Mückenscheuche mit 4093
Beitrag zum Schaltungswettbewerb 2013 von Martin Müller
Diese elektronische Mückenscheuche erzeugt auf- und abschwellende Töne im Frequenzbereich > 20 kHz (bis 50 kHz) in der Vorstellung damit Mücken und eventuell auch andere tierische Plagegeister fernzuhalten. Die Schaltung wird mit einer Versorgungsspannung von 9 Volt betrieben. Die Betriebsspannung für den 4093 wird durch die Zenerdiode D1 auf 4,7 V stabilisiert. Dadurch wird sichergestellt, dass Schwankungen der Versorgungsspannung keinen Einfluss auf die vom IC erzeugten Frequenzen haben. Zwei Gatter (Pin 1, 2, 3 und Pin 6, 5, 4) arbeiten als RC-Rechteckgenerator und Pufferstufe mit einer Frequenz von ca. 2 Hz. Durch vergrößern der Kapazität von C4 (100nF) auf z.B. 150nF oder 220nF lassen sich auch niedrigere Frequenzen erzeugen.
Am Pin 4 des IC kann man ein sauberes Rechtecksignal (rote Kurve) ableiten. Durch das RC-Glied R3 (100k) und C5 (1µF) wird das Rechtecksignal wie in der gelben Kurve erkennbar verändert. Diese schwankende Spannung wird dazu verwendet die Frequenz eines weiteren RC-Rechteckgenerators (Pin 10, 9, 8) zu verändern. Der frequenzbestimmende Kondensator besteht hierbei aus dem Trimmer C6 (130pF) und einer in Sperrrichtung betriebenen roten superhellen LED. Die LED wird als Kapazitätsdiode benutzt. Über R4 (10M) wird der LED die schwankende Sperrspannung zugeführt. Mit dem Trimmer C6 (130pF) kann der gewünschte Frequenzbereich ausgewählt werden. Das letzte Gatter (Pin 13,12, 11) bildet eine Pufferstufe.
Das Ausgangssignal von Pin 11 (rote Kurve), im Augenblick der Messung mit einer Frequenz von ca. 28,5 kHz, gelangt schließlich über R6 (2,2k) zum Transistor T1 (2N3904) der zusammen mit der Drossel L1 (4,7mH) eine Endstufe für den verwendeten Piezolautsprecher bildet. Die gelbe Kurve zeigt, dass durch die Induktionseffekte Spannungen von bis zu 12 VSS am Piezolautsprecher auftreten.
Hier ist noch einmal der Verdrahtungsplan der Schaltung auf dem Steckbrett zu sehen. An die Anschlüsse des Trimmkondensators C6 (130pF) wurden kurze Drähte angelötet um ihn besser auf dem Steckbrett platzieren zu können. Die Stromaufnahme der Schaltung liegt bei ca. 60 mA, wobei der größte Teil auf die „Endstufe“ entfällt. Im Betrieb mit den vorgestellten Bauteilen erwärmte sich der Transistor T1 (2N3904) mäßig. In Abhängigkeit von verwendeter Spule L1 (4,7mH) und Piezolautsprecher kann es notwendig sein, den Transistor durch einen Typ mit höherer Verlustleistung zu ersetzen.
