4. Dezember: Zeitschaltuhr

Der Slogan "Jeden Tag ein Puzzle aus elektronischen Bauteilen" ist durchaus ernst gemeint. Da ich beim Schreiben dieser Zeilen nicht ganz genau wissen kann, was für Teile Du besorgt hast, können sich Deine und meine Schaltungen ein wenig unterscheiden. Also darfst Du ab und zu ein wenig probieren (puzzeln), bis es wirklich so wie beschrieben funktioniert.

Die beiden Eingänge vom XOR-Gatter haben sich gestern irgendwie unterschiedlich verhalten, insbesondere wenn sie nicht mit der (+)- oder (-)-Schiene verbunden waren.

Der Eingang an PIN 3 war sehr flatterig. Bei ihm war nicht vorhersagbar, welchen Zustand die grüne LED hat. Die LED war schon beeinflussbar, indem Du nur deine Hand dem freien Draht annähertest.

Der Eingang an PIN 14 war dagegen "brav". Wenn er frei lag, hat er sich selbst zurückgesetzt. In welchen Status, das hängt tatsächlich von Deinem konkreten Exemplar des ICs ab. Bei mir verhält er sich so, als wäre er mit (-) verbunden. [1]

Nimm Dir den 10 µF Elektrolytkondensator (ELKO) und setze ihn an PIN 14. Beim ELKO muss man die Polarität beachten. Ein Anschluss trägt eine (-)-Markierung. Dieser Anschluss kommt direkt an PIN 14. Der andere Anschluss wird mit der (+)-Schiene vom Steckbrett verbunden.

Der PIN 3 vom IC wird gezähmt, indem Du ihn über eine Drahtbrücke direkt mit (-) verbindest.

Nimm nun einen der langen Schaltdrähte und stecke ein Ende zu PIN 14. Nach Anschluss der Batterie warte ca 30s, bis sich der PIN14 entschieden hat, welchen Zustand er haben möchte. Dann berühre mit dem zweiten Anschluss kurz

• wenn die LED leuchtet die (-) Schiene,
• wenn die LED aus ist die (+) Schiene.

Die LED ändert ihren Zustand und schaltet erst nach etlichen Sekunden wieder um. Dies ist also eine einfache Zeitschaltuhr.

Merk Dir bitte diese Umschaltzeit. So lange musst Du in den nächsten Tagen manchmal warten, bis die Schaltungen ihre größte Empfindlichkeit erreicht haben.

Übrigens:

[1]: Zu dieser Eigenschaft finde ich keine eindeutige Beschreibung im Datenblatt. Hinter PIN 3 liegt ein "self biased" Verstärker, dessen Input-Pegel bei V_DD/2 liegt. Aber was bedeutet dies für den output-Level? Im Prinzip ja eigentlich nix, und tatsächlich habe ich mehrere Exemplare auf dem Tisch, die sich hier unterschiedlich verhalten.

Über die obige Zeitmessung kannst man abschätzen, wie groß der Innenwiderstand hinter PIN 14 ist. Ich messe eine t_1/2 von ca 13s. Mit R \approx 3/2 * 13s / 10nF \approx 2 MOhm komme ich auf einen Innenwiderstand im gesunden Mega-Ohm-Bereich. Das ist recht viel verglichen mit den Werten aus dem Datenblatt.

Der Innenwiderstand vom 4046 ist dazu noch abhängig von der Versorgungsspannung. Bei einer frischen Batterie misst Du einen deutlich kleineren Widerstand als bei einer schon etwas schlappen Batterie.