Lauflicht mit dem Zähler CD4017BE und dem Timer NE555
In dieser Schaltung gilt es, ein Lauflicht mit zehn Leuchtdioden zu konstruieren. Für die Realisierung des Vorhabens wählen wir zwei integrierte
Schaltungen aus und zwar CD4017BE und NE555. Die Bauteile teilen die Schaltung in zwei Teile, die getrennt betrachtet werden können. Der Timer NE555 tritt in
der Schaltung als ein Taktgeber auf und bildet den ersten Teil der Schaltung. Die Taktfrequenz des Timers bestimmt, mit welchem Tempo das Lauflicht läuft. Die
Schaltung wird so konzipiert, dass mit einem Potentiometer die Taktfrequenz eingestellt werden kann.
Die Leuchtdioden werden von dem Dekadenzähler CD4017BE angesteuert. Hier handelt es sich um den zweiten Teil der Schaltung. Insgesamt wird das Lauflicht
aus zehn Leuchtdioden gebildet.
NE555
Der Timer NE555 lässt sich für viele Funktionen einsetzen. Er kann z.B. für Impulsverlängerung oder Ein- bzw. Ausschaltverzögerung verwendet werden.
In der Schaltung wird mithilfe des NE555-Timers ein Taktsignal erzeugt, mit dem der Zähler CD4017BE angesteuert wird. Der Timer braucht nur wenige zusätzliche
Bauelemente, um seine Aufgabe erfolgreich erfüllen zu können. Die wichtigsten sind die zwei Widerstände R1 und R3, der Potentiometer R2 und der
Kondensator C1.
Der Dekadenzähler CD4017 stellt uns 10 Ausgänge OUT0 bis OUT9 zur Verfügung. Sie werden in Abhängigkeit von den Takten am Eingang Pin 14
(oder Pin 13) nacheinander geschaltet. Bei dem ersten Takt wird der Ausgang OUT0 (Pin 3) auf HIGH geschaltet, bei dem zweiten der Ausgang OUT1 (Pin 2) usw. Nach
dem zehnten Takt wiederholt sich der gesamte Schaltvorgang. Die Voraussetzung für die Schaltvorgänge ist die richtige Beschaltung der Steuereingänge.
Der Zähler ist mit zwei Takt-Eingängen Pin 13(Clock Inhibit) und Pin 14 (Clock) ausgestattet. Wird am Pin 14 ein HIGH-Signal erkannt (steigende Flanke),
wird ein weiterer Ausgang geschaltet. Möchte man die Einschaltung bei LOW-Signal (fallende Flanke) erreichen, muss der Takteingang Pin 13 verwendet werden.
Wenn man weniger als zehn Ausgänge nutzen möchte z.B. nur n Ausgänge (n<10), so ist der Ausgang Nr. n+1 mit dem Eingang Reset Pin 15 zu verbinden.
Bei Bedarf können mehrere CD4017-Zähler nacheinander geschaltet werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass auch Aufgaben, die mehr als 10 Ausgänge
bedürfen, auch realisiert werden können. Bei Kaskadierung der Bausteine werden UND-Gatter benötigt.
Die Pinbelegung:
VDD – Spannungsversorgung
VSS – GND
RESET – (MR) Master Reset
CLOCK – Takteingang steigende Flanke (sonst auf VDD)
CLOCK INHIBIT - Takteingang fallende Flanke (sonst auf VSS)
CARRY-OUT – Übertragsausgang
OUT 0 bis OUT 9 - Ausgänge
Der Schaltplan
Schaltplan
Die Schaltung wird mit dem Schalter S1 aktiviert. An dem Lauflicht nehmen die Leuchtdioden LD1 bis LD10 teil. Mit den Widerständen R4 bis R13
werden die Ströme der Leuchtdioden begrenzt. Widerstände R1, R3 und der Potentiometer R2 entscheiden, wie schnell der Kondensator C1 geladen wird. Die Zeit
kann mit dem Potentiometer R2 reguliert werden. Sie bestimmt, wie schnell unser Lauflicht läuft. Die Leuchtdiode LD11 mit ihrem Strom-Begrenzungswiderstand
R14 visualisiert die Signale, die von dem NE555 stammen. Sie werden dann zu dem CD4017BE (Pin 14) weitergeleitet. Hier kann die Verbindung getrennt und
der NE555 separat als Taktgeber für andere Zwecke verwendet werden.
