Reaktivlicht mit 4093
Beitrag zum Schaltungswettbewerb 2013 von Martin Müller
Es gibt verschiedene Schaltungsvarianten für Reaktivlichter wie sie beim Geocaching eingesetzt werden. Allen gemeinsam ist, dass eine Signalausgabe (mittels LED) erfolgt, wenn die Schaltung bei Dunkelheit kurzzeitig angeleuchtet wird. Am Tag oder bei Dauerlicht soll kein Signal ausgegeben werden. Idealerweise haben derartige Schaltungen eine sehr geringe Ruhestromaufnahme , so dass die zum Betrieb erforderlichen Batterien lange (mehrere Monate) durchhalten. Mit dem 4093 lässt sich ein solches Reaktivlicht mit wenigen Bauteilen praxistauglich realisieren. Fällt bei Dunkelheit Licht auf den LDR, schaltet der Ausgang des Schmitt-Trigger-Inverters (Pin 13, 12, 11) auf Minus. Dieses wird durch C2 (100nF) an den nächsten Inverter (Pin 10, 9, 8) impulsmässig "durchtelefoniert", der über D1 C3 (1µF) aufläd. Solange dern nächste Schmitt-Trigger-Inverter Pin 5 und 6 als "High" erkennt, legt er (Pin 4) Minus an die Anode der Diode D2. Dadurch wird diese hochohmig und der RC-Oszillator der aus dem noch übrig gebliebenem Gatter (Pin 1, 2, 3), R5 (10M) und C4 (100nF) besteht, beginnt zu schwingen. Die LED blinkt und hört erst auf, wenn C3 (1µF) über R4 (10M) entladen wurde. Als LDR sollte ein Typ gewählt werden, der einen sehr hohen Widerstand (im Megaohm-Bereich) bei Dunkelheit besitzt. Durch Veränderung des Wertes von R2 lässt sich in gewissen Grenzen die Empfindlichkeit der Schaltung beeinflussen. Mit 470k-Ohm ist sie am empfindlichsten.
In meinen Beständen fanden sich nur Exemplare der Typs HCF4093. Diese haben eine wirklich zu vernachlässigende Eigenstromaufnahme. Die Ruhestromaufnahme wird im wesentlichen durch die Widerstände R1 (LDR) und R2 (470k – 4,7M) bestimmt. Bei Verwendung eines 1M-Ohm-Widerstandes für R2 betrug die Ruhestromaufnahme am Tag ca. 5 µA!!!
Diese Abbildung zeigt nochmals den Schaltungsaufbau auf einem Steckbrett. Für den Outdoor-Einsatz muss man die Schaltung natürlich zusammenlöten und wetterfest verpacken. Um eine zuverlässige Funktion zu gewährleisten, ist die Anordnung von LED und LDR zu beachten. Es darf weder direkt noch indirekt Licht von der LED auf den LDR fallen.