angefasst, leuchten die „Augen“ nicht mehr.

Das Geheimnis des kleinen Projekts steckt in der abgebildeten Schaltung, in der zwei Timer eines NE556 verwendet werden.



Mit einem von ihnen  ist ein astabiler Multivibrator aufgebaut. Die Frequenz seines Ausgangssignals lässt  sich durch eventuell  dazu zusätzlich parallel liegende Kondensatoren  C3...C5 noch verringern. Außerdem dient ähnlich wie in der  Beschreibung zum Adventskalender  2011 für das Experiment am 5. Tag ein elektronischer Umschalter mit dem zweiten Timer dazu, das Ausgangssignal des Multivibrators ein- bzw. auszuschalten.  Über einen Vorwiderstand von 10 k wird mit der Ausgangsspannung an Pin 9 des NE556 der npn-Transistor T2 angesteuert, dessen  Kollektor  mit der Basis von T1 verbunden ist. Sein Emitter liegt an Masse(Minuspol). Ähnliches gilt für den Fall, dass an der Stelle von Transistor T2 ein pnp-Transistor eingesetzt wird. Sein Emitter ist dann mit der Basis von T1 verbunden, während sein Kollektor am Masse angeschlossen ist.

Die „Barthaare“ oben im Bild sind Drähte mit grauer Isolierung, an deren freien Enden dieselbe ein kleines Stück entfernt und dann teilweise wieder aufgeschoben wurde.  Die folgenden Bilder sind Screenshots  von  Oszillogrammen, die  mit der Software „PlotterT13_2.exe“ von der CD zum Lernpaket „Elektronik Start mit USB“ aufgenommen wurden. Die Kapazität von C1 betrug bei den Messungen jeweils 500 nF ( 5 Kondensatoren  zu je 100 nF aus dem Adventskalender 2011 parallel geschaltet), und die Betriebsspannung war auf  5 V eingestellt. Der ATtiny13 aus dem oben erwähnten  Lernpaket mit der Datei Interface.hex sollte auf keinen Fall überlastet werden. Zwischen dem Analog-Eingang des Mikrocontrollers, der bei den Messungen stets zwischen den beiden Anoden der Leuchtdioden und Masse angeschlossen war, war zusätzlich ein Widerstand mit einem Wert von 2,2 M aus dem Adventskalender 2011 angeschlossen. Die Beschriftungen in den Screenshots  wurden  nachträglich eingefügt.



In der Schaltung oben wirkt Transistor T2 ähnlich wie ein Schalter zwischen der Basis von T1 und Masse. Wenn U_st  0 V ist,  ist der „Schalter“  (Kollektor-Emitter-Strecke von T2 sehr hochohmig) „geöffnet“. Folglich kann das Recktecksignal an die Leuchtdioden „weitergereicht“ werden, damit diese blinken können. Dies ist sofort der Fall, wenn die Spannungsquelle eingeschaltet wird.

Wird der Draht am Eingang Tri berührt, wird U_st schlagartig groß. In diesem Fall ist der „Schalter“ zwischen der Basis von T1 und Masse (Kollektor-Emitter-Strecke von T2 sehr  niederohmig) „geschlossen“. Die Leuchtdioden blinken nicht. Aus dem Oszillogramm ist abzulesen, dass die Spannung an ihnen weniger als 0,5 V beträgt.

 
An Stelle des npn-Transistors T2 kann auch, wie dies im Schaltplan oben angedeutet ist, ein pnp-Transistor T3 als „Schalter“ dienen. Der pnp-Typ wirkt „umgekehrt“ wie ein npn-Typ,  wie dies aus dem folgenden Bild zu entnehmen ist.



Bei hoher Spannung U_st  ist  bei einem  pnp-Transistor T3  der „Schalter zwischen der Basis von T1 und Masse „offen“(Kollektor-Emitter-Strecke sehr hochohmig), und  das Rechtecksignal wird an die Leuchtdioden  „weitergeleitet“. Bei einer Spannung U_st von etwa 0 Volt ist der „Schalter“ zwischen  der Basis von T1 und Masse(Kollektor-Emitter-Strecke von T3 sehr niederohmig) „geschlossen“, und an den Leuchtdioden kommt von dem Rechtecksignal zu wenig an, um diese zum Blinken zu bringen. Der Vorteil der Schaltungsvariante mit dem pnp-Transistor im Vergleich zu derjenigen mit dem npn-Typ besteht darin, dass die Leuchtdioden beim Einschalten der Spannungsquelle zunächst dunkel bleiben und erst beim Berühren des „richtigen“ Drahtes (am Eingang Tri, Pin 8 des NE556)blinken. Kommt man in die Nähe des betreffenden anderen Drahtes(am Eingang Thr, Pin 12) bzw. berührt diesen, werden die  Leuchtdioden ausgeschaltet, usw.

Baut man die oben abgebildete Schaltung unter Verwendung eine pnp-Transistors (BC557 o. ä.) z. B. auf einer kleine Platine mit Lötpunkten auf und wählt als Spannungsquelle eine Batterie aus vier Zellen des Typs Micro/AAA, passt alles zusammen in eine Konservendose, auf deren Kunststoffdeckel sich der stilisierte Kopf der „Mieze“ mit den „geheimnisvollen Barthaaren“ befindet. Die Überraschung derjenigen/desjenigen die/der dieses kleine Projekt auf dem Tisch vorfindet, ist sicher groß, wenn die „grünen Augen der Katze“ plötzlich auf „geheimnisvolle Weise“ zu blinken beginnen!