Dauerkalender

Sekunden-Taktgeber

mit Uhrenquarz und CD4060BE

Mit zwei integrierten Schaltungen CD4060BE, einem Uhrenquarz, zwei Kondensatoren und zwei Widerständen kann man schnell einen einfachen Sekunden-Taktgeber konstruieren. Der Vorteil der Schaltung liegt darin, dass der Hauptakt von einem Uhrenquarz erzeugt wird. Das wichtigste Merkmal der Uhrenquarze ist ihr sehr stabiles zeitliches Verhalten. Jede Quarzuhr ist mit einem solchen Uhrenquarz ausgestattet.

Uhrenquarz

Das einzige Problem, das bei der Aufgabe überwinden werden muss, ist die Frequenzteilung. Der Uhrenquarz schwingt mit einer Frequenz von 32,768 kHz. Die Zahl 32768 entspricht der Potenz 2 hoch 15. Das ist viel zu schnell. Um diese Frequenz auf 1 Hz zu drücken, kommen in der Schaltung zwei Binärzähler CD4060 zum Einsatz. Der Baustein CD4060 verfügt über einen 14-Bit-Binärzähler und stellt mehrere Ausgänge, die für Frequenzteilung angewendet werden können, zur Verfügung. Alternativ könnte man hier einen 15-Bit-Binärzähler einsetzen. Der erste Binärzahler IC1 wird mit dem Uhrenquarz getaktet. An seinem Clock-Eingang (Pin 11) kommt also ein Signal mit einer Frequenz von 32768 Hz an. An seinem Ausgang Q6 (Pin 4) entsteht ein Signal mit einer Frequenz von 32768 / 64 = 512 Hz. Dieses Signal wird als Taktsignal für den zweiten Zähler IC2 verwendet. An seinem Ausgang Q9 (Pin 13) entsteht dem entsprechend ein Signal mit einer Frequenz von 512 / 512 = 1Hz. Um das Ergebnis zu visualisieren, wird an dem Ausgang Q9 des zweiten Zählers eine Leuchtdiode angeschlossen. In der Testschaltung ist das die blaue Diode D1. Sie blinkt nach der Einschaltung mit einer Frequenz von 1 Hz.

Binärzähler CD4060BE

Die Zählstufen des CD4060BE:

Q4 (Pin 7) = 16
Q5 (Pin 5) = 32
Q6 (Pin 4) = 64
Q7 (Pin 6) = 128
Q8 (Pin 14) = 256
Q9 (Pin 13) = 512
Q10 (Pin 15) = 1024
Q12 (Pin 1) = 4096
Q13 (Pin 2) = 8192
Q14 (Pin 3) = 16384

Man kann auch mit anderen Zählstufen der beiden Zähler experimentieren und andere Frequenzen erzeugen. Als Beispiel werden weitere drei Leuchtionen an die Zähler angeschlossen. Die Leuchtdiode D2 wird an den Ausgang Q14 (Pin 3, Zählstufe 16384) des ersten Zählers IC1 angeschlossen. Sie blinkt anschließend mit einer Frequenz von 32768 / 16384 = 2 Hz.

Die Leuchtdiode D3 blinkt mit einer Frequenz von 4 Hz. Das ist darauf zurückzuführen, dass sie an dem Ausgang Q13 (Pin 2, Zählstufe 8192) ebenfalls des ersten Zählers IC1 angeschlossen ist. Die Frequenz dieses Ausgangs beträgt 32768 / 8192 = 4 Hz.

Die Leuchtdiode D4 wird mit dem Ausgang Q10 des zweiten Zählers IC2 verbunden. Sie leuchtet dann analog mit einer Frequenz von 512 / 1024 = 0,25 Hz.

Der Schaltplan

Schaltplan

Die Testschaltung

Testschaltung

Kurzvideo

Kurzvideo

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