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Blinker mit Gattern


Eine einfache Methode, eine Diode zum Blinken zu bringen, bieten Gatter an. Für solche Aufgabe können unterschiedliche Gatter eingesetzt werden, vorausgesetzt ihre Eingänge besitzen die Hysterese – Eigenschaft. Dadurch reagiert ein Gatter beim Umschalten auf LOW auf eine andere Spannung als bei der Umschaltung auf HIGH. Das Gatter hat damit zwei Schaltschwellen. Diese Eigenschaft kann man sich bei Erstellung eines Blinkers zunutze machen. In dem Beispiel kommen Inverter (NOT-Gatter) zum Einsatz.

Das Prinzip der Schaltung ist ganz einfach. Über einen Widerstand verbindet man den Ausgang eines NOT-Gatters mit seinem Eingang und bringt ihn so zum Schwingen. Am Ausgang erhält man als Ergebnis ein Taktsignal. Durch Anschluss eines Kondensators wird das Schwingen verlangsamt und in den für Menschen sichtbaren Bereich gebracht. Das ist schon alles. Zusätzlich verbindet man den Ausgang mit dem Eingang eines zweiten Gatters, mit dem (in diesem Fall) eine Diode zum Leuchten gebracht wird:

Prinzip der Schaltung


Die Lösung kann durchaus als besonders sparsam betrachtet werden. Ein Widerstand und ein Kondensator reichen aus, um das gewünschte Taktsignal zu erzeugen. Beim Aufbau von logischen Verknüpfungen bleiben nicht selten einige Gatter frei. Die kann man dann z. B. für einen Blinker verwenden. Der hier eingesetzte Baustein SN7414N beinhaltet in einem Gehäuse gleich sechs NOT-Gatter (Inverter). In der Testschaltung kommt zu dem Widerstand noch ein Potentiometer, mit dem man die Diode langsamer bzw. schnelle blinken lassen kann, hinzu.

Fertig aufgebaute Testschaltung:

Testschaltung


Schaltplan:

Nach Einschalten (Schalter/Taster S1 geschlossen) ist der Kondensator noch entladen und am Pin 1 (Eingang Gatter Nr. 1) herrscht Null-Potenzial. Damit bekommen wir am Pin 2 (Ausgang Gatter Nr. 1) ein HIGH Signal. Dieses Signal wird direkt zum Pin 3 (Eingang Gatter Nr. 2) weitergeleitet. Damit steht Pin 4 (Ausgang Gatter Nr. 2) auf LOW. Die Leuchtdiode LD1 geht an. Gleichzeitig beginnt (Pin 2 und 3 stehen auf High) der Kondensator C1 sich über die Widerstände R1 und R2 aufzuladen. Das Potenzial am Pin 1 steigt an. Erreicht die Spannung am Pin 1 die obere Hysterese-Schaltschwelle des Gatters Nr. 1 (HIGH), so schaltet es seinen Ausgang auf LOW. Damit haben wir auch an Pin 2 und 3 das LOW-Potenzial und folglich steht Pin 4 auf HIGH. Die Diode geht aus. Da das erste Gatter umgeschaltet hat und sein Ausgang auf LOW steht, kann sich der Kondensator über den Ausgang entladen. Die Entladung erfolgt, ähnlich wie beim Aufladen, über die Widerstände R1 und R2. Fällt die Spannung am Kondensator unter die untere Hysterese-Schaltschwelle des Gatters Nr.1, so schaltet es seinen Ausgang auf HIGH und der ganze Vorgang wiederholt sich.

Schaltplan

Schaltplan


Bei einer "echten" Anwendung empfiehlt es sich, alle nicht benutzten Eingänge des Bausteins auf Masse zu legen:

Eingänge auf Masse




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