Roulette mit 10 LED's

In meinem Praktikum habe ich damals eine nette kleine Schaltung aufgebaut, die ich hier gerne präsentieren möchte. Es handelt sich um ein LED-Roulette. Auf Knopfdruck schaltet es sich ein und die LED's fangen an nacheinander, im Kreis herum, aufzuleuchten. Dieses ist sehr schnell und wird mit der Zeit langsamer, bis nur noch eine LED leuchtet. Nach einer gewissen Zeit schaltet sich die Schaltung selbst ab. Die Schaltung an sich stammt aus dem ELV-Journal, Ausgabe Aprill 1998.

Bild: Schaltplan in EAGLE (klicken zum vergrößern)

Kommen wir nun zum Funktionsprinzip, welches relativ simpel ist. Durch das drücken des Tasters laden sich die Elkos C5 und C6 auf. Die beiden Elkos sind aufgrund der Dioden D1 und D2 nicht parallel geschaltet sind und verschiedene Funktionen erfüllen, kümmern wir uns erstmal um den Elko C5. So lange der Taster gedrückt ist lädt er sich auf und der Transistor Q2 Steuert durch und die Basis von Q1 wird gegen Masse gezogen, wodurch dieser ebenfalls durchsteuert und Betriebsspannung auf den Elko C8, sowie auf die IC's gibt. Dieses wird in EAGLE durch das Vcc-Symbol, ein Pfeil nach oben, ausgedrückt. Wird der Taster losgelassen wirken die Elkos C5 ud C8 wie eine Art Aelbsthaltung auf die Schaltung. C5 entlädt sich langsam über die Widerstände R4 und R5, welche recht groß sind und somit dauert diese Entladung etwas. Ist ein entsprechender Spannungspegel erreicht, so steuert Q2 nicht mehr durch, daraus folgend sperrt auch Q1 und die IC's erhalten nur noch die Restladung von C8 als Versorgungsspannung. Ist dieser ebenfalls entladen schaltet sich die Schaltung von selbest ab.

Der Elko C6 hat eine andere Funktion. Er sorgt dafür, dass das Roulette sich immer "langsamer dreht", also die Frequenz mit der die LED's weiteschalten stetig sinkt. Um einen solchen Effekt zu erreichen ist hier ein CD4046 verbaut. Beim 4046 handelt es sich um einen sogg. VCO, einen "Voltage controlled Oscilator". Dieser IC gibt am Augang ein digitales 1-0-Signal aus, dessen Frequenz von der Spannung am Eingang abhängig ist. Der Elko C6 entlädt sich über den parallelgeschalteten Widerstand R6, die Spannung am Eingang des VCO sinkt, ebenfalls auch die Frequenz am Ausgang, bis der Elko vollständig entladen ist, dann ist die Frequenz 0Hz berträgt und sozusagen das "Ergebnis" feststeht, da nur noch eine LED leuchtet. Damit die LED'sauch ohne großen Aufwand nacheinander schalten und auch immer in der entsprechenden Frequenz des VCO haben wir hier den zweiten IC, welches ein CD4017 ist. Der 4017 ist ein Decadenzähler, der immer bei einer Flanke von low nach high am Eingang seine Ausgänge weiter durch schaltet. Also Q1 an, Q0 aus dann Q2 an, Q1 aus, und so weiter.

Für den Aufbau der Schaltung muss man ein paar dinge beachten, damit man auch einen schönen Roulette-Effekt hat. Zum Beispiel sollte man die LED's im Kreis anordnen, ihre Reihnfolge beachten und abwechselnd zwei verschiedene Farben verwenden.
Desweiteren sollte man bei den IC's auch ein wenig acht geben, da es sich um CMOS IC's handelt, welche sehr empfindlich bei ESD (Elektrostatische Entladung) sind. Also sollte man sich kurz vor dem einsetzen der IC's kurz erden.

 

Viel spaß beim nachbauen!